Orbitrap 技術(shù)發(fā)展至今，憑借超高分辨率、卓越靈敏度以及一系列創(chuàng)新“黑科技”，早已實力“圈粉”全球科研圈。如今，平均每30分鐘就有一篇相關(guān)研究發(fā)表，它也逐漸成為科學家沖擊前沿成果、實現(xiàn)突破性發(fā)現(xiàn)的重要利器。
那么，在中藥研究領(lǐng)域，這項“頂配質(zhì)譜技術(shù)”又帶來了哪些新的可能？
今天，我們就從近兩年發(fā)表的相關(guān)研究出發(fā)，一起看看 Orbitrap 技術(shù)是如何助力中藥研究不斷實現(xiàn)新突破的??。
華中科技大學團隊
卵巢早衰(premature ovarian insufficiency，POI)是指40歲前卵巢功能衰退，導致月經(jīng)異常、不孕等問題，如果不及時發(fā)現(xiàn)和干預，不僅影響生育，還可能導致提早絕經(jīng)、骨質(zhì)疏松、心血管疾病等健康風險?，F(xiàn)有激素替代治療雖可緩解癥狀，但難以恢復卵巢儲備和生育能力，且長期使用存在血栓風險，因此亟需更安全有效的治療策略。
中醫(yī)認為本病與“腎主生殖、血瘀致衰”相關(guān)，補腎活血法應用廣泛。補腎活血方(BHR)由熟地黃、黃芪、當歸等十味藥組成，配方中熟地黃、山茱萸滋補腎精，黃芪、當歸益氣活血，菟絲子溫陽益精，川芎、牡丹皮活血祛瘀，茯苓、山藥健脾滲濕，白芍養(yǎng)血柔肝，多味協(xié)同，共奏補腎填精、活血祛瘀之效，與現(xiàn)代“改善卵巢血流、抑制氧化應激、調(diào)節(jié)免疫”之理念高度契合。BHR臨床用于月經(jīng)異常及卵巢儲備下降，已證實可提高獲卵數(shù)和活產(chǎn)率，但其作用機制尚不明確。
華中科技大學團隊研究結(jié)合Orbitrap靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜、網(wǎng)絡藥理學、轉(zhuǎn)錄組學及實驗研究，發(fā)現(xiàn)BHR通過激活PI3K/Akt通路，抑制顆粒細胞鐵死亡和凋亡，從而改善環(huán)磷酰胺誘導的POI小鼠卵巢功能，為其臨床應用提供了新的證據(jù)。
部分結(jié)果摘取如下：
補腎活血方的化學成分分析
研究者采用超高效液相色譜-四極桿-靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜(UHPLC-Orbitrap Exploris 120)技術(shù)對BHR水提醇沉制劑進行成分鑒定，共檢出944種化學成分，主要包括萜類、黃酮類、酚類、生物堿、芳香族化合物、苯丙素類、脂肪酰類、木脂素類、環(huán)烯醚萜類和醌類等。其中，槲皮素、熊果酸、表兒茶素、沒食子酸、染料木素等被證實具有抗氧化、抗凋亡、調(diào)節(jié)雌激素受體及改善卵巢微環(huán)境等多重生物活性，推測為BHR發(fā)揮藥效的潛在關(guān)鍵物質(zhì)基礎。
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浙江中醫(yī)藥大學團隊
糖尿病骨質(zhì)疏松(DOP)是糖尿病常見的慢性并發(fā)癥之一，臨床主要表現(xiàn)為骨量減少、骨結(jié)構(gòu)受損及骨折風險升高。持續(xù)高血糖可通過氧化應激、晚期糖基化終產(chǎn)物積累及慢性炎癥反應，抑制成骨細胞功能并增強破骨細胞活性，導致骨形成減少、骨吸收增加。目前西醫(yī)多采用降糖與抗骨質(zhì)疏松聯(lián)合治療，但仍存在不良反應較多、費用較高及依從性不足等問題。
中醫(yī)認為本病與“腎主骨生髓、肝主筋藏血”相關(guān)，屬“消渴并發(fā)骨痿”，治療以滋陰補腎、填精益髓為主。熟地黃配伍山茱萸為常用經(jīng)典藥對，在相關(guān)疾病防治中應用廣泛，但其具體作用機制仍有待闡明。
浙江中醫(yī)藥大學團隊以鏈脲佐菌素誘導的1型糖尿病骨質(zhì)疏松大鼠和高糖損傷MC3T3-E1成骨細胞為為模型，結(jié)合Orbitrap靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜、影像學、網(wǎng)絡藥理學及分子生物學技術(shù)，發(fā)現(xiàn)該藥對可通過調(diào)控PI3K/AKT信號通路發(fā)揮作用，為中醫(yī)藥干預該類疾病提供了實驗依據(jù)。
