2024年5月12日发(作者：敛云臻)

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第45卷 第17期 2014年9月 ・2499・

甘草苷在大鼠体内的代谢途径研究

董世奇

1, 2

，樊慧蓉

2

，李全胜

2

，魏广力

2

，刘万卉

1

，司端运

2*

1. 烟台大学，山东 烟台 246003

2. 天津药物研究院 释药技术与药代动力学重点实验室，天津 300193

摘 要：目的 研究甘草苷在大鼠体内的代谢途径。方法 大鼠ig给予甘草苷300 mg/kg后，收集胆汁、尿液、粪便和血

浆，应用高效液相色谱-四级杆-离子阱串联质谱（HPLC-QTRAP-MS）技术分析甘草苷在大鼠体内的代谢途径。结果 共检

测到除原形药物外的9个代谢产物，提示甘草苷在大鼠体内的主要代谢途径为脱葡萄糖基反应生成甘草素及甘草素的脱氢氧

化以及葡糖醛酸化和硫酸化。结论 甘草苷在大鼠体内经历了广泛的I相和II相代谢。应用峰面积归一化法计算主要代谢产

物相对生成量百分比，甘草苷ig给药后在大鼠胆汁、尿、粪和血浆中的主要代谢产物为甘草素、甘草素的葡萄糖醛酸结合

物及其硫酸结合物。

关键词：甘草苷；代谢途径；代谢产物；高效液相色谱-四级杆-离子阱串联质谱；峰面积归一化法

中图分类号：R285.61 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)17 - 2499 - 07

DOI: 10.7501/.0253-2670.2014.17.014

In vivo metabolic pathway of liquiritin in rats

DONG Shi-qi

1, 2

, FAN Hui-rong

2

, LI Quan-sheng

2

, WEI Guang-li

2

, LIU Wan-hui

1

, SI Duan-yun

2

1. Yantai University, Yantai 246003, China

2. State Key Laboratory of Drug Delivery Technology and Pharmacokinetics, Tianjin Institute of Pharmaceutical Research, Tianjin

300193, China

Abstract: Objective To study the in vivo metabolic pathways of liquiritin (LQ) in rats. Methods An HPLC-QTRAP-MS method

was established and applied to identify the metabolites of LQ in bile, urine, feces, and plasma after ig administration of LQ (300 mg/kg)

to rats. Results A total of nine metabolites were found in rats. The major metabolic pathway of LQ was deglucosidation to

liquiritigenin (LG) and dehydration, glucuronidation, and sulfation of LG. Conclusion LQ undergoes extensive phases I and II

metabolism in rats. The major metabolites of LQ are LG and its glucuronides and sulfates.

Key words: liquiritin; metabolic pathway; metabolites; HPLC-QTRAP-MS; peak area normalization method

甘草为豆科甘草属植物，来源于甘草

Glycyrrhiza uralensis Fisch.、光果甘草Glycyrrhiza

glabra L. 和胀果甘草Glycyrrhiza inflata Bat. 的干

燥根和根茎，常作佐使药入多种中药复方，味甘，

性平，归心、肺、脾、胃经，具有补脾益气、清热

解毒、祛痰止咳、缓急止痛、调和诸药等功效

[1-3]

。

甘草苷是甘草中主要的黄酮类化合物，具有抗抑郁、

神经保护以及治疗心脏系统疾病等作用

[3-7]

。

有研究表明甘草苷经口服给药后不易被胃肠道

吸收

[8]

，本研究中大鼠ig给予甘草苷后，在血浆及

组织中并未检测到甘草苷原型药物，推测其在体内

可能发生了广泛的代谢，主要以代谢产物形式存在

于血液及组织中，因此有必要对甘草苷的代谢途径

进行研究。体外代谢研究表明，甘草苷在胃肠道微

生物的作用下可生成5种代谢产物，主要为甘草素

及其甲基化产物

[9]

。另外，陆林玲等

[10]

