诊断离子技术在中药质谱分析中的应用

余文怡，应金琴，刘艳芳，徐 青，沈爱金*，梁鑫淼*

（1．中国科学院大连化学物理研究所，中国科学院分离分析化学重点实验室，辽宁 大连 116023；2．江西省中药药效物质基础重点实验室，赣江中药创新中心，江西 南昌 330000）

物质基础研究是阐明中药作用机理的基本前提，然而中药化学成分复杂、结构类型多样且含量差异大，物质基础表征存在巨大的挑战。结合色谱优异的分离能力和质谱高通量、高灵敏度等独特的优势，液相色谱-高分辨质谱联用技术（LC-MS/MS）在中药物质基础研究方面得到了广泛的应用［1-3］。尽管如此，由于获得的质谱数据量巨大，准确提取并鉴定中药化学成分仍然是一个艰巨的任务。截至目前，已发展了一系列质谱数据挖掘技术，包括诊断离子过滤（Diagnostic ion filtering）、质量亏损过滤（Mass defect filtering，MDF）［4-6］、中性丢失过滤（Neutral loss filtering，NLF）［7-9］、分子网络（Molecular networking，MN）［10-13］等，大大提升了鉴定效率和能力。

“诊断离子（Diagnostic ions）”又称“诊断碎片（Diagnostic fragments）”、“诊断产物离子（Diagnostic product ions）”、“诊断碎片离子（Diagnostic fragment ions）”、“关键离子（Key ions）”、“关键产物离子（Key product ions）”、“关键诊断碎片离子（Key diagnostic fragment ions）”等［14-21］，是指化学成分在质谱裂解过程中产生的能够代表该成分化学结构类型的特征碎片离子。基于“诊断离子”的手动鉴定或自动过滤策略是一种有效的质谱数据挖掘技术，可以实现对未知成分结构类型的快速判断，近年来被广泛应用于中药不同类型化学成分的鉴定中，显示出独特的优势。本文将针对近十年来诊断离子技术在黄酮类、生物碱类、苯丙素类、酚酸类、萜类、甾体类等中药不同类型化学成分质谱鉴定中的应用进行总结和讨论，为相关领域学者的质谱鉴定研究提供参考。

1 黄酮类（Flavonoids）

黄酮类化合物具有多种结构亚类，在ESI源正负离子模式下均易离子化，诊断离子技术的相关研究主要集中于黄酮苷元、氧苷及碳苷［6-8，14，16，18，22-50］，当前最常用的主要是基于已知苷元的分子离子峰（［M+H］+或［M-H］-）进行黄酮苷元和氧苷的鉴定［14］。例如Zhang等［7］采用芹菜素、木犀草素和山奈酚等10种苷元离子作为诊断离子，配合NLF从银杏叶中鉴定出75个黄酮类成分，其中以芹菜素为诊断离子鉴定出4个化合物，以木犀草素为诊断离子鉴定出3个化合物，以山奈酚为诊断离子鉴定出29个化合物，均为苷元连有不同糖基的氧苷类成分。Li等［29］采用白杨素、芹菜素、木犀草素、山奈酚和槲皮素5种苷元离子对连钱草中的黄酮类成分进行鉴定。此外，基于黄酮母核修饰不同取代基获取潜在的诊断离子也得到了一定的应用。Xie等［14］在黄酮类母核上修饰羟基和甲氧基得到了54种可能的苷元，通过提取相应的分子离子峰，并采用逆-狄尔斯-阿尔德反应（Retro Diels-Alder reaction，RDA）裂解碎片对取代基进行确认，从密蒙花中鉴定出20个黄酮类成分。Qiao等［18］采用类似的方法从黄芩中鉴定出75个黄酮类和25个二氢黄酮类成分。与黄酮氧苷不同，黄酮碳苷最特征的裂解方式为糖环连续丢失CH2O［24］，因此，主要以［M-60-H］-、［M-90-H］-、［M-120-H］-等为诊断离子进行鉴定。Cao和Wu等［46，49］分别基于上述特征从紫花地丁和金莲花属植物中鉴定出35个和32个黄酮碳苷。考虑到黄酮类成分容易发生RDA裂解产生A环和B环的特征碎片，若同时以RDA碎片作为诊断离子或许可以更进一步地过滤黄酮及氧苷类化合物。

