一種基于可視化質譜信息的生曬參和紅參快速識別方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于可視化質譜信息技術的生曬參和紅參的快速識別方法。
【背景技術】
[0002]生曬參和紅參均來源于傘形目五加科人參屬，屬于名貴中藥材，廣泛用于藥品和食品領域，具有重要的醫療價值和經濟價值。生曬參、人參葉、紅參都來自于人參屬的人參(Panax ginseng C.A.Mey.)。人參大補元氣,主產于東北。紅參是由人參經過浸潤、蒸制、烘干等工序加工而成，與人參的成分非常接近，但補益作用更加明顯。上述藥材所含成分相近，在切片、粉碎后或制劑后非常難于區分，因此存在著混用和冒用的現象。
[0003]現在常用的方法是利用高效液相色譜法測定皂苷的種類或含量，來輔助確定藥材的種類。同時還有一些科研人員利用高效液相色譜法對生曬參制劑和飲片中的成分進行了分離測定。利用高效液相色譜法標示出生曬參藥材指紋圖譜中的18個共有峰并且測定其相似度。1990年，美國的Wi 11 iams和Wel sh兩個研究小組提出了 PAPD技術(隨機擴增的多態性DNA)，它是以任意順序列的寡核苷酸單鏈為引物，對所研究的基因組DNA進行隨機擴增，采用該技術能夠獲得清晰的多態性DNA指紋圖譜，可以清楚地區分易混的中藥材[10]。現在，國內已有很多學者采用分子鑒別技術來對生曬參進行鑒別。如羅志勇等采用擴增片段長度多態性DNA(AFLP)法，將生曬參干燥根的基因組DNA經EcoRI/Msel酶切，并與相應的人工接頭連接后，使用選擇性引物進行PCR擴增，經過變性聚丙酰胺凝膠電泳檢測，成功地構建出重復性好的生曬參的DNA指紋圖譜。
[0004]在人參生曬參和紅參的識別領域，所報道的相關專利有:1) 一種用于原產地生曬參保護的hplc指紋圖譜鑒別方法(CN101419200B) ；2) 一種生物品種基因組DNA指紋圖譜(CN 1144880 C):根據DNA指紋圖譜的特征，建立DNA指紋數據庫，對待鑒定生物品種與標準生物品種DNA指紋圖譜和數據進行自動比較和判別分析，明確待鑒定生物品種。與這些專利相比，本發明能夠提供全面的藥材代謝物信息和能夠識別不同藥材的關鍵區域信息，方法直接。高效，對于這類已混藥材的識別具有重要意義。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是一種快速識別生曬參和紅參快速識別方法，本發明改變傳統的方法，從藥材的色譜-質譜信息轉化為m/z-t-1圖像，體現各個化合物的質量差異，通過識別圖像的輪廓和紋理等空間信息，提高識別生物樣本的效率，其特征在于構建生物樣本中的質譜信息所組成的圖像，對圖像進行識別，依次對樣本進行分類。按以下步驟進行:
[0006]I)對生曬參和紅參藥材利用適當的溶劑進行提取和處理，獲取樣本中的化合物。
[0007]2)利用色譜-質譜儀，對樣本進行在線的色譜分離和質譜檢測，獲取每一個化合物的色譜如色譜保留時間和峰面積,和質譜信息如質荷比。
[0008]3)將原始質譜數據導入到軟件，去除噪音信號，獲取樣本中每個化合物的m/z，t和I值，產生m/z-t-1數據矩陣，繪制出樣本的m/z-t-1圖型(或圖像)，每個可測化合物具有特定的質量和時間坐標，化合物的質譜信號強度以峰值或以點的色度值表示。
[0009]4)對m/z-t-1圖像進行識別，從圖像中尋找離子聚集的區域，分辨其輪廓，發現樣本的圖像特征，進行不同樣本之間的比較。通過對m/z-t-1圖像的比對分析，發現生曬參的特征圖像信息(圖1)。
[0010]通過對m/z-t-1圖像的比對分析，獲取紅參的特征圖像信息(圖2)。
[0011]5)通過對比分析，發現可用于用于快速區分生曬參和紅參的特征信息。
[0012]本發明為識別易混淆的生曬參和紅參提供一個更加有力的工具，本發明總結:
[0013]1.本發明采用采用圖像處理技術，將樣本中各個化合物之間的質量和保留時間的關聯性轉化為空間關系。通過全面利用生曬參和紅參中各個化合物的質量信息，而不需要對各個化合物進行鑒定，能夠大大提高識別效率。
[0014]2.與常用于分類的指紋圖譜法指紋圖譜法、質譜指紋圖譜法相比，本發明增加了分離這一維度，具有更高的分辨率和識別效率。
[0015]3.本發明更充分利用了各個化合物之間的質量的相關性，比較的過程簡單且直接，特別適合生曬參和紅參原材或加工物的快速與準確鑒別。
[0016]本發明突破了常規的理化鑒別或指紋譜等分析方法，充分利用了由復雜樣本中各個化合物質量特征所形成的空間信息，大大提高了樣本識別能力，對于生曬參和紅參的甄另IJ，或含此類藥材中藥(食品)的生產和質量控制具有重要應用前景。
【附圖說明】
[0017]圖1生曬參的m/z-t-1圖像。
[0018]圖2紅參的m/z-t-1圖像。
[0019]圖3生曬參和紅參的特征信息。
[0020]圖4不同藥材的m/z-t-1圖像特征對比。
【具體實施方式】
[0021]現結合實施例和附圖對本發明做進一步詳細說明，實施例僅限于說明本發明，而非對本發明的限定。
[0022]實驗例1:標準藥材人參和紅參的對比分析
[0023]I)中藥樣品溶液的制備:精密稱取各標準藥材干燥粉末各lOOmg，每份藥材粉末加入50%甲醇1ml，超聲提取15min，離心5min，取上清液，重復提取I次，合并兩次上清液過0.22um濾膜。
[0024]2)超高效液相色譜-質譜聯用分析:樣品全譜分析采用Agilentl290超高效液相色譜系統(Agilent, Waldbronn, Germany)串聯 6520Q-T0F-MS (Agilent Corp, USA) 0 實驗采用 Agilent 公司 ZORBAXEclipse Plus C18 色譜柱(3.0*150mm, 1.8um),流動相 A 相為水(0.5%乙酸)，B相為乙腈，梯度洗脫:0-15min，B相5% -100%，15_20min，B相保持100%,20-21min，B 相 100% -5%，21_25min，B 相保持 5%，流速為 0.4ml/min。柱溫為 40。。，進樣量為5uL。質譜采用ESI離子源，負離子模式采集數據。數據采集范圍m/z 100-1500。溫度為350°C,干燥器流速8L/min,霧化氣壓力40psi,毛細管電壓3500V, Fragmentor電壓200V, skimmer 電壓 65V。質譜米用加入內標程序。(TOF-refmass-Enable-use
bottle A (nebulizer 設為 3psi) ο
[0025]3)利用XC-MS online軟件，對獲取的數據進行對齊，去除質譜噪音