代谢组学与中药质量评价
基于代谢组学的当归品质评价及平衡脱水干燥机制和工艺优化研究
基于代谢组学的当归品质评价及平衡脱水干燥机制和工艺优化研究一、综述当归(Angelica sinensis)作为中药常用药材，具有补血活血、调经止痛等功效。
然而随着工业化生产的发展，当归的品质受到一定程度的影响，如药材中杂质含量增加、水分含量波动等问题。
为了保证当归的药效和质量，对其进行科学评价至关重要。
近年来代谢组学技术在中医药研究中逐渐得到应用，为当归品质评价提供了新的方法和思路。
代谢组学是一门通过分析生物体内代谢产物的变化来揭示生物体内生理过程和病理状态的学科。
其核心思想是通过测定生物体内多种代谢产物的含量和活性，建立代谢物指纹图谱，从而对生物体进行定性和定量分析。
基于这一理念，研究者们开始尝试将代谢组学技术应用于当归品质评价的研究中。
目前关于当归品质评价的研究主要集中在以下几个方面：首先，通过对当归药材中的化学成分进行分析，建立了一种基于色谱质谱联用的当归药材质量评价方法。
该方法可以有效地检测出当归药材中的多种有效成分及其含量，为当归药材的质量评价提供了有力支持。
其次研究者们还探索了利用代谢组学技术对当归药材中代谢产物进行分析的方法。
通过对比不同产地、不同生长年限的当归药材中代谢产物的变化，可以更准确地评价其品质。
此外还有一些研究关注当归药材在加工过程中的品质变化，以及干燥工艺对当归品质的影响。
通过对这些影响因素的深入研究，有望为当归的合理采收、贮藏和加工提供理论依据。
基于代谢组学的当归品质评价研究为中医药产业的发展提供了新的思路和技术手段。
随着相关研究的不断深入，相信未来能更好地保障和提升当归的药效和质量。
1. 研究背景和意义基于代谢组学的当归品质评价研究具有重要的理论意义和实践价值。
首先通过对当归药材中关键代谢产物的测定，可以更准确地评价其品质，为当归药材的生产和使用提供科学依据。
其次代谢组学方法可以有效地克服传统评价方法中的主观性和局限性，提高评价结果的客观性和可靠性。
此外代谢组学还可以为当归药材的生产工艺优化提供有力支持，有助于提高生产效率和降低生产成本。
代谢组学用于中药质量控制及2型糖尿病诊断与药效跟踪研究的开题报告
代谢组学用于中药质量控制及2型糖尿病诊断与药效跟踪研究的开题报告一、研究背景与意义中药作为传统医学的重要组成部分，凭借着其对疾病的多方面调节作用和对人体的安全性得到了广泛应用。
但由于其来源不确定和配伍复杂等原因，中药的质量控制一直是制约其现代化的难题。
因此，如何科学、准确地鉴别中药品种，评估其质量，保证其安全有效的使用，一直是中药现代化研究的重要内容。
与此同时，2型糖尿病作为一种慢性代谢性疾病，已成为全球性的公共卫生问题。
糖尿病的诊断和疗效跟踪通常需要通过检测血糖水平、胰岛素水平等生物标志物。
然而，这些生物标志物的代谢产物质量高度受个体差异和环境因素的影响，因此需要寻求更稳定、准确的检测方法。
近年来，代谢组学技术的不断发展，为中药质量控制和糖尿病诊断与药效跟踪提供了新的思路和方法。
代谢组学可以快速、高通量地对生物样本中数千种代谢产物进行检测和定量，从而实现对生物系统状态的全面、精确描述。
因此，将代谢组学技术应用于中药质量控制和糖尿病诊断与药效跟踪领域，不仅可以提高中药现代化的水平，还可以推动糖尿病诊疗水平的提高。
二、研究内容和方法本研究将采用代谢组学技术，开展以下两方面的研究内容：1.中药质量控制研究通过建立中药质量控制的代谢组学模型，实现对中药品种、不同来源、不同生产批次等方面的鉴别和质量评估。
具体操作方法如下：（1）选取不同地区、不同生产批次的相同品种中药，采用高效液相色谱-质谱联用技术（HPLC-MS）对其代谢谱进行分析。
（2）对分析所得的数据进行预处理，包括去除噪声、对齐、归一化等步骤，建立中药的代谢组学模型。
（3）通过监督学习方法，对中药样本进行分组和分类，并对不可接受的中药样本给出警示或建议。
（4）通过反复验证和优化，建立高精度、可靠的中药质量控制代谢组学模型，提高中药质量的稳定性和可靠性。
2.2型糖尿病诊断与药效跟踪研究通过建立2型糖尿病的代谢组学模型，实现对疾病的早期诊断和药效跟踪研究。
基于代谢组学的中药质量控制
基于代谢组学的中药质量控制中药作为我国重要的传统药物，拥有悠久的历史和深厚的文化底蕴。
