合作结硕果:业界领先1300+中药高分辨质谱数据库

分析测试百科网讯 2019年6月28日,世界中联中药分析专业委员会第十届学术年会在上海召开。本次会议上,安捷伦科技公司(以下简称“安捷伦”)与上海诗丹德标准技术服务有限公司(以下简称“诗丹德”)联合发布针对中药药效物质基础研究的标准天然产物高分辨率质谱标准图谱库,为有效鉴定中药中有效成分供强有力的技术支撑。

为此,安捷伦科技大中华区高级技术经理安蓉,安捷伦科技大中华区制药行业市场经理韩莹,安捷伦科技大中华区液质联用资深应用工程师宋越,上海诗丹德标准技术服务有限公司董事长谢天培,上海诗丹德标准技术服务有限公司总经理钱勇,上海诗丹德标准技术服务有限公司副总经理/技术总监辛振强,上海诗丹德标准技术服务有限公司标准研究部经理杨洲共同接受了分析测试百科网等媒体采访。

从左至右:上海诗丹德标准技术服务有限公司副总经理/技术总监辛振强,上海诗丹德标准技术服务有限公司标准研究部经理杨洲,上海诗丹德标准技术服务有限公司总经理钱勇,上海诗丹德标准技术服务有限公司董事长谢天培,安捷伦科技大中华区高级技术经理安蓉,安捷伦科技大中华区制药行业市场经理韩莹,安捷伦科技大中华区液质联用资深应用工程师宋越

十年磨一剑 为推动中药标准化做贡献

中药现代化及标准化是中医药产业发展的必然途径和发展趋势,中医药产业的发展列入国家科技发展的战略规划,中药物质基础研究急需突破瓶颈。

诗丹德(Standard)是一家专业从事中药物质基础研究以及天然化合物、中药化学对照品实物供应的科技型技术服务企业。主营业务为中药及健康产品用标准物质的研制和销售、中药复方的物质基础研究、中药及产品质量标准研究、植物及中药成分的分离纯化制备研究、中药及植物药用成分提取工艺研究、中药及植物药相关注册申报技术外包服务、中药及健康产品第三方检测服务。2017年1月诗丹德获得2016年度国家科学技术进步二等奖(“国际化导向的中药整体质量标准体系创建与应用”)。

诗丹德董事长谢天培介绍,从2003年创业开始,诗丹德就开始研制中药化学对照品,并先后为2005版、2010版、2015版中国药典制作配套的中药图谱集。“2009年,我们同安捷伦沟通后,安捷伦特别感兴趣,双方碰撞迅速产生火花,迄今合作已经10年。这次高分辨质谱中药数据库的合作,是在以前合作基础上的升级。”

安捷伦科技大中华区高级技术经理安蓉表示:“我们的合作从10年前开始,合作至今双方都特别愉快。作为分析仪器供应商,安捷伦的技术团队擅长在平台上开发适合用户的方案,包括中药解决方案和应用方案。诗丹德当时抓住中国药典契机,在中药标准物质的生产和供应方面已崭露头角。在根据中国药典标准做方法的时候,由于企业水平、人员水平不一,仅凭文字描述去重复方法且确认结果可靠性有一定的难度;因此我们双方一致认为,标准图谱库将大有所为。我们的合作建立在‘为行业做贡献’共识的基础上,并充分利用了诗丹德在天然产物研究中化合物资源的优势、与安捷伦在生命科学方面的先进仪器与技术优势。”

1300个化合物信息 20000张质谱图谱

安捷伦-诗丹德标准天然产物高分辨质谱标准图谱库目前已收录1300个天然产物化合物的信息,这1300个化合物以中国药典收载的近500种药材饮片中涉及的化合物为基准,涵盖常见的化合物结构类型,如黄酮类、皂苷类、生物碱类、有机酸类、苯丙素类成分。

标准天然产物高分辨质谱标准图谱库收载每个化合物的中英文名称、分子式、结构式、化学类别、植物来源、CAS 号、Chemspider 号、KEGG 号等多项信息。最重要的是图谱库收载超过20000 张高分辨准确质量二级质谱图谱。所有图谱中的碎片信息均经过严格的安捷伦验证流程进行质量校正。

诗丹德技术总监辛振强总结了标准天然产物高分辨质谱标准图谱库的4大特点:

第一、快速分析。采集样品后通过数据库的比对,分析结果直接直观导出,省去研究者分析后需要标准品进行比对的步骤。

第二、准确度高。所有比对的对象均是实际采集的标准品的图谱,没有任何模拟推测的图谱。同时,研发阶段在进行标准品图谱采集时,尽可能覆盖化合物所有的加和离子,并使用不同的碰撞能量,采集信息全面。