2 生物碱类（Alkaloids）

2.1 异喹啉类生物碱（Isoquinoline alkaloids）

目前采用诊断离子技术对异喹啉类生物碱进行深入鉴定的报道不多，处于相对初级的阶段，通常采用ESI源在正离子模式下进行研究［4，51-57］。Lu等［51］对6种结构类型12个标品生物碱进行研究，发现单苄基异喹啉类、普罗托品类和N-甲基四氢小檗碱类均会发生骨架裂解，碎片离子m/z一般小于230，此外，单苄基异喹啉类会发生含氮基团（CH3）2NH或CH3NH2的丢失，产生［M-45］+或［M+H-31］+，普罗托品类会失H2O产生［M+H-18］+，N-甲基四氢小檗碱类会丢失CH4产生［M-16］+；小檗碱类、苯骈菲啶类和二氢苯骈菲啶类不会发生骨架的裂解，碎片离子m/z一般都在200以上，且小檗碱类容易产生［M-2H］+，苯骈菲啶类会丢失氮原子上的·CH3产生［M-15］+，二氢苯骈菲啶类易产生m/z332．091 55或m/z348．122 80。基于上述诊断信息从血水草中鉴定了95个化合物。然而，上述诊断离子并不能完全代表该类化合物的特征，例如只有当取代基为两个亚甲二氧基、1个亚甲二氧基+两个甲氧基时二氢苯骈菲啶类才会产生m/z332．091 55、m/z348．122 80。其次，部分诊断离子不具有显著的特征性，例如上述丢失H2O及·CH3的诊断离子是常见的中性丢失，存在于所有异喹啉甚至其它类型的化合物中，易产生假阳性。Jiang等［54］以骨架裂解后产生的AB环碎片m/z206和m/z192作为双苄基异喹啉类的诊断离子，以骨架裂解后产生的C环碎片m/z107作为单苄基异喹啉类的诊断离子，以连续丢失氮基团和·CH3后的碎片［M+H-CH3NH2-·CH3］+作为阿朴菲类的诊断离子，结合分子量范围和碎片丰度信息从莲子心中鉴定出9个双苄基异喹啉类、20个单苄基异喹啉类和2个阿朴菲类成分。

2.2 吲哚类生物碱（Indole alkaloids）

吲哚类生物碱结构十分复杂，目前诊断离子技术的应用主要集中在单萜吲哚类生物碱，一般通过ESI源正离子模式下母核开环裂解形成的碎片离子、母核氮桥环丢失中性分子后形成的碎片离子等信息对该类成分进行鉴定［7，20，58-63］，不同亚类之间诊断离子差异十分显著。Pan等［62］对四环单萜吲哚类（tMIA）、四环单萜氧化吲哚类（tMOA）、四环单萜氮氧化吲哚类（tMIN）和五环单萜吲哚类（pMIA）共14个钩藤单萜吲哚类生物碱进行裂解规律研究，发现tMIA和tMOA会分别发生C环裂解产生吲哚母核m/z144．080 8和m/z160．075 7，tMIN会发生D环裂解产生m/z184．099 5，pMIA会发生E环裂解产生m/z265．134 5、m/z247．123 8等离子，同时也会产生吲哚母核m/z144．080 8，通过这些诊断信息结合［M+H-CH3OH］+、［M+H-NH3］+、［M+H-H2O］+等中性丢失从钩藤中鉴定了92个单萜吲哚类生物碱。Tian等［63］通过研究发现士的宁和甲氧基马钱子碱均会发生氮桥环的裂解生成［M+H-C2H4］+和［M+H-C4H9］+，以这两个碎片作为诊断离子，从马钱子中鉴定出17个二氢吲哚类生物碱。Kumar等［61］以3个侧链取代基丢失碎片和3个RDA裂解碎片作为诊断离子，从萝芙木属植物中鉴定出10个育亨宾类单萜吲哚类生物碱。Yang等［20］利用RDA裂解碎片作为诊断离子从吴茱萸中鉴定出5个吴茱萸胺型生物碱。值得注意的是，诊断离子m/z144．080 8在tMIA、育亨宾类、长春碱类及吴茱萸胺类中均可产生（图1），因此不适合单独作为某一具体类型的诊断离子进行鉴定。