随着科学技术的不断进步，中药制药质量的控制与保障也日益成为行业发展的关键。
而代谢组学技术的出现，则为中药质量控制提供了新的解决方案。
一、代谢组学技术简介代谢组学是近年来快速发展的一种综合性技术，在生物医学领域中具有重要的应用价值。
它主要通过对生物样品中的代谢产物进行全面、高通量的检测和定量，以揭示生物体内代谢网络的组成和变化规律。
代谢产物可以是有机酸、氨基酸、糖类、脂质等物质，这些物质的含量与生物体的代谢状态息息相关。
因此，通过代谢组学技术的分析，可以得到清晰的代谢信息，从而了解生物体内代谢过程的变化，揭示疾病发生机理，探究药物的作用机制等。
二、代谢组学技术在中药研究中的应用作为一种复方制剂，中药的制剂过程十分复杂，药物中多种化学成分的含量之间相互影响，因此中药的质量控制面临着较大的挑战。
这时候，代谢组学技术的应用可以从全面的代谢水平上揭示中药制剂的组成成分和性质，并通过对样品进行多个时间点分析，揭示其代谢过程的动态变化，很好地解决了中药质量控制的难题。
举例来说，某研究团队利用代谢组学技术对黄芪药材进行了研究，研究发现其中的黄酮类、三萜类等化合物能够显著调节细胞内氧化还原平衡，提高机体免疫功能。
这种研究手段揭示了黄芪药材的活性成分，并为中药质量控制提供了一种新的思路。
三、代谢组学技术在中药标准化中的应用中药标准化是中药质量控制的重要手段，最有效的方法就是建立和完善中药质量标准，因此对于中药质量标准的制定和更新非常重要。
代谢组学技术则可以在保持传统质量控制方法基础上，为制定新的标准提供科学的支持。
例如，利用代谢组学技术，研究人员可以对不同来源、不同生产工艺、不同药材季节的实验样品，通过比较其代谢水平的不同，筛选出最有代表性的标样，并确定其不同生产批次之间的代谢变化趋势，以此为基础制定质量标准。
这种方法可以大大提高中药制剂的质量标准和可控性，有助于保障中药的安全有效性。
代谢组学在中药制剂体内评价的研究进展
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血 压 引 起 的 并 发 症 。 另 外 ， 参 皂 苷 治 疗 后 自发 性 高 血 压 大 人
等 ， 其是 物质基 础 的问 题【 尤 ｌ 】 几年 ， 了探索 和研 究符 合 。近 为 中药 自身特点 的评 价体 系 ， 现 出大 量 结合 实验 与信 息计 算 涌
处 理 的新 型 中药评 价方 法 和新技 术 ，如 中药蛋 白质组 学 、 药 物 基 因组 学 、 谢组 学 等 。其 中代谢 组 学 具有 整 体 性 、 代 系统 性、 综合 性 等特 点 ， 中医 药理 论 的整 体 观 相一 致［， 与 ２ 决定 了 １ 其 在 中药整体 作用 评价 中发 挥 突 出优 势 ，是 近几 年 的热点 。 如 今代谢 组学 已在 药物 毒性 及安 全性 评价 、 药物 作用 机 制研 究 等多个 领域 展示 了广 阔 的应用 前景 。 本文 通过 参 阅近几 年 国内外 学者 在 中药 代 谢组 学研 究领 域 代表 性 论 文 的相 关
中药质量评价方法
中药质量评价方法主要包括以下几种:
1.测定含量:通过测定中药材中有效成分的含量,判断其品质和功效。
例如，当测定到人参皂苷Rb1含量较高时，说明该党参品质优良。
2.确认产地:中药材的产地和生长环境对其品质和功效有着重要影响。
例如，当确认到某种中药材产自某个著名的产地时，说明该中药材品质较好。
3.对比鉴别:将待鉴别的中药材与已知品种的中药材进行对比，通过比较外形、气味、味道等特征，确定其品种和品质。
例如，将待鉴别的川芎与已知品种的川芎进行对比，可以通过比较其根茎的形态、气味和味道来判断其品种和品质。
4.化学鉴别:通过对中药材中化学成分的分析和检测，确定其品种和品质。
例如，通过对当归中的挥发油成分进行分析和检测，可以判断其品种和品质。
5.毒理鉴别:对于-些有毒的中药材,需要进行毒理鉴别。
例如，对于乌头这种有毒的中药材，需要通过毒理试验来确定其毒性程度，以确保使用安全。
除了以上方法，还有一些其他综合评价方法，如系统生物学方法、代谢组学方法等，这些方法可以更全面地评估中药材的质量和功效。
中医方证代谢组学——中药效应评价的有效途径
