富氢水对芳香中药茵陈产量及有效成分的影响.pdf
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1、香料香精化妆品FLAVOUR FRAGRANCE COSMETICS2024年4月第2期Apr.2024,No.2专 题1www.ffc-作 者1.上海中医药大学附属龙华医院中医肿瘤研究所,上海 200032;2.上海中医药大学附属龙华医院肿瘤科,上海 200032;3.上海中医药大学附属市中医医院治未病科,上海 200071;4.浙江数字内容研究院数字医疗与人工智能实验室,浙江绍兴 312366董昌盛1,2 伍睿昕3 邓娅婷2 廖心怡2 于观贞2,4#富氢水对芳香中药茵陈产量及有效成分的影响*摘 要为了研究富氢水对茵陈的影响,采用不同含量的富氢水浇灌及喷洒进行茵陈植株生长试验,并运用精准靶向
2、-黄酮/酚类定性定量分析。试验第 15 天,与对照组相比,非饱和组的植株横径和体积明显增加,而饱和组无明显变化。第 25 天,不同含量富氢水组的植株横径和体积明显增加,非饱和组的湿重和干重明显增加(P0.05)。不同含量富氢水组可下调或上调 13 个差异代谢物(P0.05),且能上调天竺葵素-3-氯化葡萄糖苷等 6 个化合物的含量。研究发现富氢水能增加芳香中药茵陈产量,并通过增加有效成分含量提高茵陈质量。关键词氢中药学 富氢水 芳香中药 茵陈 有效成分Yield and Active Ingredients of Aromatic Chinese Medicine Capillary Arte
3、misia Produced by Hydrogen-Rich Water*DONG Changsheng1,2 WU Ruixin3 DENG Yating2 LIAO Xinyi2 YU Guanzhen2,4#(1.Cancer Institute of Traditional Chinese Medicine,Longhua Hospital,Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 200032,China;2.Department of Oncology,Longhua Hospital,Shangha
4、i University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 200032,China;3.Preclinical Department,Shanghai Municipal Hospital of Traditional Chinese Medicine,Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 200071,China;4.Digital Medical care and Artificial Intelligence Laboratory of Zhejiang
5、Digital Content Research Institute,Shaoxing 312366,Zhejiang,China)Abstract:In order to study the effect of hydrogen-rich water(HRW)on Capillary artemisia,the growth experiment of different concentrations of HRW was irrigated and sprayed,and the qualitative and quantitative analyses were used by accu
6、rately targeted beta-flavonoids/phenols.On the day 15 of the experiment,the transverse diameter and volume of the unsaturated group increased significantly,but the saturated group made no change.On the day 25,the transverse diameter and volume of 作 者 简 介董昌盛(1986),男,硕士,副研究员,主治医师,硕士生导师,主要从事中医药防治良恶性肿瘤及
7、复发转移的研究与转化。#通信作者:于观贞(1977),男,博士,副主任医师,教授,硕士生导师,主要从事肿瘤转移、人工智能与数字中医的研究。联系电话:18930565830E-mail:专题“芳香类植物中药及单体治疗疾病进展”客座主编:董昌盛、韩睿钦、张弘一DOI:10.20099/j.issn.1000-4475.2023.0136*基金项目:上海中医药大学附属龙华医院高层次人才引进科研启动经费(编号LH02.51.002);上海中医药大学杏林中青年培养体系杏林青年学者项目(编号RC-2017-02-02);上海市中医医院第三届中医传承人才项目(编号SZYCC(2023-2024)-ZYCCX
8、M03)收稿日期:2023-06-16;修回日期:2023-10-11专 题2024 年 4 月香料香精化妆品2www.ffc-www.ffc-氢是构成生命体的最基本元素之一,亦为宇宙中含量最丰富的元素。日本学者 Ohsawa 等1在 2007 年发现氢气(H2)能选择性地清除羟自由基和过氧化硝酸阴离子,显示出较强的抗氧化效应,而不影响其他活性氧的功能。有关 H2 的生物学活性及其对于疾病防治作用的研究越来越多。除了医学,由于 H2使用安全,成本较低,富氢水(hydrogen-rich water,HRW)是 H2在农业和植物学上最主要的应用形式。H2施用后,植物产量和品质均可得到提高,其机制
