开题报告内容：
异喹啉类生物碱是一类很重要的生物碱，由于其数目众多，结构复杂和极高的药用价值，一直是国内外研究开发的热点。异喹啉类生物碱在植物界广泛分布，主要存在于罂粟科、防己科、小檗科等数十种植物类群中。此外，异喹啉类化合物具有多种生物活性，对于多种疾病有效，药理作用包括抗菌、抗肿瘤、镇痛、抗心律失常、免疫调节等等1。因此，通过现代技术研究中药中的异喹啉生物碱组分，具有广阔的应用前景，从而充分发挥中药的优势，开发我国的药用植物资源。
目前，中药成分的分析方法主要有薄层色谱法、高效液相色谱法和质谱法等。质谱法可以提供化合物的分子量、碎片等信息，是分析化合物的有力工具。近年来，色谱与质谱联用技术的发展极大地提高了分离与分析能力，在中药成分的鉴定中应用颇多。而LC-MS相较GC-MS，化合物覆盖范围更广，样品前处理简单，成为天然产物领域中最强有力的分析手段之一。但是，中草药成分复杂，定性分析其中的异喹啉类生物碱成分复杂且耗时，常规的LC-MS技术主要依赖高纯度标准品，昂贵的标准品增加了实验的成本，某些化合物缺乏标准品更是限制了所能鉴定的化合物数量2。
所以，研究人员提出了一种简捷的解决办法，可以通过质谱数据库检索技术对天然药物中的未知成分进行定性，但是首先需要建立已知化合物的质谱标准数据库3。目前，异喹啉类生物碱的液质联用质谱库还未见报道，文献中关于该类物质的质谱数据信息和裂解规律都非常分散，使得用液质联用方法进行检测时缺少必要的确证信息。
因此，我们的这项课题首先了解了中草药中关于相关化学成分的研究，然后对异喹啉类生物碱的质谱鉴定信息的进行系统整理，将与化合物有关的参数，如名称、分子式、化学式、仪器类型、离子源、离子化模式、母离子、特征碎片离子、CAS号等相关参数都输入到谱库中。不同类型的质谱仪所产生的质谱谱图有所差别，但是当采用电喷雾电离源时，分子离子峰和主要的碎片峰并没有显著的差别，对于未知化合物的定性有重要参考价值4。之后我们将该自建库进行实际应用，提取药材中的异喹啉类生物碱成分，进行质谱分析。我们将未知成分的谱图与自建质谱数据库进行比较，从而快速地筛选、鉴定异喹啉类生物碱，显著提高了中药中异喹啉类生物碱定性分析的效率和准确度。
接下来，我们对异喹啉类生物碱的结构特征、植物分布、质谱裂解规律与药理活性作简要介绍。
异喹啉类生物碱，以异喹啉或四氢异喹啉为母核，根据其连接基团的不同，可分为以下九类：简单异喹啉生物碱、苄基异喹啉、双苄基异喹啉、阿朴啡生物碱、原小檗碱类生物碱、普罗托品类生物碱、吐根碱类生物碱、苯菲啶类生物碱、吗啡类生物碱5，如表1所示。尽管异喹啉类生物碱数量较多,结构类型复杂,但它们都由相同的生源前体苯丙氨酸或酪氨酸演化而来6。
表1.异喹啉类生物碱的分类
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编号 |
种类 |
典型代表 |
结构 |
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I |
简单异喹啉类生物碱 |
萨苏林 |
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II |
苄基异喹啉类生物碱 |
罂粟碱 |
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III |
双苄基异喹啉类生物碱 |
莲心碱 |
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IV |
阿朴啡类生物碱 |
木兰碱 |
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V |
原小檗碱类生物碱 |
小檗碱 |
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VI |
吐根碱类生物碱 |
吐根碱 |
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VII |
苯菲啶类生物碱 |
白屈菜碱 |
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VIII |
吗啡类生物碱 |
吗啡 |
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IX |
普罗托品类生物碱 |
延胡索丙素 |
异喹啉类生物碱广泛分布于27科200余属植物中，主要是防己科、毛茛科、小檗科、罂粟科等数植物类群中7-8，有关该类成分在不同科、属中的分布及主要的异喹啉生物碱种类列于表2。由于它们在植物体中的合成保守,异喹啉生物碱通常集中地分布于具有亲缘关系的科属中。
表2.异喹啉类生物碱的植物分布
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植物目名 |
植物科名 |
植物属名 |
代表性异喹啉类生物碱 |
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木兰目 |
木兰科 |
木兰属 |
magnocurarine,magnoflorine,candicine,salicifoline |
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番荔枝科 |
番荔枝属 |
reticuline,muricine,muricinine,anonaine |
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鹰爪花属 |
isocorydine,suaveoline |
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睡莲目 |
莲科 |
莲属 |
dl-armepavine,roemerine,nuciferine,nornuciferine, liensioine |