第三、重复性高,适用性强。数据库收载的二级图谱全部经过安捷伦公司严格的验证流程进行校正,同时采集的图谱可以与在安捷伦任意型号的高分辨质谱仪上采集的数据进行比对。

第四、提高分析纯化效率。实验室在进行化合物分离纯化工作前,可通过数据库进行分析,立即获知已知化合物信息,避免重复前人的工作,可快速导向分离新化合物,提高分离纯化的效率。

数据库录入的化合物包括的信息

此次发布的天然产物谱库研究对象为药材的化学成分及植物中的次生代谢物,利用数据库鉴定丰富的化学信息,可与安捷伦差异分析软件Mass Profiler(MP)和功能强大的组学软件Mass Profiler Professional(MPP),代谢物鉴定软件MetID、定性代谢率流分析软件VistaFlux等配合使用,助力基于代谢组学方法的中药药效物质基础研究,成为研究人员揭开中药作用机制神秘面纱的首选研究工具。

质谱图谱库:快速鉴定极其复杂的中药成分

谈到建立高分辨质谱库的初衷,诗丹德标准研究部经理杨洲表示:“目前中药物质基础研究有如下几个难点:中药成分复杂,明晰物质基础组成有难度,传统的化合物分离工作需要研究者耗费很多精力和财力;化合物的不稳定性、毒性等都给研究者极大挑战。因此,需要一种高效、快速、经济的方法开展化学物质基础研究。液质联用技术是进行中药及天然产物化学物质基础研究的有力工具,但液质联用技术最主要的一个缺点在于:有时定性分析缺乏化合物标准品,这极大影响鉴定的准确度和分析的效率。我们设想如果将天然产物化合物和高分辨质谱相结合,建立相应的质谱数据库,将会对中药及天然产物物质基础研究提供强有力的支撑。基于上述设想,我们和安捷伦合作,利用我们公司在天然产物研究中的优势与安捷伦公司在生命科学仪器方面的优势,共同开发质谱数据库。”

诗丹德和安捷伦在标准天然产物高分辨率质谱标准图谱库的合作,既是双方近10年深入合作的延续也是全新的合作成果。双方在中药现代化研究领域持续不断地进行包括产品开发、学术沟通、技术保障、实验室建设在内的合作活动,在产学研各个方面和层次进行合作,相互支持,优势互补,在合作的同时也提升了各自在相关领域的影响。

钱勇补充说:“对诗丹德而言,我们通过质谱标准图谱库来推广我们的产品,提升我们在药品检测上的技术和实力。一旦我们建立了针对药典的质谱图谱库,那么客户将认可诗丹德的检测能力,有助于推广我们的服务和配套产品。”

安蓉指出:“安捷伦的理念是让世界变得更美好。对于安捷伦中国团队,包括市场团队、应用支持团队、售后团队、业务拓展团队等,当用户选择了我们,安捷伦就要集团队之力解决用户的问题。我们工作的宗旨就是帮助用户解决问题,让用户更满意。”

安捷伦科技大中华区制药行业市场经理韩莹补充说:“首先,安捷伦作为一家国际化的高科技公司,从更高的层面来讲,我们将持续努力实现科技服务于社会的愿景。其次,对安捷伦中国来说,我们始终致力于提供本土化的解决方案,针对中国用户的需求,植根中国创造价值,比如中药行业有很多中国用户独特的需求。第三,在真正开展工作时,我们持续思考的不仅仅是我们想要做什么,而是要对行业需求保持深入的理解和洞察:做什么是最有帮助、最有价值的?在经过透彻分析后,我们再去整合资源和力量,比如同诗丹德强强联合,优势互补,为社会和行业做出更多的贡献。”

针对挑战 建立严格的标准化过程

中药在我国有着悠久的历史,有着独特的理论体系和应用形式。但中药由于成分复杂,化合物结构复杂,难以高效准确地鉴定中药及天然产物的药效成分,上述问题一直困扰着广大的研究人员。在标准天然产物高分辨质谱标准图谱库开发过程中,安捷伦和诗丹德都遇到了不少技术难题。

杨洲博士表示:“进行天然产物的标准图谱库的建设,实际上就是建立一个标准,如何保证2万多张高分辨图谱具有标准比对的作用,是整个项目的难点和关键所在,也是该项目最耗时的地方。我们和安捷伦公司密切合作,建立了一套严格的数据库操作规程和质控体系,保证产生的每一张图谱都经过严格的校正,保证图谱的质量符合标准化程序,能够成为今后用以进行比对的金标准。”

