三萜类检测

发布时间：2025-06-19 08:01:15 阅读量：2 作者：生物检测中心

三萜类化合物检测：技术、应用与挑战

摘要： 三萜类化合物是一类广泛存在于植物、真菌及部分动物中的天然活性物质，具有抗炎、抗肿瘤、保肝、免疫调节等多种重要的生物活性。其结构的多样性与复杂性对检测分析技术提出了较高要求。本文系统综述了三萜类化合物的结构特征、提取纯化方法、主要的定性与定量检测技术（包括薄层色谱法、高效液相色谱法、气相色谱法、质谱法及其联用技术、光谱法等），探讨了其在质量控制、代谢研究及新资源挖掘中的应用，并分析了当前面临的标准化、灵敏度、高通量分析等挑战及未来发展趋势。

关键词： 三萜类化合物；检测技术；色谱法；质谱法；高效液相色谱；质量控制

一、 引言

三萜类化合物（Triterpenoids）是由6个异戊二烯单元（30个碳原子）构成的一大类天然有机化合物，其基本骨架由多个环状结构组成，常见的有四环三萜（如羊毛脂烷型、达玛烷型、葫芦烷型）和五环三萜（如齐墩果烷型、乌苏烷型、羽扇豆烷型）。广泛分布于自然界，尤其在药用植物（如人参、甘草、灵芝、黄芪、积雪草等）、食用真菌及部分海洋生物中含量丰富。这类化合物及其衍生物（如三萜皂苷）因其显著的生物活性和药理作用（如抗炎、抗氧化、抗病毒、抗肿瘤、保肝、降血糖血脂、免疫调节等），在中药现代化、创新药物研发、功能性食品及化妆品等领域备受关注。准确、灵敏、高效地检测三萜类化合物，对于天然产物资源开发、药物质量控制、药效物质基础研究及代谢组学探索至关重要。

二、 三萜类化合物的提取与纯化

检测的前提是获得目标化合物或其富集物。常用的提取方法包括：

  1. 溶剂提取法： 最常用方法，根据目标三萜的极性选择溶剂（如甲醇、乙醇、乙酸乙酯、氯仿或其混合溶剂），采用浸渍、回流、超声或微波辅助提取。
  2. 超临界流体萃取： 主要使用超临界CO₂，尤其适用于脂溶性三萜，具有环保、选择性好、低温操作等优点。
  3. 酶解法： 针对三萜皂苷，可利用酶解去除糖基，释放苷元，便于后续分析。

提取液通常需要进一步纯化以去除干扰物质：

  1. 液-液萃取： 利用目标物在不同极性溶剂中的分配系数差异进行分离富集。
  2. 大孔吸附树脂法： 广泛应用于皂苷等极性较大三萜的富集纯化。
  3. 硅胶柱层析、氧化铝柱层析： 基于吸附力差异分离不同极性的三萜。
  4. 制备型薄层色谱/高效液相色谱： 用于少量高纯度单体化合物的制备。
  5. 高速逆流色谱： 无固体吸附剂，适用于制备高纯度三萜单体，避免不可逆吸附损失。

三、 主要检测技术

(一) 薄层色谱法

  • 原理： 基于不同组分在固定相（硅胶板等）和流动相（展开剂）中的吸附/分配差异进行分离。
  • 应用： 快速定性鉴别、纯度检查、制备分离的初步筛选。常用于中药材及复方制剂中三萜类成分的初步鉴别。
  • 显色： 常用10%硫酸乙醇溶液、香草醛-硫酸试剂、茴香醛-硫酸试剂等加热显色，三萜类化合物多呈现紫红、蓝紫、棕褐等特征颜色斑点。
  • 优缺点： 设备简单、成本低、快速直观；但分辨率、重现性、定量准确性相对较差。

(二) 高效液相色谱法

  • 原理： 目前应用最广泛的分离分析技术，基于溶质在固定相和流动相间分配系数的差异实现高分辨率分离。
  • 色谱柱： 反相C18柱最为常用。
  • 检测器：
    • 蒸发光散射检测器： 对无紫外吸收或吸收较弱的三萜类（尤其皂苷元）具有通用性好、响应稳定的优点，是主流选择之一。
    • 紫外/可见光检测器： 适用于具有特定发色团（如共轭双键、羰基）的三萜（如部分皂苷元、齐墩果酸、熊果酸等），灵敏度较高。检测波长通常选择200-210 nm（末端吸收）或特定化合物的最大吸收波长（如人参皂苷203 nm）。
    • 二极管阵列检测器： 可同时获得色谱图和光谱图，用于峰纯度检查和辅助定性。
  • 优缺点： 分离效能高、重现性好、定量准确；但ELSD响应受流动相组成和流速影响较大，且非质量型检测器；UV检测对无强吸收化合物灵敏度不足。

