解锁中药奥秘：精准药理与高效筛选

中药研究涉及到中药材、中药提取物和中药制剂等多种类型，其中又会包括成分分析、药效物质筛选、代谢物鉴定及定量等多个维度。中药因其成分复杂性、品质一致性、药效物质的复杂性以及标准分析方法缺乏等因素使其研究面临着一些特殊的难点，给中药分析研究工作带来诸多挑战。在中药研究过程中分子互作（SPR）技术和液质联用技术（LC-MS）联用，提供了一种高效准确的方法，在中药的成分分析、药效评估等方面发挥着重要作用。

Biacore基于表面等离子共振 (SPR) 技术，可以凭借高灵敏度、实时检测以及无需标记等优势，为中医药研究提供了一种全新的视角和工具。

ZenoTOF 7600质谱含有Zeno Trap技术可富集碎片离子并极大地提高二级碎片的信号强度；其EAD（Electron activated dissociation，电子活化解离）裂解技术可以获得更丰富的二级碎片信息可提高库匹配定性分析结果准确性。IDA（数据依赖性采集）采集方式结合DBS功能（动态背景扣除）、Zeno Trap和EAD技术，可在一针进样过程中尽可能全面的采集高质量的二级谱图，以实现更全面的中药复杂成分分析。

我们一起跟随两个案例，来看一下二者结合在中药医学方面的出色表现。

研究人员利用CM5芯片固定TNF-R1蛋白，将一系列不同稀释比的RPA提取物注入芯片表面，以初步评估潜在生物活性成分与TNF-R1之间的相互作用。有趣的是，RPA提取物对TNF-R1的结合活性呈浓度依赖性（图1.A），这表明RPA提取物中的某些成分能够与TNF-R1结合。为了揭示哪些成分能够与TNF-R1结合，研究人员使用Biacore进行了垂钓实验，回收到了与TNF-R1结合的活性成分。将收集到的样品在UPLC-QTOF/MS系统上进行鉴定（图1.B-F）， 实验结果显示，芍药苷和丹皮酚被鉴定为潜在的活性成分。

为了进一步确认芍药苷和丹皮酚直接与TNF-R1相互作用，研究人员通过Biacore测定出芍药苷与TNF-R1的亲和力为4.9μM（图2.A和B），丹皮酚与TNF-R1的亲和力为11.8 μM（图2.C和D）。

为了探究芍药苷和丹皮酚如何发挥其药理学活性，研究人员设计了Biacore竞争实验。首先，验证了芍药苷和丹皮酚与TNF-α不结合（图3.A和B）。然后，将芍药苷（10或20 mM）与TNF-α预混合并进行Biacore检测。与单独TNF-α相比，混合物中芍药苷浓度越高，响应越低（图3.C）。这一结果表明，芍药苷在与TNF-R1结合时能够与TNF-α竞争。同样，也观察到了丹皮酚与TNF-α之间类似的竞争关系（图3.D）。竞争分析表明，来自白芍根的这两种化合物和TNF-α可能具有TNF-R1的相同结合位点，并能够相互竞争；因此，芍药苷和丹皮酚通过阻断TNF-α与TNF-R1的结合，从而发挥其抗炎作用。

在本研究中，研究人员开发了一种综合策略，将基于Biacore的筛选、亲和力测定和阻断/竞争实验相结合，探索中药生物活性成分，这种策略不仅可以用于阐明中药的作用机制，还可以用于发现新型中药衍生药物。

在本案例中，通过引入Biacore等现代生物技术手段，中药研究得以从传统的经验式、试错式研究向科学化、精准化转变，推动了中药的现代化进程，提升了中药在国际医药市场上的竞争力。