天然产物质谱数据库的创建,需要研究人员具备中药及天然药化相关专业技能,对化学成分的化学结构类型、化学性质、植物来源等有较为清晰的判断。同时,研究人员应具备相应的药物分析技术,尤其是中药分析及质谱分析,能够根据化合物性质,对化合物质谱特点进行归纳,对多级质谱碎片信息进行分析,严格按照操作规程进行数据采集及复核验证。

安捷伦大中华区液质联用资深应用工程师宋越博士说:“标准天然产物高分辨质谱标准图谱库根植于中国的数据库。安捷伦在数据库开发方面有很多经验,比如:农兽残数据库、法医毒物数据库等,这些数据库是在全世界范围内适用的,用户需要的信息会有共同的特点。但是中药天然产物数据库是根植于中国的,为中国从事中药产业的用户服务。为此,我们在数据库构建时收集了很多信息,使之能有针对性地满足中国用户的需求。

首先在信息收集阶段我们花费了很多时间,对包括结构信息、来源种属等做了非常细致的梳理。其次在数据采集方面建立了非常严格的校正过程。我们和杨洲团队反复沟通,当数据不合适的时候反复寻找哪里出的问题。天然产物来源天然,其分离纯化要求比一般的化学品要求高,想要达到一定纯度需要更多的时间和人力物力。所以我们在测试过程中,往往因为纯度的问题而反复验证求证,排除干扰。”

杨洲博士说:“目前数据库收录了1300个化合物,二期项目的目标是3000多个化合物。二期项目正按照原定计划在进行数据库的建设工作,推出更全面的数据库。”

韩莹表示:“这1300个化合物的高分辨质谱标准图谱库不是终点,而是一个全新的起点,以后还会有二期以及更深入的开发。而当前的1300个化合物的数据库,已经是目前市场上化合物最多、信息最全的中药高分辨质谱图谱库。”

安蓉表示:“目前第一期刚发布,安捷伦从事中药研究的高分辨质谱用户可以联系我们的业务人员申请试用;后续再推进商品化进程,希望能够让现有用户可以利用这个工具解决他们在天然产物和中药研究中的问题。好多用户已经开始申请了,大家都期待已久。”

钱勇说:“中药质谱标准图谱库要配套仪器来使用,如果企业有配套的安捷伦高分辨质谱仪器,那就可以直接购买图谱库进行使用。而对诗丹德来说,我们也可以提供相关的中药分析服务。我们是一家对外提供中药服务的企业,拥有该质谱图谱库,可以为用户提供更多服务。”

中药全面解决方案

谈到中药的整体解决方案,安蓉和韩莹表示:基于色谱,光谱和质谱等丰富产品线平台,安捷伦提供非常丰富的中药解决方案,几乎涵盖中药研究以及质量控制的各个方面;此次发布的高分辨质谱数据库是在现有解决方案基础上的延伸。安捷伦解决方案从上游中药物质基础研究,中药药效,作用机制等研究,到下游的质量控制标准提升等,覆盖全产业链的各个层面。

在中药质量方面的方案很多,涵盖与中药的安全性、有效性、质量可控性相关的各种分析。如对于2015版药典,重金属、农药、真菌毒素、色素等涉及中药安全性的检测项目,安捷伦都有现成的解决方案。10年前开始,安捷伦还开发了中药掺伪、非法添加等解决方案。安捷伦不仅提供普通液相色谱的图谱集,还提供超高效液相色谱和二维液相色谱进行中药分析的解决方案。

宋越博士表示:“数据库只是一个工具,要想解决中药物质基础的问题,需要将多种方法和手段有机组合在一起。我们提供给用户高效的方式方法,用户可以据此根据自己的实际需求来修正修改,从而加快研究或生产的进程。中药数据库是我们整个方案中的一个重要环节。”

在中药物质基础研究领域深耕细作,全面合作

基于双方深厚的研究基础,安捷伦和诗丹德的合作方向一致都非常明确,就是在中药物质基础研究领域深耕细作,全面合作。

安蓉和钱勇均表示:“首先双方在高分辨质谱数据库这个项目继续深入合作,目标很明确,就是要做到行业领先的天然产物高分辨率质谱库。其次,配合中国药典2020年版的发布,双方继续合作开展配套2020版《中国药典》中药分析图谱集的书籍出版工作。最后,在目前中药及天然药物研究的其它热点领域如古代经典名方开发、配方颗粒研究、中药大品种二次开发等方面继续深入合作。”

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