研究目的二七panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen为五加科植入参属植物三七的干燥根和根茎,主要含有皂苷类成分。三七的药用历史悠久,其道地产区为云南文山,并在云南、广西等地均有大量种植。云南文山所产的三七,作为道地药材,其独特的品质特征是道地药材区别于非道地药材的关键。然而目前三七道地性的产地因素对其内在化学成分的相关系统研究较少,且多为高效液相测定某几种主要成分的含量差异,样本量小,不能从皂苷类成分、微量元素、安全性等方面整体且详细表征道地性的化学成分特点。加之三七在种植上存在连作障碍,使得三七适宜种植地块十分紧张,因此不断扩大种植区域,从传统的云南文山向云南红河、曲靖、昆明等地迁移,客观上形成三七种植新区。这些种植区域的扩大是否合理,扩大区域种植的三七与道地三七存在怎样的内在特征的产地差异,有待进一步研究。因此对不同产地三七的化学成分进行系统检测,建立快速有效的三七道地药材品质评价技术及规范,是保证道地药材质量、促进道地药材优质生产及安全合理利用的关键。针对这一现状,本课题拟采集道地产区与非道地产区多产地大量三七样品,从以下几个方面对三七道地性开展研究：(1)对三七中常见的多种皂苷类成分对照品进行液质联用测定分析,归纳总结各类皂苷的裂解特征；(2)对采集于多产地的大量三七样品进行皂苷类成分提取和液质测定,建立三七中主成分皂苷的含量测定方法,并对微量半微量皂苷类成分根据裂解信息进行成分确定,从而全面探讨三七皂苷类成分的产地差异性(3)针对三七常见的重金属超标问题,对三七中重金属元素进行含量测定,分析道地产区与非道地产区差异； (4)对三七中多种微量元素进行含量测定,建立微量元素特征图谱,考察在微量元素上三七的道地性特征。从而为三七药材的质量评价和指导三七的道地性品质研究提供依据。研究方法1.运用超高效液相三重四级杆飞行时间质谱联用仪器(UPLC-Q.TOF/MS)对17种皂苷对照品建立合适的分析方法使得所有成分分离度良好,优化质谱条件使得各成分裂解碎片稳定,裂解信息全面。2.采用回流提取方法对多产地三七样品单株提取,运用液质仪器建立五种主要皂苷成分的定量方法,并对样品进行测定,同时结合裂解规律,对微量皂苷类成分进行成分推断,从而全面地对三七皂苷类成分产地差异进行分析。3.采用湿法消解,电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)对多产地各三七样品中六种重金属元素As,cu,Hg,cd,Pb,Cr进行含量测定。4.采用微波消解,运用ICP-AES技术对多产地各三七样品中Ca、Cu、Fe、Mg、 Mn、Se、Zn等微量元素进行含量测定。研究结果1.对17种皂苷对照品的一二级质谱信息进行解析,确定了五种类型皂苷裂解的特征离子,其中三七中常见的I型皂苷特征离子为：苷元m/z 459.38及其裂解碎片离子m/z375.29；II型皂苷特征离子为苷元m/z475.37及其裂解碎片离子m/z391.28。对常见的糖及糖的裂解方式进行了研究,有效区分葡萄糖-葡萄糖、葡萄糖-鼠李糖、葡萄糖-阿拉伯糖等多种二糖特征碎片离子。鉴别了人参皂苷Re与Rd；人参皂苷Rc与Rb2；人参皂苷Rg2与人参皂苷Rg3,拟人参皂苷F11与人参皂苷Rf等多组同分异构体。并归纳了适合三七皂苷的裂解规律信息。2.确定了多产地三七样品中五种主要皂苷含量,三七皂苷R1,人参皂苷Rg1,人参皂苷Re,人参皂苷Rb1,人参皂苷Rd含量平均值分别为0.93%,2.86%,0.64%,2.78%,1.61%,五种皂苷总含量均值为7.48%。各三七样品含量差异较大,单株不合格率达15%,但样品的平均皂苷含量远高于药典标准。道地产区云南文山的砚山县和丘北县三七皂苷含量最低,而马关县和文山县三七皂苷含量最高,大致呈现纬度越高,含量越低的趋势,而其他产地如云南昆明、曲靖、红河,广西靖西等三七样品含量大小介于二者之间,表明道地产区与非道地产区在总皂苷含量上无显著性差异。对皂苷相关性研究表明,人参皂苷Rbi-Rg1;人参皂苷Rbi-Rd;人参皂苷Rd-Rg1;人参皂苷Rd-Re呈显著正相关。同一采收地点,两年期的三七样品各种皂苷含量及总含量均低于三年期。并根据得到的三七皂苷类成分质谱裂解规律对三七样品色谱中28个色谱峰进行成分归属与推断。通过对各产地样品色谱图进行比对,结果表明各产地三七样品在微量、半微量皂苷类成分的种类上一致,含量上差异明显,以28号色谱峰为例,非道地产区与道地产区在该成分含量上存在明显差异。3.测定多产地各三七样品中六种重金属元素As, Cu, Hg, Cd, Pb, Cr含量,结果表明三七中As超标率为32.4%,Cd超标率29.7%,其他元素均未超标。各产地重金属污染状况存在差异,云南曲靖师宗产地样品As超标较多,红河产地样品Cd超标较多,而昆明宜良县产地样品各种重金属元素含量均最低。分析了各产地存在的差异,可能与土壤类型、前作物、海拔等相关。4.通过测定多产地各三七样品中Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Se、Zn等微量元素含量,结果表明各微量元素在样品中平均含量大小Fe>Mg>Ca>Mn>Zn>Cu, Se未检出。建立了微量元素特征图谱,用于表征三七中各元素含量特征。各产地样品存在一定差异：云南道地产区文山州样品中六种微量元素含量总量较低,而昆明与曲靖州的样品微量元素含量总量相对较高。且分析结果表明微量元素Zn、Mn含量在道地产区与非道地产区差异较大,广西靖西与云南文山Zn含量最小,均小于10μg/g。此外Matlab数据分析结果表明Fe元素含量与Cu、Mn呈显著正相关。本研究运用UPLC-Q-TOF-MS、ICP-AES等现代技术对大量三七样本的皂苷类成分、微量元素、重金属元素进行了全面的含量测定,对道地药材进行了化学特征分析,克服以往道地药材研究零散不系统的缺点,结果表明,三七在皂苷种类与含量、微量元素上没有显著的道地产区与非道地产区的差异,三七重金属元素污染问题依然存在。结合本课题组对本实验中所用三七样品所对应的茎叶部位进行的DNA提取测序和序列分析结果也表明三七在遗传上没有显著的道地性,分析道地性差异小与不同产地三七种源均为云南文山相关。但各项测定结果数据分析也列出了不同产地所存在的细微差异。因此本研究结果证实目前将种植范围由云南文山扩增至周边的云南昆明、红河、曲靖等地在化学特征上是合理的。本研究为道地药材化学成分特征研究提供了可行的研究思路和借鉴范例。