9、可能与 H2促进植物光合作用2以及碳水化合物积累3有关。虽然 H2在医学、农业、新能源等领域均有广泛的应用,但在中医药学领域的研究仍较少,亟需开展相关研究探讨 HRW 对中药的生长、栽培及有效成分等影响,为绿色中药和中药国际化奠定科学的试验基础。面对越来越严重的空气、水质和土壤污染,中药种植受到极大的危害,使我们的药用植物不安全,可能会对人们的健康产生影响。有研究表明,富氢水能影响植物种子发芽和幼苗生长,但不同植物适宜的富氢水含量有差异4。富氢水浇灌能促进作物的发芽、根系生长,提高产量、提高抗性、延长保鲜期等5。采用不同含量的富氢水处理党参,以党参多糖的含量为指标,考察不同含量富氢水对党参多糖
10、的影响,结果表明富氢水的质量分数为50%的时候党参中的多糖含量最多,质量分数为36.45%6。但富氢水对于中药生长和成分影响的研究鲜有报道。我们采用HRW浇灌和喷洒茵陈蒿芽,并用液质联用仪(LC/MS)精准靶向-黄酮/酚类检测,分析 HRW 对茵陈有效成分黄酮及酚类含量的影响。中药茵陈最早记载于神农本草经,是茵陈蒿(Artemisia capillaris Thunb.)或 滨 蒿(Artemisia scoparza Waldst.et Kit.)的干燥地上部分,为菊科植物茵陈蒿的幼嫩茎叶。春季幼苗高约三寸时采收,除去杂质,去净泥土,晒干。茵陈作为芳香中药的典型代表,是多年生的草本植物,冬天
11、地上部分会枯萎,当春季来临时,就在陈根上长出嫩芽,故名茵陈。三月茵陈四月蒿,五月六月当柴烧。茵陈的采收,有一定讲究。在春季嫩苗时采收,由于松软柔嫩,所以称为绵茵陈,而秋季时采收的,则已太老,称茵陈蒿。茵陈苦、辛,微寒;归脾、胃、肝、胆经;功效为清利湿热,利胆退黄;用于黄疸尿少,湿温暑湿,湿疮瘙痒7。由于茵陈采摘的时效性较强,因此,如何在春季嫩苗时采收时提高其有效成分的含量成为一个值得思考的问题。1 材料与方法1.1 试验材料选用菊科植物滨蒿(Artemisia scoparia Waldst.et Kit.)或茵陈蒿(Artemisia capillaris Thunb.)的幼苗,春季幼苗高
12、6 10 cm 时采收或秋季花蕾长成至花初开时釆割,除去杂质和老茎,晒干。春季采收的习称“绵茵陈”。此茵陈品种生长周期短,生长习性确定,易于试验操作。试 剂:甲 醇(货 号 R40121)、纯 水(货 号R0582)、乙 晴(货 号 4340863),美 国 Thermo Fisher 公司;氯仿(货号 225789,标准品),美国Sigma-Aldrich 公司。仪器:JXFSTPRP-24/32 型全自动样品快速研磨仪,上海净信实业发展有限公司;Scientz-10N型冷冻干燥机、SB-5200DT 型超声波清洗机,宁波新芝生物科技有限公司;TYXH-I 型漩涡振荡器,上海汗诺仪器有限公司
13、;LNG-T98 型冷冻浓缩离心干燥器,太仓市华美生化仪器厂;TGL-16MS 型台式高速冷冻离心机,上海卢湘仪离心机仪器有限公司;Qtrap 6500+型三重四级杆质谱仪,AB Sciex 公司;AB ExionLC 型高效液相色谱仪,AB Sciex 公司;Waters UPLC HSS T3 色谱柱(100 mm2.1 mm1.7 m),美国 Waters 公司。1.2 试验方法HRW 溶液制备与含量测定,试验共分 3 组:清水处理为对照组,氢水浓度 0.625 mmol/L 为非饱和组,氢水浓度 1.25 mmol/L 为饱和组。采用制the plants with different
14、 concentrations of HRW increased significantly,and the wet weight and dry weight of the unsaturated group increased significantly(P0.05).Different concentrations of HRW group can down regulate or up regulate 13 differential metabolites(P0.05),and could up regulate the contents of 6 compounds such as
15、 geranin-3-chlorinated glucoside.It is found that HRW can increase the yield of aromatic Chinese medicine,and improve the quality of Capillary artemisia by increasing the content of active ingredients.Keywords:hydrogen Chinese medicine hydrogen-rich water aromatic Chinese medicine Capillary artemisi