图1 单萜吲哚类生物碱的共有诊断离子Fig．1 Common diagnostic ions of monoterpene indole alkaloids

2.3 甾体生物碱（Steroidal alkaloids）

贝母生物碱是典型的甾体生物碱（C27胆甾烷类），根据结构差异性，可以分为西藜芦碱（Cevanine）型、介藜芦（Jervine）型、藜芦胺（Veratramine）型和裂环茄碱（Secosolanidine）型等，其在ESI源正离子模式下容易发生骨架裂解，当前诊断离子技术在贝母生物碱的鉴定中得到了较好的应用［10，21，64］。如图2所示，西藜芦碱型相对稳定，一般可以产生明显的［M+H］+，当C20位连有羟基时产生［M+H-H2O］+，此外，如果氮上有氧取代时还会产生很高的［C7H14N］+（m/z112．11）；介藜芦型生物碱的E环为一个含氧呋喃环，其诊断离子为E环裂解产生的m/z114．09、84．08及67．05；藜芦胺型生物碱的结构特征为D环和E环通过碳桥相连，碳桥裂解后会产生E环诊断离子m/z128．10，通常为基峰；裂环茄碱型通常以A环、C环或E环裂解产生的［C4H7］+（m/z55．05）、［C6H9］+（m/z81．07）、［C5H9］+（m/z69．06）为基峰，此外还会有B环裂解产生的［C7H11］+（m/z95．08）等离子。结合这些诊断离子，Zhou等［21］从8种贝母中鉴定了41个甾体类生物碱，An等［64］从伊贝母中鉴定了529个生物碱，其中大部分为西藜芦碱型和介藜芦型；Liu等［10］将诊断离子与分子网络技术结合，从11种贝母中鉴定了325个甾体类生物碱。

图2 4种类型贝母生物碱的裂解路径Fig．2 Cleavage pathways of four types of fritillaria alkaloids

2.4 萜类生物碱（Terpenoidal alkaloids）

中药研究比较多的萜类生物碱是乌头属植物中的二萜类生物碱，主要包括C19-二萜生物碱和C20-二萜生物碱。C19-二萜生物碱是其中数量最多的一类［65］，包括双酯型（DDAs）、脂肪酸酯型（LPAs）、单酯型（MDAs）和醇胺型（ADAs）等［66-68］。C19-二萜生物碱在ESI源正离子模式下的诊断离子与取代基密切相关，Li等［66］总结了连有不同取代基类型时C19-二萜生物碱的诊断离子（表1）；当没有酯基取代时会产生［C2H6N］+（m/z44．049 5）、［C3H8N］+（m/z58．065 1）等与N桥断裂相关的碎片，当有酯基取代时除了产生上述碎片，还会产生与酯键断裂相关的碎片，如当有苯甲酰基（Benzoyloxyl）取代时产生［C7H5O］+（m/z105．033 5）、有肉桂酰基（Cinnamoyloxyl）取代时产生［C9H7O］+（m/z131．049 1）等。采用这些诊断碎片，结合保留时间和不饱和度等信息，从生附片中鉴定出236个二萜生物碱。Gao等［67］研究了3个DDAs、3个MDAs、3个ADAs和3个C20-二萜生物碱标品的裂解特征，发现DDAs和MDAs会产生丰度很高的m/z105．03，而相比于MDAs，DDAs又会产生［M-PhCOOH+H］+、［M-CH3COOH+H］+、［M-CO+H］+等碎片，ADAs和C20-二萜生物碱不会产生m/z105．03。通过这些诊断离子结合碎片在谱图中的整体分布情况，从乌头根中鉴定了24个苯甲酰取代的二萜生物碱，包括10个DDAs、7个MDAs和7个LPAs。

表1 二萜生物碱中潜在亚结构的相关诊断离子和/或中性丢失［66］Table 1 Corresponding diagnostic fragment ions and/or neutral losses of potential substructures in diterpene alkaloids［66］

