基于UHPLC-PDA-MS技术，同时对来自印度的四种Tinospora属植物茎部中的五种异喹啉生物碱进行了表征，并对其矿物成分进行了分析

《Microchemical Journal》：UHPLC-PDA-MS based simultaneous characterization of five isoquinoline alkaloids and mineral profiling in stem of four Tinospora species from India

　　罗汉·萨尔卡尔（Rohan Sarkar）、萨蒂安舒·库马尔（Satyanshu Kumar）和拉古拉杰·辛格（Raghuraj Singh）
印度古吉拉特邦阿南德（Anand）387310，ICAR-药用和芳香植物研究理事会

**摘要**
**背景**
Tinospora属植物在传统医学中广泛应用。该属植物含有多种成分，包括脂肪族化合物、生物碱、二萜内酯、甾体和矿物质。

**目的**
本研究旨在测定四种Tinospora物种（T. cordifolia、T. crispa、T. malabarica和T. sinensis）茎部中五种标志性生物碱（magnoflorine、jatrorrhizine、tetrahydropalmatine、palmatine和berberine）的浓度，以及宏观矿物质（Ca、Mg、P、K、S）、微观矿物质（Fe、Cu、Zn、Mn、Cr、Ni）和非必需矿物质（Cd、Pb）的含量。

**方法**
目标分析物通过梯度洗脱模式进行分离，流动相为含有0.1%甲酸（pH=4.71）的醋酸铵缓冲液（20 mM）和乙腈，在C18柱（150 × 4.6 mm，5.0 μm）上进行分离。质谱鉴定使用带有加热ESI探头的质谱仪完成。矿物质的定量分析采用电感耦合等离子体质谱/火焰光度计/紫外-可见分光光度计。

**结果**
总生物碱含量（五种分析物之和）在T. cordifolia中最高（433.99 μg/g），其次是T. sinensis（205.61 μg/g）、T. crispa（102.57 μg/g）和T. malabarica（89.08 μg/g）。在矿物质含量方面，Ca、K、P是主要的宏观矿物质，而Fe、Mn、Zn是主要的微观矿物质。在所有测定的宏观和微观矿物质中，T. malabarica中的K含量最高（25.196 mg/g），T. sinensis中的Fe含量最高（163 μg/g）。Cd和Pb的含量低于检测限。

**结论**
该方法可用于通过固定标志物来监测Tinospora物种的质量和真实性。此外，关于Tinospora物种中生物碱和矿物质含量的信息可能对植物药和营养保健品开发具有价值。

**引言**
Tinospora属属于木瓜科（Menispermaceae），为攀缘植物。据报道，该属约有34种分布于非洲、亚洲和澳大利亚的热带和亚热带地区[1]。Tinospora物种因其多样的药理特性而被广泛研究[2]–[8]。九种Tinospora物种已在印度多个地区归化。由于这些物种在形态上相似，因此需要有效的区分方法[9]。T. cordifolia（Willd.）Hook. f. and Thomson原产于印度，其茎粉在阿育吠陀中被视为增强体力的药物（Rasayana），具有很高的声誉[3]。T. crispa（L）Hook. f. and Thomson分布于印度尼西亚、马来西亚、菲律宾和泰国[10]。T. cordifolia分布广泛，而T. crispa和T. malabarica的分布范围有限；在印度，T. malabarica主要分布在喀拉拉邦南部[11]。在马来西亚、泰国和其他南亚国家，T. crispa被广泛用于治疗多种疾病[12]。T. sinensis（Lour.）Merr.分布于中国、印度和巴基斯坦[13]。在中国，T. sinensis用于治疗腰椎间盘突出、慢性风湿病和骨折[14]。由于形态相似、在传统医学中的需求以及地理分布重叠，上述四种Tinospora物种容易被掺假或替代，这可能是有意或无意的。T. crispa和T. sinensis最有可能是T. cordifolia的替代品[15]。因此，在采集时需要具备准确区分不同Tinospora物种的能力。

**讨论**
Tinospora物种中含有多种结构不同的有机分子，如生物碱、苷类、内酯、甾醇和萜类。从这些植物中分离出的生物活性化合物在临床前和临床研究中显示出显著的效果[16]。该属的生物活性主要归因于生物碱的存在。大多数Tinospora物种含有三级/四级生物碱，如magnoflorine（M）、jatrorrhizine（J）、palmatine（P）和berberine（B），这些生物碱在自然界中广泛存在[16]。特别是B和M因其药理特性而受到关注。P和J具有抗肿瘤、抗病毒、抗糖尿病和抗炎作用[17]–[20]。L-四氢帕尔马汀（THP）用于治疗偏头痛[21]。需要一种经过验证的分析方法来鉴定和区分密切相关的Tinospora物种，因为该方法既可用于鉴定也可用于区分不同物种[9]–[27]。尽管已有UPLC-DAD-ESI-QTOF-MS和NMR[28]以及HPLC/QTOFMS/MS和UPLC/QqQLIT-MS/MS[29]等先进技术用于Tinospora cordifolia的化学研究和植物化学分析，但这些方法因普通实验室难以操作且需要专业人员进行数据解析而不适合常规使用。因此，需要一种简单、快速且经过验证的UHPLC-PDA检测方法来鉴定Tinospora及其他相关物种中的M、J、THP、P和B。