1、高灵敏度：Biacore技术具有极高的检测灵敏度，能够检测到极低浓度的中药成分与生物靶点的相互作用。

2、精准评估：Biacore能够实时、无标记地监测生物分子间的相互作用，从而精准评估中药成分与生物靶点的亲和力以及动力学参数。

3、无分子检测下限：Biacore检测无分子量下限，不仅可以检测高分子量的多糖、蛋白质，还可以应用于低分子量的生物碱、黄酮类、萜类等小分子化合物的检测。

4、高效筛选：Biacore技术能够快速地筛选中药中的复杂成分，尤其是那些与特定生物靶点（如酶、受体等）有潜在相互作用的活性成分。

紫椎菊具有消炎杀菌、抵抗病毒以及增强和刺激人体免疫系统的作用，主要活性成分包括多酚，咖啡酸衍生物和多糖等。本研究采用高分辨质谱ZenoTOF 7600系统进行数据采集、 OS软件进行数据处理，快速分析了紫椎菊提取物中的小分子化合物。通过一级质谱准确度，同位素分布和二级质谱信息三个维度对化合物进行准确鉴定；并通过独特的EAD碎裂技术获得更丰富的二级碎片信息对多种同分异构体进行了精细解析和区分。从紫椎菊的提取液中鉴定到1015种相关化合物，主要包含羧酸类、酚酸类、糖苷类、烷基胺类、脂类、维生素及氨基酸等，其中紫椎菊特有的烷基胺类化合物20种。其中的516种成分转化为MRM离子对列表，为之后靶向定量分析提供了方法基础^[4]。

两个异构体的差别在于其结构上甲基位置不同，通过对比EAD二级图谱，化合物17有特征的碎片离子202.1598，即碎裂掉正丙基的结构，化合物18有特征碎片离子200.1075，即碎裂掉2-甲基丙烷的结构。结果表明在EAD模式下丰富的二级碎片信息可进行异构体的表征和区分。

中药分析存在成分复杂、入血成分及代谢物含量低、异构体众多等特点，给中药的深度研究带来诸多挑战。可提供多种中药研究方案，包含入血成分定量分析、活性成分及代谢物鉴定及中药组学等多个研究领域。 三重四极杆的高灵敏度及抗污染能力可实现中药活性成分药代动力学的高通量分析。通过QTRAP系统复合型扫描方式，一针进样同时得到一级和二级碎片信息，帮助鉴定低含量的中药入血成分及代谢物。 ZenoTOF 7600质谱的Zeno Trap技术和EAD碎裂模式可获得更丰富的二级碎片信息以提高未知物鉴定的准确性，其特有的EAD碎裂模式在异构体的区分中可发挥重要作用，帮助解析代谢物的精细结构。

表面等离子共振（SPR）技术和液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术在中医药研究中的联合应用，可以带来以下的技术先进性优势：

1、提高药效成分鉴定的准确性：SPR技术能够实时、无标签地检测分子间相互作用，通过监测药物与其靶标的结合动力学，帮助识别中药中的活性成分。LC-MS技术则提供了一种高效准确的方法，在中药的成分分析、药效评估等方面发挥着重要作用。两者结合使用，能够在高通量筛选中快速、准确地鉴定中药中的药效成分。

2、增强药物与靶标相互作用研究：SPR技术能够提供药物与靶标之间相互作用的动力学参数，如结合速率常数和解离速率常数。这些参数对于了解药物的作用机制至关重要。LC-MS技术则可以进一步分析这些相互作用产物的化学性质，提供更深入的分子层面信息，从而全面解析药物与靶标的相互作用。

3、复杂中药配方分析：中医药通常由多种草药组成，成分复杂。SPR技术可以初步筛选出具有生物活性的化合物，随后使用LC-MS技术对这些化合物进行详细分析和鉴定。这样，可以系统性地解析复杂中药配方中的有效成分及其作用机制，为中药配方的优化和新药开发提供科学依据。

4、提升药物开发效率：通过SPR技术快速筛选潜在的药效成分，结合LC-MS技术对活性成分及代谢物进行鉴定和定量分析，可以显著缩短中药新药开发的周期。同时，两者联合使用还能够提供药物的代谢和分布信息，帮助优化药物设计和剂量方案，提高药物开发的效率和成功率。

5、辅助质量控制：在中药制剂的生产过程中，质量控制是一个关键环节。SPR技术可以实时监测生产过程中活性成分的变化，LC-MS技术可以精确的对这些成分进行定性及定量分析。两者结合，有助于确保中药制剂的质量稳定和疗效可靠。

综上所述，表面等离子共振（SPR）技术和液相色谱-质谱联用（LC-MS）技术的联合使用，为中医药研究提供了强有力的工具，能够显著提高药效成分的鉴定准确性、增强药物与靶标相互作用研究、解析复杂中药配方、提升药物开发效率，并辅助质量控制。这些优势对于推动中医药现代化研究和新药开发具有重要意义。

为此Cytiva和将于8月27日14:00联合举办"精准药理，高效筛选--分子互作及液质联用技术联合揭开中医药奥秘"为主题的网络研讨会，为广大用户介绍最新研究进展和技术应用。

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