选题依据:海马属贵细海洋动物类药材,具有多种药用功效,包括温补肾阳、散结消肿、抗氧化、抗衰老等,药用范围广且疗效显著,有“南方人参”之美誉。近年来,随着人们对海马功效作用的逐步认识,随意捕捞海马的情况明显增加,加之海洋生态环境变化,导致我国海域范围内海马资源短缺,市场药材多来自外国海域进口,由此造成了我国海马市场资源混乱,市售海马品种已不仅限于《中华人民共和国药典》收载五个品种,存在多品种掺杂现象,那么不同品种海马之间是否存在质量差异?市售海马分等级区分售价,以海马体质量为标准划分,3.5 g左右海马(小个)售价约5500元/公斤,10.8 g左右海马(大个)售价约10000-12000元/公斤,不同等级之间价格差异很大,那么不同等级海马物质基础有何差异,市售价格差异是否合理?海马入药饮片多经加工炮制,炮制工艺对海马化学成分又是否产生影响?这些都是目前海马商品药材所面临的质量控制问题。代谢组学技术通过样本成分检测,进行大数据收集,经多元统计分析,用以比较不同规格药材组间差异,对评价不同商品药材质量有其独特技术优势。因此,本课题选用代谢组学方法比较分析不同海马商品药材化学成分差异性,为海马品种、等级、炮制前后质量评价提供数据支撑。目的:比较不同品种海马、不同等级大海马及炮制前后大海马化学成分差异,筛选其组间差异性物质,评价不同海马商品药材质量,为入药海马品种选择提供建议,考察不同等级海马售价差异合理性,探求药材炮制加工的科学依据。方法:本研究通过前期实验条件摸索,得到适合海马药材的~1H-NMR、GC-MS检测方法,对不同规格海马药材进行成分测定,先通过所得谱图对比显示,观察不同组别间海马直观差异,再利用代谢组学分析技术手段,对谱图进行同步处理,通过SIMCA-P软件等工具对其成分含量进行差异性比较,结合组间相对峰面积单因素方差分析结果,筛选对组间差异贡献率大的化合物作为造成组间分离的代表性物质,对差异性物质功能作用深入分析比较,用以评价不同商品规格海马质量差异。结果:1.通过样本制备方法及仪器检测条件的摸索和改进,建立了海马~1H-NMR指纹图谱和海马GC-MS图谱,在核磁图谱中指认海马化学成分33种,在气相色谱-质谱总离子流图中指认海马化学成分42种,并用于后期不同海马商品药材化学成分差异性比较分析。2.采用NMR代谢组学技术对不同品种海马化学成分差异进行比较,得到刺海马和小海马组内个体间化学成分存在较大差异,其中异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、丙氨酸、甘氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、乳酸、乙酸、胆碱、甘油、延胡索酸等成分含量不一,组内均一性较差。结合多元统计分析,线纹海马相比于大海马,谷氨酸、天冬氨酸、甘油含量显著升高,而其他化学成分则较为接近;三斑海马相比于大海马,异亮氨酸、亮氨酸、精氨酸、甲硫氨酸、谷氨酸、羟脯氨酸、脯氨酸、半胱氨酸含量降低,呈显著性差异,乙酸、牛磺酸、甘氨酸、甘油含量则显著上升,组间化学结构组成存在较大差异,质量不一。采用GC-MS代谢组学技术比较不同品种海马化学成分差异,得到线纹海马、三斑海马、小海马与大海马组间无显著差异,不表现统计学意义;刺海马相比于大海马,多种脂肪酸类成分,如肉豆蔻酸、棕榈酸等及甾体类成分雄烯二酮含量降低,而木糖醇、硬脂酸、花生四烯酸含量显著升高。3.~1H-NMR技术比较不同等级大海马化学成分,结果显示,大个大海马与小个大海马相比,甘油、乙酸含量明显升高,乳酸、肌氨酸酐、酪氨酸成分含量显著降低,二者差异性成分种类较少;GC-MS技术比较不同等级大海马成分,结果显示,二者成分差异微弱,不表现显著性差异,其中胆固醇占甾体类成分含量比例稳定,达90%。4.炮制后大海马质地变酥脆,有独特香味,易于粉碎入药。~1H-NMR技术比较炮制前后大海马化学成分,显示炮制后大海马多种化学成分含量发生显著性差异,多种功能相关氨基酸如:精氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、牛磺酸等含量明显升高,谷氨酸、鸟氨酸、脯氨酸等成分含量显著降低,而炮制后海马个体间成分含量更均一;GC-MS技术比较炮制前后大海马成分,显示多种脂肪酸及脂溶性成分在炮制后含量降低;采用ICP-MS技术对炮制前后大海马无机元素进行全元素分析检测,元素相对含量略有浮动,但不具有统计学意义。结论:1.综合不同检测技术对不同品种海马化学成分进行比较,得到刺海马、小海马种间个体质量差异大,线纹海马、大海马多种功能性氨基酸及甾体类成分含量较高,且个体间成分含量稳定,更适合选择入药。而龟龄集选用大海马入药,科学合理,且均一性好;若大海马面临资源短缺,则线纹海马可作为替代优选。2.综合不同检测技术对不同等级大海马化学成分进行比较,得到不同等级海马组间差异成分种类少,成分相对含量变化微弱,不表现显著差异。后续需对不同等级大海马的成分含量深入比较进行定量分析,进一步完善二者质量评价,得出最终市场可行结论。3.综合不同检测技术对炮制前后大海马化学成分进行比较,得到炮制后大海马质地变脆、易碎,并且经过炮制后的海马个体间成分差异减小,成分含量达到更均一、稳定状态,说明海马炮制工艺有合理科学依据。且在大海马酥油炙过程中,可能存在成分受热分解现象,或成分之间化学转化现象,具体变化机制则需进一步比较研究,深入挖掘。而海马炮制工艺对其机体无机元素含量影响甚微。