部分結(jié)果摘取如下：
熟地黃、山茱萸藥對的化學成分分析
利用超高效液相色譜-四極桿-靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜(UPLC-Q-Exactive-MS)共鑒定出56個化合物。網(wǎng)絡藥理學進一步篩選出口服生物利用度(OB)>30%、類藥性(DL)>0.18的17個活性成分，并結(jié)合文獻報道補充6個具有明確抗糖尿病或抗骨質(zhì)疏松作用的化合物，最終鎖定山茱萸苷、羥基芫花素、毛蕊花苷、梓醇、松果菊苷等為潛在關(guān)鍵活性成分，為后續(xù)機制研究奠定基礎。
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中國反興奮劑中心團隊
中成藥因其“天然、安全”的特點，被廣泛用于運動人群的日常保健和疾病輔助治療。然而，多項研究表明，部分中藥原料中天然存在世界反興奮劑機構(gòu)禁用物質(zhì)，如麻黃中的麻黃堿、馬錢子中的士的寧以及罌粟殼中的嗎啡等，這使得運動員在不知情的情況下攝入中成藥時存在較高的“誤服興奮劑”風險。在此背景下，建立一種高通量、廣覆蓋的篩查方法，對中成藥中的潛在違禁成分進行快速檢測，具有重要意義。
本研究基于超高效液相色譜-四極桿Orbitrap高分辨質(zhì)譜(UHPLC-Q-Orbitrap HRMS)，構(gòu)建了一種針對中成藥中興奮劑成分的綜合篩查方法。通過優(yōu)化乙腈提取、色譜分離及正負離子同時切換檢測條件，實現(xiàn)了對303種禁用物質(zhì)(涵蓋合成代謝類、β?受體激動劑、興奮劑、麻醉劑等12類物質(zhì))的同時檢測。該方法在23分鐘內(nèi)即可完成一次分析，具有高分辨率、高靈敏度以及數(shù)據(jù)可追溯的特點，適用于不同劑型(液體、固體、半固體及油性制劑)的中成藥樣品檢測。
在方法學驗證方面，結(jié)果顯示該方法整體性能良好：超過95%的目標物檢測限低于50 ng/g(或ng/mL)，能夠滿足痕量檢測需求；不同劑型樣品的回收率總體處于可接受范圍，且日間精密度良好。盡管存在一定基質(zhì)效應(尤其在油性樣品中表現(xiàn)更明顯)，但通過高分辨質(zhì)譜和二級碎片信息的結(jié)合，仍可實現(xiàn)較高的定性準確性。
在實際應用中，研究團隊對100份市售中成藥樣品進行了檢測，結(jié)果令人警醒：去甲烏藥堿檢出率高達54%，麻黃堿為42%，此外還檢測到士的寧(11%)和嗎啡(2%)。這表明中成藥中含有潛在興奮劑成分的現(xiàn)象較為普遍，尤其是去甲烏藥堿和麻黃堿等物質(zhì)，對運動員構(gòu)成較高的興奮劑違規(guī)風險。
總體來看，該研究建立的UHPLC-Q-Orbitrap HRMS方法實現(xiàn)了對中成藥中多類興奮劑的高通量綜合篩查，具有快速、靈敏、可靠的優(yōu)勢，可為興奮劑檢測實驗室及運動員用藥安全評估提供有力技術(shù)支撐。同時，研究結(jié)果也再次提示：即使是“天然來源”的中成藥，也并非完全無風險，運動員在使用相關(guān)產(chǎn)品時仍需保持高度謹慎。
部分結(jié)果摘取如下：
Orbitrap高分辨質(zhì)譜全掃描/dd-MS2掃描模式助力專屬性的提升
在樣品中疑似檢測到卡非多(carphedon)，保留時間為4.38分鐘(a1)，與添加了參考物質(zhì)的陽性質(zhì)控樣本(QCP)相比(b1)，保留時間相差0.06分鐘。該差異符合驗收標準(ΔRT ≤ 0.1分鐘)，表明該樣品可疑。然而，在相同的采集時間下，樣品和QCP的二級質(zhì)譜碎片離子存在明顯差異，因此排除疑似檢出。
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參考文獻：
【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.
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