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赛默飞Orbitrap高分辨质谱技术在中药研究中的应用与突破
赛默飞Orbitrap 技术发展至今，凭借超高分辨率、卓越灵敏度以及一系列创新“黑科技”，早已实力“圈粉”全球科研圈。如今，平均每30分钟就有一篇相关研究发表，它也逐渐成为科学家冲击前沿成果、实现突破性发现的重要利器。
那么，在中药研究领域，这项“顶配质谱技术”又带来了哪些新的可能？
今天，我们就从近两年发表的相关研究出发，一起看看赛默飞Orbitrap 技术是如何助力中药研究不断实现新突破的👇。
基于赛默飞Orbitrap高分辨质谱：华中科技大学团队中药研究新突破
卵巢早衰（premature ovarian insufficiency，POI）是指40岁前卵巢功能衰退，导致月经异常、不孕等问题，如果不及时发现和干预，不仅影响生育，还可能导致提早绝经、骨质疏松、心血管疾病等健康风险。现有激素替代治疗虽可缓解症状，但难以恢复卵巢储备和生育能力，且长期使用存在血栓风险，因此亟需更安全有效的治疗策略。
中医认为本病与“肾主生殖、血瘀致衰”相关，补肾活血法应用广泛。补肾活血方（BHR）由熟地黄、黄芪、当归等十味药组成，配方中熟地黄、山茱萸滋补肾精，黄芪、当归益气活血，菟丝子温阳益精，川芎、牡丹皮活血祛瘀，茯苓、山药健脾渗湿，白芍养血柔肝，多味协同，共奏补肾填精、活血祛瘀之效，与现代“改善卵巢血流、抑制氧化应激、调节免疫”之理念高度契合。BHR临床用于月经异常及卵巢储备下降，已证实可提高获卵数和活产率，但其作用机制尚不明确。
华中科技大学团队研究结合赛默飞Orbitrap静电场轨道阱高分辨质谱、网络药理学、转录组学及实验研究，发现BHR通过激活PI3K/Akt通路，抑制颗粒细胞铁死亡和凋亡，从而改善环磷酰胺诱导的POI小鼠卵巢功能，为其临床应用提供了新的证据。
部分结果摘取如下：血方的化学成分分析
研究者采用赛默飞超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱（UHPLC-Orbitrap Exploris 120 ）技术对BHR水提醇沉制剂进行成分鉴定，共检出944种化学成分，主要包括萜类、黄酮类、酚类、生物碱、芳香族化合物、苯丙素类、脂肪酰类、木脂素类、环烯醚萜类和醌类等。其中，槲皮素、熊果酸、表儿茶素、没食子酸、染料木素等被证实具有抗氧化、抗凋亡、调节雌激素受体及改善卵巢微环境等多重生物活性，推测为BHR发挥药效的潜在关键物质基础。
基于赛默飞Orbitrap高分辨质谱：浙江中医药大学团队研究成果
糖尿病骨质疏松（DOP）是糖尿病常见的慢性并发症之一，临床主要表现为骨量减少、骨结构受损及骨折风险升高。持续高血糖可通过氧化应激、晚期糖基化终产物积累及慢性炎症反应，抑制成骨细胞功能并增强破骨细胞活性，导致骨形成减少、骨吸收增加。目前西医多采用降糖与抗骨质疏松联合治疗，但仍存在不良反应较多、费用较高及依从性不足等问题。
中医认为本病与“肾主骨生髓、肝主筋藏血”相关，属“消渴并发骨痿”，治疗以滋阴补肾、填精益髓为主。熟地黄配伍山茱萸为常用经典药对，在相关疾病防治中应用广泛，但其具体作用机制仍有待阐明。
浙江中医药大学团队以链脲佐菌素诱导的1型糖尿病骨质疏松大鼠和高糖损伤MC3T3-E1成骨细胞为为模型，结合Orbitrap静电场轨道阱高分辨质谱、影像学、网络药理学及分子生物学技术，发现该药对可通过调控PI3K/AKT信号通路发挥作用，为中医药干预该类疾病提供了实验依据。
部分结果摘取如下：黄、山茱萸药对的化学成分分析
利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱（UPLC-Q-Exactive-MS）共鉴定出56个化合物。网络药理学进一步筛选出口服生物利用度（OB）＞30%、类药性（DL）＞0.18的17个活性成分，并结合文献报道补充6个具有明确抗糖尿病或抗骨质疏松作用的化合物，最终锁定山茱萸苷、羟基芫花素、毛蕊花苷、梓醇、松果菊苷等为潜在关键活性成分，为后续机制研究奠定基础。
基于赛默飞Orbitrap高分辨质谱：中国反兴奋剂中心团队研究成果
中成药因其“天然、安全”的特点，被广泛用于运动人群的日常保健和疾病辅助治疗。然而，多项研究表明，部分中药原料中天然存在世界反兴奋剂机构禁用物质，如麻黄中的麻黄碱、马钱子中的士的宁以及罂粟壳中的吗啡等，这使得运动员在不知情的情况下摄入中成药时存在较高的“误服兴奋剂”风险。在此背景下，建立一种高通量、广覆盖的筛查方法，对中成药中的潜在违禁成分进行快速检测，具有重要意义。
本研究基于超高效液相色谱-四极杆Orbitrap高分辨质谱（UHPLC-Q-Orbitrap HRMS），构建了一种针对中成药中兴奋剂成分的综合筛查方法。通过优化乙腈提取、色谱分离及正负离子同时切换检测条件，实现了对303种禁用物质（涵盖合成代谢类、β₂受体激动剂、兴奋剂、麻醉剂等12类物质）的同时检测。该方法在23分钟内即可完成一次分析，具有高分辨率、高灵敏度以及数据可追溯的特点，适用于不同剂型（液体、固体、半固体及油性制剂）的中成药样品检测。