3 苯丙素类（Phenylpropanoids）

3.1 简单苯丙素类（Simple phenylpropanoids）及香豆素类（Coumarins）

与黄酮类化合物相似，简单苯丙素及香豆素类主要以结构母核作为诊断离子进行鉴定［7，8，15，17，22，30，39，48］。简单苯丙素容易与糖结合成苷，一般在ESI源负离子模式下响应较好，正离子模式也有响应，在质谱中易发生糖苷键的断裂，生成［苯丙素-H］-碎片离子，如［咖啡酸-H］-（m/z179．035 0）、［香豆酸-H］-（m/z163．040 1）和［阿魏酸-H］-（m/z193．050 6）等。Zhang等［7］采用这3个诊断离子从银杏叶中鉴定出7个简单苯丙素类成分，Shang等［15］采用上述3个诊断离子和［肉桂酸-H］-（m/z147．045 2）从玄参中鉴定出42个简单苯丙素类成分。香豆素类成分的诊断离子研究也相对较少，Li等［8］以羟基香豆素的［M-H］-（m/z161．024 4）和二羟基香豆素的［M-H］-（m/z177．019 3）为诊断离子，从柑橘花中鉴定了12个羟基香豆素和二羟基香豆素糖苷类成分。

3.2 木脂素类（Lignans）

木脂素由苯丙素氧化聚合而来，根据聚合方式可分为多种类型，在ESI源正负离子模式下均有响应。不同类型木脂素鉴定使用的诊断离子各不相同［17，30，38-39，41，48，69］，包括母核离子和母核丢失特征取代基产生的碎片离子及母核裂解产生的碎片离子。Zheng等［69］将五味子中的联苯环辛烯类木脂素分为5种类型：TypeⅠ的C环没有含氧取代基，TypeⅡ的C环有含氧取代基，TypeⅢ的C环有含氧取代基且苯环上有酯链，TypeⅣ的C环同时有含氧取代基和酯链，TypeⅤ的11元环上有内酯环；将［M-·CH3O-C5H10+H］+·和［M-·CH3-·CH3O+Na］+作为TypeⅠ的诊断离子，［M-H2O+H］+作为TypeⅡ的诊断离子，［M-H2O-C5H6O/C7H4O+H］+作为TypeⅢ的诊断离子，［M-C5H8O2/C7H6O2+Na］+作为TypeⅣ的诊断离子，［M-（CO+H2O）+Na］+作为TypeⅤ的诊断离子，从五味子中鉴定出20个木脂素类成分，然而TypeⅡ和Ⅴ型诊断离子的特征性并不强，为多种类型化合物均易产生的中性丢失。Dai等［38］以呋喃环裂解产生的m/z181．050 3、m/z151．040 2和m/z175．076 2作为诊断离子，从蒲地蓝消炎口服液中鉴定了16个双环氧木脂素类化合物。Chen等［39］对感冒灵颗粒中的二芳基丁烷类、单环氧木脂素类、双环氧木脂素类、芳基萘类4种木脂素类成分进行鉴定，以9个化合物的［M-H］-作为诊断离子，鉴定出14个连有不同取代基的木脂素类化合物。

4 酚酸类（Phenolic acid）

4.1 绿原酸类（Chlorogenic acids，CGAs）

绿原酸类化合物（CGAs）是由一个或多个肉桂酸单元与奎宁酸单元缩合形成的酯类（图3），主要以肉桂酸和奎宁酸单元作为特征的诊断离子进行质谱鉴定［6-8，25，29，33，39，41-42，70-76］。CGAs在ESI源负离子模式下容易生成丰度很高的［奎宁酸-H］-（m/z191．056 1）和［奎宁酸-H-H2O］-（m/z173．045 6）［71，73，75］，除此之外，不同类型的CGAs还会产生与肉桂酸单元相关的诊断离子，例如单取代咖啡酰奎宁酸裂解后会产生［咖啡酸-H］-（m/z179．035 0），单取代阿魏酰奎宁酸裂解后会产生［阿魏酸-H］-（m/z193．050 6），双取代阿魏酰咖啡酰奎宁酸裂解时会产生［奎宁酸+咖啡酸-H］-（m/z353．087 8）和［奎宁酸+阿魏酸-H］-（m/z367．103 5）。Ouyang等［71］利用上述诊断离子从杏香兔耳风中鉴定了14种类型共88个CGAs，Zhang等［72］将奎宁酸和咖啡酸、阿魏酸、对香豆酸和芥子酸进行组合后，得到70种CGAs类化合物的分子量，然后对这些成分进行靶向数据采集，最后通过每种类型CGAs的诊断离子对化合物进行分类和鉴定，最终从金银花中鉴定出115个CGAs，分属于18种类型。