16、a active ingredient第 2 期专 题董昌盛,等:富氢水对芳香中药茵陈产量及有效成分的影响3www.ffc-氢机(纳诺巴伯 NB-X71A 型)制得 HRW 溶液,使用 CT-8023 型富氢测试笔(深圳市柯迪达电子有限公司)测定新制备的饱和 HRW 中 H2浓度,并且室温下密封袋内 12 h 保持相对稳定的浓度。将刚制备好的 HRW 加入等体积的去离子水,制成半饱和 HRW 溶液,以用于试验。1.3 茵陈植株生长试验挑选长势整齐一致、大小一致且健康的茵陈幼芽苗植株移栽至装有基质的小花盆中培养,之后分别用自来水、0.625 mmol/L HRW、1.25 mmol/L HRW
17、每天 12:00 喷洒、隔天 12:00 浇灌植株,共计 25 天。每 3 天测量茵陈植株的横径、高度。1.4 茵陈植株精准靶向-黄酮/酚类定性定量分析试验结束后每组 6 株进行精准靶向-黄酮/酚类检测检测,4 株进行质量称量。取冻干后样品约 50 mg,加入 600 L 甲醇水溶液(其中甲醇与水体积比为 2:1,下同),再加入 400 L 氯仿;加入 2 颗钢珠,研磨机研磨(60 Hz,2 min);冰水浴超声提取 20 min;离心10 min(4、13 000 r/min),取上清 500 L 装入 EP 管中;向残渣中继续加入 400 L 甲醇水溶液,涡旋 1 min,超声提取 20
18、min;离心 10 min(4,13 000 r/min),取 300 L 上清,跟之前的500 L 上清合并,共计 800 L;取 200 L 上清挥干,然后用 200 L 甲醇水溶液(其中甲醇与水体积比为 7:18)复溶,含 12 ng/mL 内标(L-2-氯苯丙氨酸),涡旋 30 s,超声 2 min;离心 5 min(4、13 000 r/min),取 100 L 上清液转移到棕色 LC 进样瓶中,-80 下保存,直到上机分析。质控样本(QC)由所有样本的提取液等体积混合制备而成,每个 QC 体积与样本相同。所有提取试剂使用前均在-20 进行预冷。采用超高效 液 相 色 谱-电 喷 雾
19、 串联 质 谱(UPLC-ESI-MS/MS)分析方法,对目标代谢物进行定性定量检测,色谱条件:Waters UPLC HSS T3(100 mm2.1 mm1.7 m)液相色谱柱,进样量为5 L。流动相 A 为体积分数 0.1%甲酸水溶液,流动相 B 为乙腈。梯度条件(均为体积分数)为:0 2 min,0 B;2 30 min,0 50%B;30 32 min,50%95%B;32 34 min,95%B;34 34.1 min,100%0 B;34.1 35.5 min,0 B。分析时均保持在4,柱温度为 40,流速为 0.3 mL/min。质谱分析在 AB Sciex Selex Ion
20、 Triple QuadTM 5500 系统上进行,采用电喷雾电离(ESI)源,在正、负离子模式下工作。正离子模式:CUR 为 35 Psi(241.32 kPa),EP 为 10 V,IS 为 5 500 V,CXP为 10 V,温度为 500,气体 1 为 60 Psi(413.69 kPa),气体 2 为 50 Psi(344.74 kPa)。负离子模式:CUR 为 35 Psi(241.32 kPa),EP 为-10 V,IS为-4 500 V,CXP 为-20 V,温度为 500,气体1 为 60 Psi(413.69 kPa),气体 2 为 50 Psi(344.74 kPa)。目
21、标代谢物在附表多反应监测(MRM)模式下进行分析。对 MRM、解聚类势(DP)和碰撞能量(CE)进行了优化。1.5 统计分析应用 SPSS 20.0 和 R4.1.1 软件,单变量采用T 检验、变异倍数分析对试验结果进行统计分析,以 P0.05 为差异有意义。采用 P 值和 log2(FC)(FC 为差异倍数变化大小)相结合的办法,来筛选组间差异代谢物。一般以 P1 的代谢物被认为是差异代谢物。相关性分析使用 Pearson 相关系数,文章中的统计图表采用Excel 或 R 软件绘制。2 结果与讨论2.1 富氢水对茵陈蒿幼苗形态学和质量的影响如图 1 所示,茵陈幼苗喷洒、灌溉第 15 天,与对
22、照组相比,非饱和组的植株横径和体积明显增加,而饱和组无明显变化。第 25 天,与对照组相比,非饱和组的植株横径和体积明显增加,而饱和组的植株横径和体积明显增加。第 25 天,将各组茵陈幼苗的湿重和干重进行称量发现,与对照组相比,非饱和组的湿重和干重明显增加(P0.05),而饱和组无明显变化。与饱和组相比,非饱和组的湿重和干重亦明显增加(P0.05)。可以发现,与对照组相比,采用富氢水灌溉、喷洒茵陈幼苗 25 天,非饱和组和饱和组均可以促进其生长,增加其产量,可以为解决中药材短缺提供可行性方案。2.2 各组茵陈蒿幼苗代谢物强度分布QC 样本在样本检测前用于平衡“色谱-质谱”系统,在样本检测过程中
23、用于评价质谱系统的稳定性。对 QC 代谢物下机强度分布进行评估,对 QC 样本的代谢物下机强度做箱线图(Boxplot),如图 2 所示。2.3 代谢物火山图图 3 是代谢物火山图,其中黑色原点代表在显专 题2024 年 4 月香料香精化妆品4www.ffc-www.ffc-图 1 富氢水显著促进茵陈幼苗生长(*P0.05)图 2 代谢物强度分布图 3 代谢物火山图4321043210第 25 天第 1 天第 15 天第 25 天第 25 天湿重/g干重/g对照组对照组对照组非饱和组非饱和组非饱和组饱和组饱和组饱和组*ABCDE420-2代谢物强度(log10)QC-3QC-4QC-51214
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