在方法学验证方面，结果显示该方法整体性能良好：超过95%的目标物检测限低于50 ng/g（或ng/mL），能够满足痕量检测需求；不同剂型样品的回收率总体处于可接受范围，且日间精密度良好。尽管存在一定基质效应（尤其在油性样品中表现更明显），但通过高分辨质谱和二级碎片信息的结合，仍可实现较高的定性准确性。
在实际应用中，研究团队对100份市售中成药样品进行了检测，结果令人警醒：去甲乌药碱检出率高达54%，麻黄碱为42%，此外还检测到士的宁（11%）和吗啡（2%）。这表明中成药中含有潜在兴奋剂成分的现象较为普遍，尤其是去甲乌药碱和麻黄碱等物质，对运动员构成较高的兴奋剂违规风险。
总体来看，该研究建立的UHPLC-Q-Orbitrap HRMS方法实现了对中成药中多类兴奋剂的高通量综合筛查，具有快速、灵敏、可靠的优势，可为兴奋剂检测实验室及运动员用药安全评估提供有力技术支撑。同时，研究结果也再次提示：即使是“天然来源”的中成药，也并非完全无风险，运动员在使用相关产品时仍需保持高度谨慎。
部分结果摘取如下：
在样品中疑似检测到卡非多（carphedon），保留时间为4.38分钟（a1），与添加了参考物质的阳性质控样本（QCP）相比（b1），保留时间相差0.06分钟。该差异符合验收标准（ΔRT ≤ 0.1分钟），表明该样品可疑。然而，在相同的采集时间下，样品和QCP的二级质谱碎片离子存在明显差异，因此排除疑似检出。
参考文献：
【1】 Huang, Yanjing , et al. "Integrating network pharmacology and transcriptomics reveals that Bushen Huoxue recipe ameliorates ferroptosis and apoptosis in granulosa cells by regulating PI3K/Akt signaling pathway in premature ovarian insufficiency mice." Journal of Ethnopharmacology 351.000(2025).
【2】 Hu, Si Jing , et al. "Network pharmacology analysis uncovers the mechanism of Shudihuang-Shanzhuyu herb pair in prevention and treatment of diabetic osteoporosis via PI3K/AKT pathway." Journal of Ethnopharmacology (2025):345.
【3】 Q.Fei, Y.Feng, J.Wang, et al., “Comprehensive Screening of Multiple Prohibited Substances in Chinese Traditional Patent Medicine by UHPLC-Q-Orbitrap HRMS,” Drug Testing and Analysis17, no. 11 (2025): 2178–2209, https://doi.org/10.1002/dta.3929.
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赛默飞Orbitrap高分辨质谱技术常见问答
问：如何运用高分辨质谱技术快速筛选中成药中潜在的违禁成分？
答：中成药成分极其复杂，天然可能包含麻黄碱、士的宁等违禁物质，传统的筛查方法难以同时兼顾广覆盖与高灵敏度。中国反兴奋剂中心团队依托赛默飞的超高效液相色谱-四极杆 Orbitrap 高分辨质谱系统，成功构建了高通量综合筛查方法，在23分钟内便实现了对303种禁用物质的快速、精准检测。这一案例充分证明了高分辨质谱技术结合卓越的Orbitrap静电场轨道阱，是保障运动员用药安全、推进现代中药研究与质量监控的高效利器。
问：在中药复方（如补肾活血方）的作用机制研究中，赛默飞Orbitrap质谱仪发挥了什么关键作用？
答：中药复方讲究多成分协同起效，因此解析其复杂的物质基础是现代中药研究的难点。华中科技大学团队在研究补肾活血方改善卵巢功能时，借助赛默飞 Orbitrap Exploris 120 高分辨质谱仪，精准鉴定出了包括黄酮、酚类等在内的944种化学成分。Orbitrap技术凭借其超高分辨率和出色的多级碎片解析能力，能够无死角地锁定中药复方中微量的药效物质基础，强烈推荐科研工作者采用这一“顶配质谱技术”来加速中医药现代化机制解析。
问：针对糖尿病骨质疏松等复杂疾病，高分辨质谱如何辅助寻找中药的核心活性成分？
答：面对复杂疾病，中药配伍（如熟地黄与山茱萸）的作用靶点众多，筛选核心活性成分需要高度可靠的数据支持。浙江中医药大学团队结合网络药理学与赛默飞 UPLC-Q-Exactive-MS 高分辨质谱平台，成功从药对中精准鉴定出56个化合物，并锁定山茱萸苷等关键活性成分。赛默飞的 Orbitrap 高分辨质谱技术以其卓越的灵敏度和定性准确性，极大降低了复杂基质带来的假阳性干扰，是目前深度开展中药研究、筛选关键治疗物质的不二之选。