摘要：有效性评价是发现中药药效物质基础、先导化合物和质量标志物的重要前提，因此急需建立一种生物学语言，将中药有效性科学地表达出来，进一步凸显中医药的实用价值。
证候和方剂是中医药的重要组成部分，与中药有效性直接相关。
笔者以证候和方剂为研究对象，建立了科学评价中药有效性的创新方法学体系——中医方证代谢组学。
它将中药血清药物化学理论与代谢组学技术有机整合，在解决证候生物标记物的基础上，建立方剂药效生物评价体系，发现并确认中药药效物质基础。
该策略为提高中医理论和临床实践的科学价值提供了有力支持。
本文概述了中医方证代谢组学的研究策略，利用该方法揭示临床常见中医证候生物标记物及开展相关方剂的有效性评价研究，着重阐述了中药药效物质基础及质量标记物的发现。
一、引言由于人类疾病谱的变化，单靶点、单一药物的简单治疗模式难以解决多靶点复杂性疾病的治疗问题，个体化的精准治疗又对现代医学提出了新的挑战。
多靶点作用的中药在复杂疾病的治疗中较单靶点药物具有独特优势，中药的多靶点治疗及中医学辨证论治个体化治疗的精准潜力等在解决多靶点复杂性疾病治疗方面积累了大量有价值的临床经验。
然而，中药有效性是中医治疗优势的根本体现，也是横在中医学与现代医学科学家之间难以逾越的鸿沟，致使中医学的优势及其临床经验的价值难以被充分接受。
中药有效性应该包括3个方面的内容，即临床效应、效应机制及效应成分。
中药有效性在临床上是以方剂为用药形式针对证候表达的，只有在精准辨证的基础上实现方证对应才能充分表达中药的临床疗效。
从单味中药研究获得的结论必将由于配伍其他药物而改变，同一中药在不同方剂配伍环境下，在体内将表达（吸收）不同的成分，从而实现配伍的药效取向。
因此，研究中药有效性必须从证候和方剂入手，在方证对应状态下阐释效应、效应机制及效应成分。
由此，通过整合代谢组学与中药血清药物化学技术，以证候生物标记物发现为切入点，以方剂为研究对象，建立了集阐明效应、揭示效应机制及鉴定效应成分于一体的中药有效性研究的新策略——中医方证代谢组学（chinmedomics），即利用代谢组学技术发现并鉴定中医证候（病）的生物标记物，以生物标记物为参数评价方剂的临床疗效。
代谢组学在中药毒性与安全性评价中的应用综述
代谢组学在中药毒性与安全性评价中的应用【摘要】：目的：综述什么是代谢组学以及其在中药毒性与安全性评价中的应用。
方法：查阅相关文献，采用文献追踪的方法对代谢组学在中药毒性与安全性评价中的应用进行分析归纳。
结论：代谢组学的出现对于中药的发展是一个很好的契机，可以预见它将成为中药安全性研究中的一个新的中药技术手段。
【关键词】代谢组学中药毒性与安全性评价关木通代谢组学[1,2]是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后兴起的系统生物学的一个新的分支，它是通过考察生物体系受刺激或扰动前后(如将某个特定的基因变异或环境变化后)代谢产物图谱及其动态变化研究生物体系的代谢网络的一种技术，研究对象主要是相对分子质量1000以下的内源性小分子。
它是后基因时代出现的一门新的“-omics”组学学科。
Nicholson 研究小组于1985年利用核磁共振(NMR)技术分析大鼠的尿液，于1999年提出了代谢组学的概念。
自1999年提出代谢组学的概念以来，它在药物毒理研究、疾病诊断、系统生物学研究等诸多领域里的应用日益深入。
1 代谢组学简介1.1 代谢组学特点代谢组学是生命学科领域中的一门新兴组学技术，它与基因组学、转录物组学、蛋白组学等共同构成了“系统生物学”(Systems Biology) ，系统生物学强调科学研究的整体性思维和系统论观点，其精髓是以整体论方法研究生物体系中的构件分子族之间以及机体与环境之间的相互作用网络。
基因组学只能检测静态的基因型，而基因的表达受到环境及内在状态的影响，因此无法反映基因组动态的生理状态，无法回答基因的变化是否能够表达。
而代谢物质和代谢表型所反映的是已经发生了的生物学事件，是基因型与环境共同作用的综合结果，是生物体系生理和生化功能状态的直接体现。
因此，作为系统生物学的一个重要组成部分，从代谢组学中分析所获得的信息更能够揭示基因与表现型之间的关系[3]。
1.2 代谢组学的研究方法代谢组学的研究一般包括代谢组数据的采集、数据预处理、多变量数据分析、标记物识别和途径分析等步骤。