图3 绿原酸类化合物的诊断离子Fig．3 Diagnostic ions of chlorogenic acids

4.2 苯乙醇苷类（Phenylethanoid glycosides）

苯乙醇苷由苯乙醇（C6~C2）和糖结合形成，糖基上的羟基可以被一些芳香酸取代，在ESI源负离子模式下响应较好，质谱裂解以糖苷键和酯键的断裂为主，诊断离子主要集中在苯乙醇苷元和芳香酸单元［9，14-15，18，24，41，48，77］。苯乙醇苷类化合物常见的芳香酸单元有咖啡酸、香豆酸、阿魏酸、丁香酸和香草酸5种，前3种容易产生［M-H-H2O］-峰，丁香酸和香草酸不易发生酯键的断裂，容易和糖单元、苯乙醇单元一起产生很高的碎片峰，如m/z495．150 8和m/z465．140 2（图4A）。苯乙醇苷元的变化较多，其中最常见的有羟基酪醇、酪醇和去羟基酪醇，易产生m/z153．055 7、137．060 8和121．065 9，还会产生与糖基相连的诊断离子，如m/z315．108 0、299．113 1、283．118 2（图4B）。芳香酸单元诊断离子一般是基峰，而苯乙醇苷元碎片的丰度不高，有时甚至没有，在鉴定时需要综合多种信息进行综合判断。Xue等［9］以上述5种芳香酸离子为诊断离子，结合NLF技术从厚朴中鉴定出101个苯乙醇苷类；Xie等［14］以［咖啡酸-H-H2O］-（m/z161．023 9）为诊断离子从密蒙花中鉴定了13个咖啡酸型苯乙醇苷。

图4 苯乙醇苷类化合物的诊断离子Fig．4 Diagnostic ions of phenylethanoid glycosides

5 萜类（Terpenoids）

5.1 环烯醚萜类（Iridoids）

环烯醚萜多以苷的形式存在，且以单糖苷为主，在ESI源正负离子模式下均有响应，负离子模式采用较多。其糖苷键在质谱中极易断裂，因此这类化合物最常用的诊断离子是［苷元-H］-，此外，环烯醚萜苷元脱水产生的［苷元-H-H2O］-和骨架裂解产生的碎片离子也可以作为诊断离子［15，22，33，41-42，48，78-80］。Fu等［78］将［苷元-H］-、［苷元-H-H2O］-、RDA裂解碎片、C1-O2和C4-C5键断裂产生的特征碎片作为诊断离子，从栀子花中成功鉴定出20种环烯醚萜苷，例如以［京尼平苷苷元-H］-（m/z225．076 2）、［京尼平苷苷元-H-H2O］-（m/z207．066 0）、RDA裂解产生的［C7H7O2］-（m/z123．045 7）及C1-O2与C4-C5键断裂产生的［C4H5O3］-（m/z101．024 4）作为诊断离子（图5）鉴定出3种环烯醚萜苷类成分。除此之外，也有采用苷元丢失H2O、CO、CO2、CH3OH产生的碎片作为诊断离子的报道，如Hao等［79］采用脱糖后连续丢失H2O和CO2的［C9H10O3］-（m/z165．056 2）作为诊断离子从脉络宁注射液中鉴定出5种环烯醚萜苷类化合物，Shang等［15］采用脱糖且发生酰基断裂产生的［C9H11O4］-（m/z183．065 1）作为诊断离子从玄参中成功鉴定出26种酰基化环烯醚萜苷类成分。

图5 环烯醚萜苷类可能的裂解方式Fig．5 Proposed characteristic cleavage pathway of iridoid glycosides