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毛莨目 |
防己科 |
千金藤属 |
cycleanine,berbamine,tetrandrine,isotetrandrine, cepharanthine,isotrilobine,epistephanine, homostephanoline,fangchinoline,menisidine, menisine,protostephanine, stephanoline rotundine,hypoepistephanine, |
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蝙蝠葛属 |
tetrandrine,isocorydine,daurcine |
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防己属 |
sinactine,tuduranine,acutumine,sinomenine, disinomenine |
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轮环藤属 |
tetrandrine |
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毛莨科 |
黄连属 |
berberine,palmatine,magnoflorine,columbamine, coptisine,worenine |
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小檗科 |
小檗属 |
berberine,palmatine,jatrorrhizine,columbamine, umbellatine,shobakunine,oxyberberine, magnoflorine,hydrastine,berbamine, oxyacanthine,isotetrandrine, obamegine |
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南天竹属 |
berberine,nandinine,jatrorrhizine,domesticine, nanteninc,isodomesticine,protopine |
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十大功劳属 |
berberine,jatrorrhizine,umbellatine,shobakunine, palmatine,neprotine,oxyacanthine,berbamne, isotertrandrine |
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石竹目 |
藜科 |
猪毛菜属 |
salsoline,salsolidine |
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无患子目 |
芸香科 |
花椒属 |
oxynitidine |
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罂粟目 |
罂粟亚科—花棱草族 |
花菱草属 |
Protopine,chelerythrine, sanguinarine,chelirubine， chelilutine,cryptocavine,eschsoltzine |
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罂粟亚科—白屈菜族 |
秃疮花属 |
stylopinc,,coptisine,isocorydine,protopine， chelerythrine, sanguinarine |
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白屈菜属 |
tyramine,coptisine, berberine,,stylopine,protopine, allocryptopine,chelidonine, homochelidonine,chelerythrine, sanguinarine,methoxychelidamine, chelirubine |
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博落回属 |
protopine,allocryptopine,chelerythrine,sanguinarine, oxysanguinarine |
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罂粟亚科—罂粟族 |
罂粟属 |
hydrocotarnine,papaverine,laudanosine,laudanine, laudanidine,codamine,xanthaline,coptisine, isothebaine,protopine,allocryptopine,narcotine, narcotoline,narceine,nornarceine,gnoscopine, morphine,codeinc,thebaine,oripavinc, por phyroxinc,neopiine |
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紫堇亚科— |
紫堇属 |
cryptopine, cryptocavine,protopine, allocryptopine, corycavine,corycavamine,corycavidine, ochobirineadlumine,acetylornithine, corlumine,corlumidine, bicuculline,capnoidine,
