密苏里大学：采用UHPLC-MSMS技术，精准分离并定量测定美国接骨木中的氰苷异构体(密苏里大学相当于国内什么水平) #科技 #分析 #美国 #植物 #大学 #化学

研究背景

氰苷 (CNG) 是许多植物物种合成的化学防御化合物，用于对抗食草动物和病原体，还在植物的氮运输和相关的初级代谢中发挥作用。因此，测量植物和食物中的CNG对于了解植物化学防御和可能的健康风险至关重要。来自密苏里大学的Lloyd W. Sumner教授在Metabolites 发表了文章，创新性地开发了一种基于MRM的UHPLC-MS/MS技术，针对接骨木中复杂且有害的CNG异构体 (图1) 进行高效分离与精准定量。通过精细优化色谱条件与流动相添加剂，成功克服了传统LC-MS/MS在CNG分析中的局限性，特别是针对高度稳定的[M+Na]+加合物难题。采用甲酸铵作为流动相添加剂，显著提升了CNG加合物的碎裂效率与产物离子信号强度，实现了 (R)-prunasin与 (S)-prunasin(sambunigrin) 等关键CNG的高灵敏度定量分析。该方法为植物化学防御机制研究及食品安全评估提供了强有力的技术支持。

图1.接骨木中五种常见CNG的结构：1.amygdalin；2.dhurrin；3.linamarin；4.(R)-prunasin；5.(S)-prunasin (sambunigrin)。

研究过程与结果

在本研究中，严格遵循高标准实验流程，精选Sigma-Aldrich及Santa Cruz Biotechnology等顶级供应商的高纯度化学品与试剂，确保实验材料的品质。样本采集自密苏里州本地农场，经冷冻干燥与精细研磨后妥善储存，以维持其化学成分的稳定性。样品制备环节，采用优化的提取与净化流程，结合超声处理与固相萃取技术，有效富集并纯化目标CNG异构体。

UHPLC-MS/MS分析环节，利用Waters尖端设备，通过精心设计的色谱条件与MRM模式，实现了CNG异构体的高效分离与精准定量。甲酸铵作为流动相添加剂，显著提升了分析灵敏度与准确性。方法验证严格遵循FDA指南，确保了线性、灵敏度、残留、重复性、回收率及基质效应等关键参数的全面评估与验证。最终，所有实验数据均经过严格统计处理，以平均值±标准差形式呈现，确保了结果的可靠性与科学性，为后续植物化学防御机制及食品安全评估研究提供了坚实的数据支撑。

1.优化色谱条件显著提升了CNG异构体的分离效果。通过精细调整梯度洗脱程序与进样量，实现了(R)-prunasin与(S)-prunasin的高效分离，分辨率达1.3，近乎基线分离。ACQUITY UPLC HSS T3 C18色谱柱因其更优的峰形与分辨率被选定为最佳色谱柱，确保了后续分析的准确性与可靠性。见图2-4。

图2.不同浓度的甲酸铵 (2-10 mM) 作为流动相添加剂对5种CNG分离的影响：(A) 2mM甲酸铵；(B) 5 mM甲酸铵；(C) 10 mM甲酸铵；(D) 0.1%甲酸+2 mM甲酸铵。1.amygdalin；2.dhurrin；3.linamarin；4.(R)-prunasin；5.(S)-prunasin (sambunigrin)。

图3. (R) -prunasin 和 (S)-prunasin (sambunigrin) 异构体分离的多反应监测 (MRM) 色谱图。

图4.不同进样量 (2、3 和5 µL) 对氰基葡萄糖苷标准品色谱分离和峰形的影响：1.amygdalin；2.dhurrin；3.linamarin；4.(R)-prunasin；5.(S)-prunasin (sambunigrin)。A：进样量为2 µL时得到的色谱图。B：进样量为3 µL时得到的色谱图。C：进样量为5 µL时得到的色谱图。

2.作者测量了美国接骨木品种“Ozark”的果实和叶子样本中的CNG，包括 (R)-prunasin和 (S)-prunasin (sambunigrin)，结果如图5所示。在所研究的CNG中，(R)-prunasin仅在叶子样本中检测到。在果实样本中，没有检测到任何CNG。

图5.通过UHPLC-MS/MS MRM测量的欧扎克接骨木样品干叶和果实样品中的 (R)-prunasin和 (S)-prunasin (sambunigrin) 含量。BDL=低于检测限，ND=未检测到。

研究总结

鉴于CNG的潜在毒性，其在接骨木中的痕量分析对保障食品安全至关重要。本研究通过创新的UHPLC-MS/MS MRM方法，成功克服了CNG异构体分离及定量挑战。通过优化色谱条件与质谱参数，实现了(R/S)-prunasin的高效分离与精准定量，尤其是利用碳酸铵作为添加剂显著提升了分析性能。此外，验证了方法的可靠性，确保了结果的精确性与准确性。值得注意的是，尽管有文献报道了(S)-prunasin (sambunigrin) 的存在，但本研究在接骨木果实与叶片中均未检测到，提示需进一步扩大研究范围，验证不同接骨木品种及其部位中CNG的分布特征。这一发现强调了深入研究的必要性，以确保食品安全及药用价值的全面评估。

原文出自 Metabolites 期刊

Kasote, D.M.; Lei, Z.; Kranawetter, C.D.; Conway-Anderson, A.; Sumner, B.W.; Sumner, L.W. A Novel UHPLC-MS/MS Based Method for Isomeric Separation and Quantitative Determination of Cyanogenic Glycosides in American Elderberry. Metabolites 2024, 14, 360. https://doi.org/10.3390/metabo14070360

Metabolites 期刊介绍

期刊发表与代谢组学、代谢生物化学、计算和系统生物学、生物技术和医学领域相关的代谢物以及代谢方面的原创研究文章与评论文章。