论文标题：Characterization and identification of chemical components in Si-Ni-San based on PLC-Q-Orbitrap-MS, HS-SPME-GC-MS, and HS-GC-IMS techniques
中文标题：基于 UPLC-Q-Orbitrap-MS、HS-SPME-GC-MS 及 HS-GC-IMS 技术对四逆散化学成分的综合表征与鉴定
期刊：Microchemical Journal
影响因子：5.1
研究背景
四逆散（SNS）作为疏肝理脾的经典中药方剂，含柴胡、白芍、枳实、甘草四味药材，在抑郁、焦虑等情志疾病的临床治疗中应用广泛。然而其药效物质基础尚未完全明确，制约了该方剂的现代化发展与质量标准化。
天津中医药大学余河水教授与李正教授团队在 Microchemical Journal 上发表题为 “Characterization and identification of chemical components in Si-Ni-San based on UPLC-Q-Orbitrap-MS, HS-SPME-GC-MS, and HS-GC-IMS techniques” 的研究论文。该研究采用 UPLC-Q-Orbitrap-MS、HS-SPME-GC-MS 及 HS-GC-IMS 等分析技术，对四逆散的化学组成进行了全面解析：共定性鉴定出 85 种非挥发性成分（以黄酮类为主），同时识别出 162 种挥发性组分。
该研究还进一步建立了平行反应监测（PRM）方法，实现了对四逆散中 10 种关键成分的精准定量。该研究建立的分析方法，实现了对四逆散这一中药复方的化学成分进行全面、灵敏的定性定量评估，也为中药及其复方制剂的成分分析与质量控制奠定了方法学基础。
图1. 研究技术路线图
研究结果
01-UPLC-Q-orbitrap-MS 定性分析
经 UPLC-Q-Orbitrap-MS 分析，四逆散在正、负离子模式下的基峰离子流色谱图如图2所示。
通过系统优化提取溶剂、色谱条件与质谱参数，最终共鉴定出 85 个成分，包括 46 个黄酮类、18 个萜类、10 个香豆素类、5 个皂苷类、1 个氨基酸类化合物、1 个核苷类化合物、2 个有机酸及 2 个其他成分。
图2. 四逆散（SNS）的基峰离子流色谱图（BPC）
02-HS-SPME-GC-MS 定性分析
采用 HS-SPME-GC-MS 技术分析四逆散挥发性成分，总离子流图见图3。通过优化萃取纤维、孵化温度及萃取时间，结合 NIST 17 数据库匹配（匹配度>75%）与保留指数验证，共鉴定出 76 种大分子挥发性成分（C10-C15），主要包括烯烃、醇类、烷烃、酮类和醛类化合物。
图3. HS-SPME-GC-MS 分析四逆散（SNS）中挥发性有机物的总离子流图
03-HS-GC-IMS 定性分析
通过 HS-GC-IMS 分析获得四逆散二维离子迁移谱图（图4）。基于保留时间与迁移时间三维表征，通过与内置数据库比对，成功检测到 64 种小分子挥发性成分（C2-C10）及 22 种其二聚体，主要涵盖醛类、酮类、醇类、酯类等化合物。
图4. 四逆散二维离子迁移谱图
04-基于 UPLC-Q-Orbitrap-MS 的定量分析
本研究采用平行反应监测（PRM）扫描模式对四逆散中 10 个关键成分进行定量分析。
结果显示 PRM 模式具有良好的选择性及抗干扰能力。方法学验证数据（表3）表明该方法在线性范围、检测限与定量限、精密度及稳定性等方面均符合定量要求。对 15 批样品的含量测定结果（图5）显示，10 种成分中新橙皮苷含量最高，柴胡皂苷 D 含量最低。
各成分在不同批次间检出稳定，证实 PRM 模式在复杂中药基质中同时定量多种成分方面具有显著优势。
表3. 10 个化合物的线性回归数据、检测限、定量限、精密度、重复性、稳定性及回收率测定结果
图5. 15 批四逆散样品中 10 个关键成分的定量结果
研究结论
本研究通过整合 UPLC-Q-Orbitrap-MS、HS-SPME-GC-MS及HS-GC-IMS 三种分析技术，系统鉴定了四逆散中 85 种以黄酮类为主的非挥发性成分及 162 种挥发性成分；同时基于 PRM 模式建立了定量分析方法，成功实现对 15 批样品中 10 种关键成分的测定，完成了对四逆散中挥发与非挥发性成分的系统表征与关键成分的精准定量。
从文献到运用：PRM 让植物代谢组研究更精准
传统上，PRM（Parallel Reaction Monitoring）平行反应监测技术更多应用于蛋白质组学领域，而近年研究发现，它在代谢组学中同样展现出强大的应用潜力，尤其适用于植物复杂体系下的精准定量分析。
在代谢组研究中，MRM（Multiple Reaction Monitoring）多反应监测一直被视为靶标定量的“金标准”。该技术基于三重四极杆平台，通过“母离子筛选→特定子离子监测”实现高灵敏、高重复的检测，已被广泛用于代谢产物的定量分析。
然而，当研究扩展至代谢物更为复杂的植物样本时，MRM 也显现出其固有局限：每次仅能采集特定母-子离子对的信息，无法获取全部的碎片离子谱图，信息量较为有限。
相比之下，PRM 能够提供多个碎片离子的信息，可以提高数据的准确性和可靠性，既保留了靶标定量方法的高灵敏度，又兼具非靶标分析的完整性优势，这一点对代谢物种类繁多的植物样本而言，尤为重要。
基于这一技术背景，百趣生物推出“PRM 精准植物广靶”检测服务，致力于为植物代谢研究提供更准确的数据支持。该服务适用于多种研究方向：
功能基因挖掘
结合转录组与基因组数据，系统解析代谢物—基因调控网络；
抗逆机制解析
揭示植物在干旱、盐碱、病虫害等胁迫下的代谢响应机制；
品质性状研究
筛选并鉴定影响作物或产品品质的关键代谢标志物；
分子育种支持
为作物遗传改良提供代谢组层面的可靠依据；
药用植物研究
聚焦活性成分，助力药材质量评价与功效成分挖掘。
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