基于代谢组学的中药药效评价方法研究
基于代谢组学的中药药效评价方法研究研究方案：基于代谢组学的中药药效评价方法研究引言：随着现代生物技术和代谢组学的快速发展，基于代谢组学的药效评价方法已被广泛应用于中药研究中。
中药作为我国传统医药的重要组成部分，其疗效在临床实践中得到了验证和应用。
然而，中药的药效评价方法仍然存在一定的问题，包括缺乏系统性、科学性和准确性等。
本研究旨在基于代谢组学技术开发一种新的中药药效评价方法，为中药的研究、开发和临床应用提供有价值的参考。
一、研究目标1. 开发一种基于代谢组学的中药药效评价方法；2. 提出一种新的观点和方法，解决中药药效评价中存在的难题；3. 探索中药在代谢组学水平上的作用机制。
二、方案实施情况1. 数据采集根据研究目标，我们选择以人体血液和尿液为代谢组学研究样本，以探究中药对人体代谢过程的影响。
通过合作医院的伦理委员会批准，并获得参与者的知情同意书，我们从健康志愿者中随机选择了100名成年人作为研究对象。
在实验前，首先进行样本采集前的准备工作：要求参与者保持良好的饮食习惯，并停止对任何药物的使用。
我们在特定时间点采集参与者的血液和尿液样本，并记录采样时间和条件。
2. 数据分析从采集到的血液和尿液样本中，使用质谱分析仪器进行代谢物检测。
通过全面的代谢物分析，获得丰富的中药代谢产物信息。
对得到的原始质谱数据进行预处理，包括去噪、校正和对齐等操作，以获得高质量的代谢物数据。
然后，结合基准库和数据库，对代谢物进行鉴定和注释，以确定不同代谢物之间的差异性和与中药的关联性。
使用统计学方法对代谢物数据进行分析，包括聚类分析、主成分分析和差异分析等，以探索中药对代谢组的影响模式和机制。
3. 结论基于代谢组学的中药药效评价方法能够更全面、准确地评估中药的疗效，并揭示中药对人体代谢组的影响机制。
通过本研究，我们发现不同中药在代谢组水平上存在明显的差异，这些差异可能与中药的药效和药物作用机制有关。
我们也发现一些中药在代谢组水平上具有类似作用机制，这为中药的组合应用提供了理论依据。
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寻找到由于药物作用而发生 改变的代谢物，并由此提示 相应的代谢通路及药物作用 机制代谢组学可以从整体上 揭示中药炮制前后本身及对 机体代谢物的影响，进而为 阐明中药炮制机制奠定基础。
3
4
通过检测体液的代谢物和 分析引起代谢谱变化的原 因，可以评价中药复方不 同配伍对机体的生物效应， 从而阐释中药复方配伍规 律，指导临床合理用药。
第三部分
研究方法
3. 研究方法
1.Reference standards ： Clematichinenoside AR2, Clematichinenoside AR, Clematomandshurica saponin C, Huzhangoside B, and Clematichinenoside H， pulchinenoside B 2.48 batches of CRR： 16 batches of C. mandshurica samples (D1–D16), 16 batches of C. chinensis samples (W1–W16), 16 batches of C. hexapetala samples (M1–M16). 6 batches of commercial CRR samples were used as unknown samples. 3. Chemicals： HPLC grade acetonitrile (ACN) and formic acid ， Deionized water 1.对照品：威灵仙皂苷AR2, 威灵仙皂苷 AR,Clematomandshurica saponin C, 虎掌草皂苷B,威灵仙皂苷H,:白头翁皂苷 B 2.植物及样品：共48批威灵仙样品 16 批东北铁线莲C. mandshurica samples (D1–D16), 16 批威灵仙 C. chinensis samples (W1–W16), 16 批棉团铁线莲C. hexapetala samples (M1–M16). 6 批未知铁线莲样品 试剂：ACN(色谱乙腈)，甲酸，去离子 水及其他试剂
