近日，威尼斯官网药学院/现代中药产业学院、西南特色中药资源国家重点实验室彭成、熊亮团队在中药组分快速核磁定量的方法开发中取得新进展。该工作以“An Optimized Two-Dimensional Quantitative Nuclear Magnetic Resonance Strategy for the Rapid Quantitation of Diester-Type C₁₉-Diterpenoid Alkaloids from Aconitum carmichaelii ”为题发表在美国化学会期刊《Analytical Chemistry》（自然指数期刊，中科院一区TOP期刊）。威尼斯官网药学院/现代中药产业学院硕士研究生林巧和蒙春旺实验师为共同第一作者，彭成研究员和熊亮研究员为共同通讯作者，西南特色中药资源国家重点实验室为第一通讯单位。

中药道地性的观念自古深入人心，记载可追溯至《神农本草经》“采造时月生熟，土地所出，真伪陈新，并各有法”，《本草经集注》“诸药所生，皆有境界”。在临床应用中，道地药材的质量好、功效佳。道地性物质基础不仅能够表征遗传、环境、人文等因素对药材带来的内在影响，也是决定临床疗效的关键。目前针对道地性物质基础的研究通常为不同产地的成分差异比较，但道地性物质基础往往是一类化学组分，且与功效密切相关。课题组前期对著名川产道地药材——附子开展了系列研究，发现C₁₉-双酯型二萜生物碱类是附子“毒-效”作用的关键组分，但目前难以对该类道地性组分进行整体定量，缺乏对中药组分定量的有效方法。

二维核磁共振定量（2D qNMR）在复杂混合物的定量分析中显示出了巨大的应用潜力，尤其是¹H-¹³C HSQC谱图的信号分辨率较高，且能直接反映核磁共振信号与结构的关系，使其在复杂混合物的定量分析方面极具优势，适用于中药道地性组分的定量。然而，核磁定量要求弛豫恢复时间（D₁）至少为纵向弛豫时间（T₁）的5倍，所以2D HSQC qNMR的采样时间通常长达数小时、甚至数十小时，常规方法难以同时实现高定量精度和高数据采集效率，亟需开发一种高效率、高精度的二维核磁定量方法。

该研究提出了一种实现快速二维核磁定量的优化策略（命名为RONUS），可在半小时左右完成附子中C₁₉-双酯型二萜生物碱组分的准确定量。首先，对待测组分2D HSQC qNMR的关键参数（关键定量信号、实验脉冲程序、关键定量信号的偶合常数和内标物等）进行了确定。随后，对2D HSQC qNMR的采样程序进行了优化，并建立了RONUS方法：一是采用弛豫优化（Relaxation Optimization）方式对内标物定量信号和待测组分定量信号的T₁进行了优化，可缩短约80%的采样时间；再运用非均匀采样（Nonuniform Sampling）方式可再次缩短约75%的采样时间；使采样时间从9 h 20 min缩短至38 min，极大地提高了2D HSQC qNMR的采样效率。此外，进行了方法学验证、仪器稳定性考察和含量测定研究。本研究优化的2D HSQC qNMR方法具有效率高、准确度高、重现性好、成本低等优点，可为天然产物、代谢产物等复杂混合物的2D qNMR实验提供参考，尤其是可以应用于道地药材中道地性组分的评价，为阐明道地药材“质优效佳”的科学本质提供更多的现代依据。

该研究获得国家优秀青年基金（82022072）、青年基金（82104546）、国家自然科学基金重大项目（81891012）、国家中医药管理局中医药创新团队及人才支持计划项目（ZYYCXTD-D-202209）和威尼斯98488“杏林学者”计划（MPRC2021010）的支持。

全文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c05109

供稿：西南特色中药资源国家重点实验室、药学院/现代中药产业学院彭成、熊亮课题组。