**矿物质的作用**
植物是将矿物质从土壤传递给人体的重要途径。人体内适量的宏观和微观矿物质有助于维持健康状态[30]。矿物质对身体的正常生长和维持至关重要。微量营养素的缺乏会导致发病率和死亡率增加，影响生产力，甚至对婴儿和儿童的认知发展造成永久性损害。作为高价值生物活性化合物来源的药用植物也可用于补充人体所需的矿物质（尤其是微量元素）。非必需矿物质（如镉和铅）的含量是判断植物是否适合用于制药的重要标准[30]。矿物质还参与形成药用植物的活性成分，这些成分赋予植物治疗作用[31]。Lovkov等人[32]指出，氮以外的宏观和微生物源元素调节罂粟中异喹啉生物碱的形成和积累。许多金属（尤其是微量元素）作为酶的辅因子参与生物碱生物合成途径及初级代谢途径，为生物碱生物合成提供基础[33]。药用植物作为食物和药物（营养保健品）之间的桥梁，提供蛋白质和碳水化合物等必需营养素以及治疗性次级代谢产物（如生物碱、黄酮类、单宁）。药用植物中的矿物质与生物活性植物化学物质结合，支持免疫功能，预防慢性疾病，改善代谢健康[34]、[35]。Tinospora物种在阿育吠陀、悉达医学（Siddha）、藏医学和优纳尼医学（Unani）等传统医学体系中广泛应用，通常以粉末或膏状形式使用，其中包含有机和无机成分[36]。T. cordifolia可用于治疗心脏虚弱、贫血、全身虚弱和精液不足。在阿育吠陀中，T. cordifolia被推荐为增强身体抵抗力、促进长寿的抗应激和适应原药物[36]。T. sinensis广泛用于治疗骨骼相关问题和风湿病[38]。T. crispa的茎在南亚国家被用于治疗多种疾病，包括糖尿病和高血压[39]。Mahima等人[40]使用原子吸收光谱仪（AAS）测定了T. cordifolia茎中的主要矿物质（Ca、P）和微量矿物质（Fe、Mn、Zn）含量；尽管T. cordifolia具有重要的治疗作用，但其其他重要矿物质（K、Mg、S）的含量尚未得到充分研究。估算其他微量和非必需矿物质（Cr、Cd、Ni、Pb）的含量对于确保健康安全至关重要，但目前在这类植物中的研究尚不充分。量化Tinospora物种中的生物碱和矿物质含量有助于了解其作为原料和/或加工产品时的药用和营养保健品潜力。

**本研究的目的**
基于我们对印度药用植物（尤其是Tinospora）的研究工作，以及其在印度医学体系中的重要性，本研究旨在：(i) 同时鉴定五种三级（THP）和四级（M、J、P、B）异喹啉生物碱；(ii) 测定四种Tinospora物种茎中的十三种矿物质含量。

**植物材料**
2025年采集了四种Tinospora物种（T. cordifolia、T. crispa、T. malabarica和T. sinensis）的茎。采集地点详见表1。为每种物种采集了五个样本。采集的Tinospora物种由分类学家（巴罗达大学（Maharaja Sayajirao University of Baroda）植物学系教授P S Nagar博士进行鉴定。

**提取物产量**
T. cordifolia的最高提取物产量出现在50%乙醇提取物中（19.78%）。T. crispa和T. malabarica的最高提取物产量分别出现在50%乙醇提取物中（25.65%和17.53%），而T. sinensis的最高提取物产量出现在25%乙醇提取物中（22.65%）。混合溶剂提取物的提取效果优于单独使用乙醇或水。不同溶剂提取物的提取结果见图S1A。

**标准化的重要性**
标准化是关键，因为它可用于鉴定特定植物、量化相关化学成分并区分相近物种[61]。商业植物材料通常缺乏鉴定证明。质量证据的缺失源于分析资源的不足。

**结论**
需要一种经过验证的方法来鉴定和区分密切相关的Tinospora物种，以确保质量控制。通过开发UHPLC-PDA-ESI-MS方法对四种Tinospora物种中的五种异喹啉生物碱进行了植物化学分析。该方法的有效性已得到验证。与现有方法相比，UHPLC-PDA方法具有显著优势。

**作者贡献声明**
罗汉·萨尔卡尔（Rohan Sarkar）：撰写原始稿件、方法设计、数据分析；
萨蒂安舒·库马尔（Satyanshu Kumar）：撰写、编辑、可视化处理、监督、方法设计、概念构思；
拉古拉杰·辛格（Raghuraj Singh）：方法验证、数据分析。

**利益冲突声明**
作者声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

**致谢**
作者衷心感谢印度农业研究委员会（ICAR）及其下属的ICAR DMAPR部门为本研究提供的支持。