5.2 二萜类（Diterpenes）

目前通过诊断离子鉴定的二萜类主要以内酯类为主，其中银杏内酯类的研究较深入，ESI源正负离子模式均有报道［7，27，81］。银杏内酯结构中包含1个正丁基和3个γ-内酯环，在谱图上容易产生丰度较高的［M-H］-。Zhang等［7］将γ-内酯环裂解产生的［C2HO3］-（m/z72．993 1）作为诊断离子从银杏中鉴定出15个银杏内酯类化合物。Pang等［27］采用连续丢失H2O、CO和CO2产生的m/z349．14、m/z321．17和m/z251．09作为诊断离子，结合MDF和NLF从银丹心脑通中鉴定出6个银杏内酯类化合物，但连续丢失相比环裂解的特征性并不强。除了银杏内酯类成分之外，He等［81］发现半日花烷型二萜易丢失H2O、HCOOH、CO等中性小分子，C9~C11单键易断裂丢失C6H8特征基团，他们采用［M+H-H2OHCOOH］+、［M+H-H2O-HCOOH］+、［M+H-H2O-HCOOH-H2O］+、［M+H-H2O-HCOOHH2O-C6H8］+作为诊断离子（图6），配合NLF策略从馥芳艾纳香中鉴定出38种半日花烷型二萜。

图6 半日花烷型二萜的诊断离子Fig．6 Diagnostic ions of labdane-type diterpenes

5.3 三萜及其苷类（Triterpenes and triterpenoid saponins）

目前通过诊断离子技术鉴定三萜苷元类化合物的报道不多，仅Falev等［82］采用大气压化学电离源（Atmospheric pressure chemical ionization，APCI）检测了桦树皮、苹果皮、蔓越橘皮和甘草根中的五环三萜类成分，其它研究主要集中于对三萜皂苷的鉴定［17，19，22-23，27，39，41，44，48，68，76，83-85］。三萜皂苷在ESI源正负离子模式下均有响应，正离子模式下易脱水，其糖苷键在质谱中极易断裂，因而脱糖后的［苷元+H-H2O］+和［苷元-H］-为最常用的诊断离子。如Qi等［85］采用原人参三醇、原人参二醇和拟人参皂苷元的［苷元+H-H2O］+作为诊断离子，配合NLF策略从西洋参中鉴定出70个三萜皂苷类成分，其中以［原人参三醇+H-H2O］+为诊断离子鉴定出32个化合物。Yang等［17］选取13个三萜皂苷类已知化合物作为参考，提取脱糖后的［苷元-H］-作为诊断离子并结合MDF从铁冬青中鉴定出70个三萜皂苷类成分，进一步结合RDA等特征裂解碎片确定了化合物的细致分类。Li等［86］采用［齐墩果酸+H-H2O］+、［齐墩果酸-H］-及C环RDA裂解产生的m/z249．18（［C16H25O2］+）、m/z191．17（［C14H23］+）、m/z203．17（［C15H23］+）作为诊断离子（图7），成功从牛膝中鉴定出22种齐墩果烷型三萜皂苷。此外，Pham等［19］在9种已知的齐墩果烷型三萜结构的基础上结合生物合成途径在C-3位修饰不同类型和个数的酰基和糖基，建立了包含224种齐墩果烷型三萜的虚拟化合物库，并将脱糖后的［苷元-H］-作为诊断离子，结合相对质量亏损过滤（Relative mass defect，RMD）策略从匙羹藤中筛选出110个齐墩果烷型三萜皂苷类化合物。

图7 齐墩果烷型三萜皂苷类诊断离子Fig．7 Diagnostic ions of oleanane type triterpenoid saponins

6 甾体类（Steroids）

6.1 甾体皂苷类（Steroidal saponins）

甾体皂苷是一类由螺甾烷类化合物和糖结合形成的寡糖苷，可分为螺甾烷醇类、呋甾烷醇类等，诊断离子技术在该类化合物中的应用主要在早期，且以ESI源正离子模式为主［40，87-92］。甾体皂苷氧苷键很容易断裂产生苷元离子，且在正离子模式下容易发生E环裂解，产生［C19H27O］+（m/z271．203 6），进一步脱水产生［C19H25］+（m/z253．200 1），如图8A所示。Zhu等［88］和Li等［92］利用上述诊断离子分别从盾叶薯蓣和黄山药中鉴定出31个和13个甾体皂苷。Lu等［91］采用新绿配基、新海南皂苷元和6-羟基螺甾-3-酮（Solagenin）3种苷元离子作为诊断离子（图8B），从龙葵中鉴定出9个甾体皂苷类成分，均为苷元连有不同糖基的氧苷类成分。Man等［90］采用薯蓣皂苷元、偏诺皂苷元等作为诊断离子（图8B），从重楼中鉴定出23种甾体皂苷。尽管普遍认为甾体皂苷在负离子模式下可提供的信息较少［93］，但Zhang等［89］通过研究11种已知甾体皂苷在负离子模式下的裂解行为，采用［偏诺皂苷元+Glc］-和［薯蓣皂苷元+Glc］-作为诊断离子，成功从重楼中鉴定出5个偏诺皂苷和10个薯蓣皂苷。