(三) 高效液相色谱-质谱联用法

  • 原理： HPLC实现高效分离，质谱提供高灵敏度和高选择性的检测及结构信息。
  • 质谱类型：
    • 单四极杆质谱： 主要用于定量分析（SIM模式）和简单定性。
    • 三重四极杆质谱： 金标准定量技术（MRM模式），具有极高的选择性和灵敏度，适用于复杂基质中痕量三萜的准确定量。
    • 离子阱质谱： 可进行多级质谱分析，提供丰富的结构碎片信息，适用于未知物结构解析。
    • 飞行时间质谱： 高分辨率、高质量精度，可精确测定分子量，有助于元素组成推断。
    • 轨道阱质谱： 超高分辨率和高质量精度，结合多级质谱能力，是复杂体系三萜类化合物定性和非靶向筛查的有力工具。
  • 离子化方式： 电喷雾离子化是最常用方式（尤其适合皂苷等极性化合物），大气压化学电离也用于部分弱极性三萜元。
  • 应用： 复杂样品（如中药提取物、生物体液）中三萜类化合物的定性鉴别（分子量、特征碎片）、定量分析（高灵敏度、高选择性）、代谢产物鉴定。
  • 优缺点： 集高分离度、高灵敏度、强定性能力于一体；但仪器昂贵，维护和操作技术要求高，基质效应需关注。

(四) 气相色谱法

  • 原理： 适用于具有挥发性或可衍生化为挥发性衍生物的三萜化合物。
  • 应用： 主要用于挥发性三萜（如部分倍半萜和单萜，严格说非三萜）或通过硅烷化、酰化等衍生化反应增加挥发性的三萜酸（如齐墩果酸、熊果酸）的分析。常配备FID或MS检测器。
  • 优缺点： 分离效率高；但多数三萜分子量大、极性高、沸点高，直接分析困难，衍生化步骤繁琐且可能引入误差。

(五) 光谱法

  • 紫外-可见光谱： 可用于具有特定发色团的三萜的初步鉴别和定量（需结合色谱分离）。
  • 红外光谱： 提供官能团信息（如羟基、羰基、双键），用于辅助结构确证。
  • 核磁共振波谱： 结构解析的金标准，提供原子连接方式、立体构型等详细信息，主要用于已知或新三萜单体的精细结构鉴定（通常与MS联用），不适用于混合物直接定量分析。

四、 应用领域

  1. 中药材及制剂的质量控制： 建立特征或活性三萜成分的含量测定方法（如HPLC-ELSD/UV， HPLC-MS/MS），用于评价原料、中间体及成品的质量均一性和稳定性，确保药效。制定指纹图谱（如HPLC-DAD/MS）进行整体质量控制。
  2. 天然产物研究与新资源开发： 从植物、真菌、海洋生物等中筛选、分离、鉴定新的三萜类化合物，评价其含量和分布。
  3. 药物代谢与药代动力学研究： 利用高灵敏度技术（如HPLC-MS/MS）检测生物样本（血液、尿液、组织）中的原型药物及其代谢产物，研究其在体内的吸收、分布、代谢、排泄过程。
  4. 药效物质基础研究： 分析不同组分或单体三萜的含量与生物活性的相关性，阐明其药效贡献。
  5. 食品与保健品分析： 检测功能食品和保健品中声称的三萜类功效成分的含量和真伪。

五、 挑战与展望

  1. 标准化与参考物质： 许多三萜类化合物缺乏高纯度化学对照品，制约了定量分析的准确性和方法的标准化。亟需加强三萜类标准物质的研制与供应。
  2. 结构相似物分离： 同分异构体（如差向异构体、位置异构体）和同系物（如皂苷的糖链差异）的分离分析仍是技术难点，需要开发更高分辨率的分离方法（如UHPLC）和更智能的数据处理算法。
  3. 痕量分析与灵敏度： 生物样本中痕量三萜及其代谢物的检测需要不断提升检测方法的灵敏度（如开发新型离子源、更灵敏的质谱仪）。
  4. 高通量与自动化： 面对海量样本（如代谢组学、资源筛选），发展高通量、自动化的样品前处理和检测平台是趋势。
  5. 复杂基质干扰： 生物样品和天然提取物基质复杂，基质效应会显著影响检测结果的准确度（尤其LC-MS），需要优化样品前处理和色谱分离条件。
  6. 原位与快速检测： 发展适用于现场、无损或微损的快速检测技术（如基于纳米材料的传感器、便携式光谱设备）是未来的方向之一。
  7. 数据整合与智能分析： 结合人工智能、机器学习等技术，对多组学（化学组学、代谢组学）数据进行深度挖掘，揭示三萜类化合物的生物合成、调控网络及作用机制。

六、 结论

三萜类化合物的检测技术已从传统的色谱、光谱方法，发展到以高效液相色谱-高分辨质谱联用技术为代表的高通量、高灵敏、高信息量的现代分析技术体系。这些技术在推动三萜类天然产物的基础研究、资源开发利用、创新药物研发以及相关产品质量控制等方面发挥着不可替代的核心作用。面对结构复杂性、基质干扰、标准化等挑战，未来研究将聚焦于开发更高性能的分离分析技术、完善标准物质体系、提升方法灵敏度与通量、推动智能化和自动化分析，以满足日益增长的科学研究和产业应用需求。持续的技术进步将深化对三萜类化合物这一宝贵天然资源的认知和价值挖掘。

参考文献 (此处列出关键性综述或经典方法学论文)

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