adlumidine,bicucine, cordrastine,sanguinarine |
质谱广泛用于异喹啉类生物碱的分析，已成功地进行了很多化合物的定性定量研究。对异喹啉类生物碱的断裂行为进行系统而全面的研究却鲜有报道，因此我们简要总结了各类异喹啉类生物碱的裂解规律。它们主要按特征离子[M-nHR1R2] （R1和R2代表N原子片段离子的取代基）分为三类9，分别观察到高丰度、低丰度[M-nHR1R2] 离子和由于一个p-pi;共轭体系的存在而未检测到特征片段。第一类主要是苄基异喹啉、双苄基异喹啉、阿朴啡类和吐根类生物碱，易失去( CH3)2NH或者 CH3NH2，从而形成 [M-45] 、 [M-31] 的碎片峰；易发生alpha;裂解，生成m/z相对较小的片段10。第二类普罗托品、吗啡类生物碱的MS/MS光谱中，有一系列低丰度片段离子；母核易断裂形成小分子片段，发生RDA裂解和alpha;裂解。而苯菲啶类生物碱在电喷雾质谱中的行为与原小檗类生物碱相似，芳香共轭结构使分子稳定，阻碍了主支架的断裂，二级质谱中碎片离子峰都在 m/z 200以上，只有部分取代基(CH3、CH2O、CH4)从母核上丢失11。异喹啉类生物碱的这些特征碎裂行为和碎片离子为植物源药物中类似的代谢物的快速和高效的结构鉴定提供了坚实的基础。
天然产物及其衍生物是如今世界临床用药的主要来源之一，异喹啉类生物碱是中药中一大类重要的活性成分,具有丰富的药理活性。早在19世纪初德国学者F. W. Sertirmer 从鸦片中分离出第一个异喹啉生物碱，即具有镇痛作用的吗啡。之后，异喹啉类生物碱被广泛研究，发现它们具有抗癌、抗炎、抗菌等多种生物活性。Feng12等从毛茛科植物发现了两种新的阿朴菲类生物碱具有潜在的抗癌活性，对胶质瘤干细胞（GSC-3和GSC-18）具有明显的选择性细胞毒性，与原发性胶质母细胞瘤化疗药物TMZ相比，这两种新化合物显示出更好的活性。阿尔茨海默病是老年人中最常见的痴呆症，胆碱酯酶抑制剂是目前AD类药物开发的主要方向。K. Awang13等研究了从三种樟科植物中分离得到的异喹啉类生物碱化合物对丁基胆碱酯酶(BChE)的抑制活性，其中2-methoxyatherosperminine对BChE的抑制作用最强，IC50值为3.95mu;M。异喹啉类生物碱cavidine能减轻甲醛引起的小鼠足部水肿，并且明显抑制由冰醋酸引起的腹膜炎小鼠中的白细胞数量14，表明cavidine是COX-2的一种选择性抑制剂，可以用于炎症治疗。Kinuko Iwasa15等对26种简单异喹啉和21种苄基异喹啉类生物碱进行了活性检测，发现它们中的一些具有抗菌、抗疟、细胞毒性和抗HIV活性，可能作为开发潜在的化疗药物的先导化合物。
由此可见，在临床用药中，异喹啉生物碱类成分占据着重要的地位，有望治疗癌症、艾滋病、心脑血管疾病、糖尿病等长期困扰人们的重大疾病16。因此对其此类生物碱类化学成分、药理作用进行深入研究，可为传统用药阐明机制，为新药研发提供理论基础，使它们更好地发挥其药用价值。
参考文献：
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开题报告内容：
异喹啉类生物碱是一类很重要的生物碱，由于其数目众多，结构复杂和极高的药用价值，一直是国内外研究开发的热点。异喹啉类生物碱在植物界广泛分布，主要存在于罂粟科、防己科、小檗科等数十种植物类群中。此外，异喹啉类化合物具有多种生物活性，对于多种疾病有效，药理作用包括抗菌、抗肿瘤、镇痛、抗心律失常、免疫调节等等1。因此，通过现代技术研究中药中的异喹啉生物碱组分，具有广阔的应用前景，从而充分发挥中药的优势，开发我国的药用植物资源。
目前，中药成分的分析方法主要有薄层色谱法、高效液相色谱法和质谱法等。质谱法可以提供化合物的分子量、碎片等信息，是分析化合物的有力工具。近年来，色谱与质谱联用技术的发展极大地提高了分离与分析能力，在中药成分的鉴定中应用颇多。而LC-MS相较GC-MS，化合物覆盖范围更广，样品前处理简单，成为天然产物领域中最强有力的分析手段之一。但是，中草药成分复杂，定性分析其中的异喹啉类生物碱成分复杂且耗时，常规的LC-MS技术主要依赖高纯度标准品，昂贵的标准品增加了实验的成本，某些化合物缺乏标准品更是限制了所能鉴定的化合物数量2。
所以，研究人员提出了一种简捷的解决办法，可以通过质谱数据库检索技术对天然药物中的未知成分进行定性，但是首先需要建立已知化合物的质谱标准数据库3。目前，异喹啉类生物碱的液质联用质谱库还未见报道，文献中关于该类物质的质谱数据信息和裂解规律都非常分散，使得用液质联用方法进行检测时缺少必要的确证信息。
因此，我们的这项课题首先了解了中草药中关于相关化学成分的研究，然后对异喹啉类生物碱的质谱鉴定信息的进行系统整理，将与化合物有关的参数，如名称、分子式、化学式、仪器类型、离子源、离子化模式、母离子、特征碎片离子、CAS号等相关参数都输入到谱库中。不同类型的质谱仪所产生的质谱谱图有所差别，但是当采用电喷雾电离源时，分子离子峰和主要的碎片峰并没有显著的差别，对于未知化合物的定性有重要参考价值4。之后我们将该自建库进行实际应用，提取药材中的异喹啉类生物碱成分，进行质谱分析。我们将未知成分的谱图与自建质谱数据库进行比较，从而快速地筛选、鉴定异喹啉类生物碱，显著提高了中药中异喹啉类生物碱定性分析的效率和准确度。
接下来，我们对异喹啉类生物碱的结构特征、植物分布、质谱裂解规律与药理活性作简要介绍。
异喹啉类生物碱，以异喹啉或四氢异喹啉为母核，根据其连接基团的不同，可分为以下九类：简单异喹啉生物碱、苄基异喹啉、双苄基异喹啉、阿朴啡生物碱、原小檗碱类生物碱、普罗托品类生物碱、吐根碱类生物碱、苯菲啶类生物碱、吗啡类生物碱5，如表1所示。尽管异喹啉类生物碱数量较多,结构类型复杂,但它们都由相同的生源前体苯丙氨酸或酪氨酸演化而来6。
表1.异喹啉类生物碱的分类