图8 甾体皂苷可能的特征裂解方式及诊断离子结构Fig．8 Proposed characteristic cleavages and diagnostic ions of steroidal saponins

6.2 C21甾体类（C21-steroides）和强心苷类（Cardiac glycosides）

诊断离子技术在C21甾体类及强心苷类中的应用研究相对较少［93-94］。C21甾体皂苷类在ESI源正负离子模式下均容易离子化，分别产生丰度很高的［M+Na］+或［M-H］-，也会发生糖苷键的断裂产生丰度较高的苷元离子和糖基离子；如果结构中有酯基取代，还会发生酯键的断裂形成丰度很高的［M+Na-HCOOH］+。Zheng等［93］利用以上3种类型的诊断离子从蔓生白薇中鉴定出9个C21甾体皂苷。强心苷类的主要裂解方式是糖苷键的断裂，而苷元的裂解方式较多，包括RDA裂解、非共轭环裂解、羟基的脱水、脱甲基、酯键脱甲酸等。Zhu等［94］在ESI源正离子模式下将苷元骨架裂解产生的碎片作为诊断离子，如将B环裂解产生的［C9H11］+（m/z119．088 7）作为沙门苷元的诊断离子，将RDA裂解产生的［C21H25O2］+（m/z209．132 0）作为地高辛类的诊断离子，并综合考虑苷元离子、苷元脱水离子以及糖基离子等信息，结合MDF等过滤策略最终从藤苦参中鉴定出11个强心苷元和19个强心苷类成分。

7 其它类（Others）

除了在上述类型成分中的应用外，诊断离子技术在蒽醌类［95-100］、二苯乙烯类成分［35，95-98，100］、芥子油苷类［101］、紫草素类［102］、胆汁酸类［103］、蟾蜍二烯内酯类［11］、吡喃酮类［35］、二苯基庚烷类［40］的鉴定中也有应用，但研究相对较少，且通常采用ESI源。例如，蒽醌糖苷类（Anthraquinones）化合物在ESI源中易产生丰度较高的［M+H］+或［M-H］-，且易发生糖苷键的裂解产生苷元离子，苷元离子又会进一步产生［苷元-H-CO］-或［苷元-H-CO2］-。潘智然等［98］采用［大黄素苷元-H］-、［大黄素苷元-HCO］-和［大黄素苷元-H-CO2］-作为诊断离子从虎杖中鉴定出8个蒽醌类衍生物，Wang等［95］从大黄中鉴定出34种蒽醌类成分。

8 结论与展望

诊断离子技术在中药质谱分析中的应用包括以“苷元分子离子”、“苷元分子离子丢失特定基团形成的碎片离子”和“骨架裂解形成的碎片离子”为诊断离子进行不同类型化学成分的鉴定。前两种策略需要系统考虑所有母核可能的取代基种类，从而有效覆盖诊断离子的范围，且第二种策略需要以“特征丢失”为基础，常见的中性丢失如H2O、·CH3对化合物类型没有区分能力，容易产生假阳性判断；基于骨架裂解形成的诊断离子对于化合物结构类型具有更好的专属性，然而这类诊断离子的准确获取特别依赖于标准品的数量和专家对裂解规律的认识。近年来，借助计算机辅助从实际样品或标品中自动寻找诊断离子的策略为诊断离子技术的发展提供了一种新的思路［26，33，76，79］，如Xu等［26］发展了一种“基于离子统计的策略（Ion statistics-based strategy）”，采用统计分析的方法寻找22个标品的共有诊断离子，降低了判定“诊断离子”的难度及专家的依赖性。与此同时，如何借助计算机辅助从中药复杂样品中快速自动提取并鉴定所有包含“诊断离子”的目标成分也将是诊断离子技术的重要发展方向。