第二部分
研究背景
影响因子：3.926
参考文献
基于代谢谱分析和化学统计学研究多植物起源中药的结构表征和鉴别：以威灵仙为例
1. 研究背景
为了证明中草药多起源问题的安全有效，本文将建立一个基于代谢物分析和化学统计学分析的完整 平台进行特征描述，分类和预测多起源草药。 威灵仙是一个典型的多起源中药，被广泛用来治疗关节炎，中国有108种铁线莲属植物 ，但只有很
图7热图分析：基于49种已鉴别的三种威灵仙药材的皂 苷相对丰度。行代表化合物（峰无结构亚型），列代 表样本。颜色表明所鉴定的皂苷的相对丰富，绿色： 最低，红色：最高。
第五部分
总结思考
5. 总结思考
这项研究有助于基于化学分析和化学计量学特征分类的集成 平台的发展和三种药用威灵仙的预测。 UPLC-QTOF/MS 是首选的 分析方法。 本文对49个三萜皂苷进行了鉴定，用PCA和PLS-DA来分析代 谢产物，此外，筛选出的PDVS，GA-SVM模型已成功地应用于三 组威灵仙药材的预测。可视化热图能明确确定皂苷的分布，其结果 对铁线莲属植物化学分类学研究是有用的。 因此，实验数据表明，基于化学分析和化学计量学的平台是 一个强大的手段，可以鉴别中药材相近的物种，并可对多植物来源 中药进行质量控制。 未来将进一步研究三种威灵仙药材的药理活性。
中药效应代谢组学
利用代谢组学方法研究中药对模式
生物和人体内源性小分子代谢产物
的影响，从而表征中药的整体生物 学效应
物体内形成的复杂代谢产物组
代谢组学研究技术
1.气 相 色 谱-质 谱 ( GC-MS ）
用于挥发油、生物碱、糖类、脂肪酸 类、甾体化合物的分析研究。
4.毛细管电泳分析技术
极性化合物和带电化合物，毛细 管电泳也与可质谱连用
4. 研究结果
Fig. 4. Based peak intensity (BPI) chromatograms of the three species of Clematis herbal medicine in negative ion mode. (A) C. chinensis, (B) C. mandshurica, and (C) C.hexapetala. 负离子模式下的三种铁线莲药材基峰强 度（BPI)色谱图。(A)威灵仙，（B）东 北铁线莲，(C)棉团铁线莲
少的一部分能药用，根据中国药典，威灵仙来源于三种：1.威灵仙，2棉团铁线莲，3.东北铁线莲。
目前主要成分有:三萜皂苷，黄酮类，生物碱和挥发油。三萜皂苷类是威灵仙的主要成分，在威灵 仙的抗炎，抗氧化，抗癌和抗关节炎中起关键作用。 但是由于缺乏标准和糖结构分析的复杂性，只有不到10种三萜皂苷被测定出来，并且对威灵仙化 学成分和三种之间的化学成分差异很少见诸报道，因此对威灵仙样品植物来源进行鉴定和分类研究 可以帮助大家 形成清晰系统的认识。
流动相
5-25%B 25-30%B 30%B 30-50%B 50-95%B 95%B
检测器:Waters QTOF Synapt G2-S mass spectrometer , ESI,: 负离子模式
第四部分
研究结果
4. 研究结果
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Fig. 1. The main aglycone types, sugar moieties and substituent groups in the oligosaccharide chains of the triterpenoid saponins from Clematis herbs. 威灵仙药材中三萜皂苷的主要苷元类型，寡糖链和取代基。
标题数字等都可以通过点击和重新输入进行更 改，顶部“开始”面板中可以对字体、字号、 颜色、行距等进行修改。建议正文8-14号字， 1.3倍字间距。
4. 研究结果
Fig. 2. A summary diagram for rapid identification of triterpenoid saponins by UPLC-QTOF/MS. 用UPLC-QTOF/MS.快速鉴定三萜皂苷 概要图
2.液相色谱-质谱( LC-MS)
与 GC-MS 相比，拓宽了可分析
样品的范围，可实时分析一些热
不稳定的不易挥发的样品以及一 些生物大分子
( MALDI-TOF-MS) :除去质谱分析时经常遇到的 可以直接用于混合物的分析，尤其是痕量和超微
5.基质辅助激光解吸附离子 化飞行时间质谱
基质干扰。 （MALDI 是一种软电离质谱技术，它 量分析）
4. 研究结果
49种铁线莲样品中已鉴别的三萜皂苷的LC和QTOF-MS / MS数据
4. 研究结果
Fig. 5. The score plots from PCA (A) and PLS-DA (B) model in differentiating of the three Clematis species of CRR. (red: C. chinensis; black: C. mandshurica; green: C. hexapetala). PCA（A）和PLS-DA(B)得分图: 鉴别威灵仙三个品种。 （红色：威灵仙；黑色：东北铁 线莲；绿色：棉团铁线莲）。
中药代谢组学分类
中药化学物质组学
应用代谢组学研究技术，揭示中药物 质基础时，其研究对象是中药本身所 含有的化学成分，研究目的是揭示中 药因产地、储藏、炮制、制剂等因素 所产生的化学物质基础的差异
中药代谢组学
中药及其各种制剂在进入生物体 后，
所含的化学成分易在生物体液环境、菌 群及各种代谢酶的作用下发生广泛代谢， 形成中药成分在生物体内的代谢产物组， 代谢组学技术方法有利于揭示中药在生
2016
代谢组学与中药质量评价
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目录
第一部分 概念介绍 第二部分 研究背景 第三部分 研究方法 第四部分 研究结果 第五部分 总结思考
第一部分
概念介绍
1. 概念介绍
代谢组学( metabonomics/metabolomics) 是效 仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，利用现代先 进的分析手段对生物体液( 血浆、尿液、组织提取 液等) 中的一些小分子物质进行系统的测量和分析， 是系统生物学的组成部分。
3. 研究方法
供试品溶液的制备： 威灵仙粉末1.0g（过60号筛网）
50%乙醇50ml, 90℃加 热回流1h, 3次，合并过 滤液, 50℃真空干燥浓缩
对照品溶液的制备
50µg/ml.IS,白头翁皂苷B
+
5mg/ml 威灵仙粉末
残渣
10ml甲醇
对照品溶液
供试品溶液 将供试品溶液和对照品溶液进行离心 （13000rpm,10min）,取上清液进 行UPLC -QTOF/MS分析
图6：GA-SVM模型分类和预测结果。圆点代表预测值，起 点代表实际值，横轴描述样品批次，竖轴数字代表三种威 灵仙（1）东北铁线莲，（2）棉团铁线莲。（3）威灵仙
4. 研究结果
Fig. 7. A heatmap based on relative abundant of 49 identified saponins in three Clematis herbs. Rows represent compounds (Peak-No-Structural subtypes) and columns represent samples. Color key indicates the relative abundant of the identified saponins, green: lowest, red: highest.
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4. 研究结果
Fig. 3. The typical MS and MS/MS spectrum of triterpenoid saponins and their fragmentation pathways, (A) Clematichinenoside H, (B) Clematichinenoside AR, and (C)Clematernoside D. 典型的MS和三萜皂苷及其裂解途 径的MS/MS谱， （A）威灵仙皂苷 H， （b）威灵仙皂苷 AR, （c）Clematernoside D.