研究发现，

大鼠ig给予中药复方四逆散（含有甘草苷和甘草素

等）后，推测体内可能存在6种甘草苷和甘草素的

代谢产物。

作为新药开发的甘草苷（liquiritin，LQ）单体，

体内可能存在的代谢产物以及代谢途径尚未见文献

报道。本研究应用QTRAP型LC-MS/MS系统进行

甘草苷大鼠体内代谢产物的结构鉴定，对空白生物

样品和给药后生物样品经前处理后进行分析，筛选

收稿日期：2014-04-18

作者简介：董世奇（1987—），烟台大学硕士研究生，专业药物化学，研究方向为药动学。Tel: E-mail: dongsq1314@

*通信作者 司端运，研究员，主要从事药动学研究。Tel: E-mail: sidy@

・2500・ 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第45卷 第17期 2014年9月

和寻找出可能的代谢物，为其进一步的开发提供实

验依据和数据支持。

1 材料

1.1 药品与试剂

甘草苷（质量分数98.23%）、甘草素（质量分

数100%），吉林省中医药研究院；甲醇（色谱纯）、

冰乙酸（色谱纯），天津康科德科技有限公司；甲

酸（色谱纯）、甲酸铵（分析纯），天津市光复精细

化工研究所；β-葡萄糖醛酸酶（Type H-2 From Helix

Pomatia，批号011M7405），SIGMA-ALDRICH公

司；磷酸二氢铵（分析纯），天津市化学试剂三厂；

超纯水，实验室自制（BM—40型科诺纯水制备系

统，电阻率18.2 MΩ）。

1.2 实验动物

SPF级Wistar大鼠，雌雄兼用，7～10周龄，

体质量200～300 g，北京市维通利华实验动物科技

有限公司提供，动物许可证号SCXK（京）

2012-0001，动物质量合格证号114、

114。SPF级屏障系统内饲养1周后称

体质量、给药、取样。饲养间采用明暗各12 h间隔

照明控制，屏障系统的温度保持在（22±1）℃，

湿度保持在（60±5）%。

1.3 仪器

色谱柱：Diamonsil C

18

（200 mm×4.6 mm，5

μm），Dikma科技公司产品。液相色谱系统：日本

Shimadzu公司产品，配备LC—20AD型输液泵，

DGU—20A3型脱气机，CTO—20A型柱温箱，

SI L—20A型自动进样器，CBM—20A系统控制。

质谱系统：美国Applied Biosystems公司产品，配备

API 4000 Q-TRAP质谱仪，ESI（电喷雾离子化）离

子化源和Analysis 1.5.2分析数据处理系统工作站。

2 方法

2.1 动物给药与生物样品采集

2.1.1 尿、粪代谢样品采集 健康Wistar大鼠4只，

雌雄各半，按性别分成2组，分置于代谢笼中，给

药前禁食，实验期间自由进食与饮水。以甘草苷300

mg/kg的剂量给大鼠ig给药（给药体积为0.5

mL/100 g）。分别收集给药前空白及给药后0～4、

4～8、8～24 h各时间段的尿样和粪样，尿样记录

体积，−80 ℃保存待测。

2.1.2 胆汁代谢样品采集 健康Wistar

大鼠5只，

雌3只、雄2只，给药前禁食，自由饮水。大鼠ip

20%乌拉坦进行麻醉后，实施胆汁插管引流手术。

以甘草苷300 mg/kg的剂量ig给药（给药体积为0.5

mL/100 g）。分别收集给药前空白及给药后0～2、

2～4、4～6、6～8、8～12、12～19、19～24 h各

时间段的胆汁样品，记录体积，−80 ℃保存待测。

2.1.3 血样采集 血浆样品为大鼠ig给予甘草苷

120 mg/kg的冻存样品，临用前将0～24 h不同时间

点的血浆混合即可。

2.2 生物样品处理与分析

2.2.1 粪样预处理 粪便样品称质量后研磨，按5

mL/g的比例加入50%甲醇水溶液提取，超声15

min，即得粪匀浆液。

2.2.2 生物样品处理 吸取100 μL血浆、尿、胆汁原

液及粪匀浆液样品，加入300

μL甲醇，12 000 r/min

离心10 min（4 ℃），取上清液300 μL，40 ℃氮气吹

干，100 μL 50%甲醇水溶液复溶，12 000 r/min离心5

min（4 ℃），上清进样3 μL，进行LC-MS/MS分析。

2.3 LC-MS条件

2.3.1 色谱条件 色谱柱为Diamonsil C

18

（200 mm×

4.6 mm，5 μm）；柱温30 ℃；流动相为A（甲醇）

和B（0.5 mmol/L甲酸铵水溶液，含0.2%甲酸和

10%甲醇）；梯度洗脱程序：0～10 min，80%～60%

B；10～15 min，60%～50% B；15～16 min，50% B；

16～21 min，50%～60% B；21～34 min，60%～90%

B；体积流量0.5 mL/min。

2.3.2 质谱条件 ESI电喷雾离子源，负离子检测；

离子喷雾电压−3 000 V；离子源温度500 ℃；簇电

压为−75 V；入口电压为−12 V；碰撞能为−10 V；

卷帘气为68.95 kPa（10 psi）；喷雾气为344.75 kPa

50 psi）；加热气为

413.7 kPa（60 psi）；碰撞气为

55.16 kPa（8 psi）。扫描模式：EMS、NL、MRM及

EPI。扫描范围m/z 50～1 000。

3 结果

3.1 甘草苷与甘草素的色谱行为

由于生物样品中存在大量的内源性物质，因此

不仅应尽量使代谢产物和内源性物质分开，而且应

使各代谢产物之间有较好的分离。通过对流动相的

组成、比例及洗脱梯度的调节和优化，在本研究确

定的液相条件下，甘草苷和甘草素对照品的液相色

谱保留时间分别为18.6 min和25.5 min，总离子流

色谱图见图1。

3.2 甘草苷和甘草素的质谱裂解规律

药物在生物体内的代谢转化主要是其分子进

行官能团反应或与内源性极性分子的结合反应等，

（

2024年5月12日发(作者：敛云臻)

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第45卷 第17期 2014年9月 ・2499・

甘草苷在大鼠体内的代谢途径研究

董世奇

1, 2

，樊慧蓉

2

，李全胜

2

，魏广力

2

，刘万卉

1

，司端运

2*

1. 烟台大学，山东 烟台 246003

2. 天津药物研究院 释药技术与药代动力学重点实验室，天津 300193

摘 要：目的 研究甘草苷在大鼠体内的代谢途径。方法 大鼠ig给予甘草苷300 mg/kg后，收集胆汁、尿液、粪便和血

浆，应用高效液相色谱-四级杆-离子阱串联质谱（HPLC-QTRAP-MS）技术分析甘草苷在大鼠体内的代谢途径。结果 共检

测到除原形药物外的9个代谢产物，提示甘草苷在大鼠体内的主要代谢途径为脱葡萄糖基反应生成甘草素及甘草素的脱氢氧

化以及葡糖醛酸化和硫酸化。结论 甘草苷在大鼠体内经历了广泛的I相和II相代谢。应用峰面积归一化法计算主要代谢产

物相对生成量百分比，甘草苷ig给药后在大鼠胆汁、尿、粪和血浆中的主要代谢产物为甘草素、甘草素的葡萄糖醛酸结合

物及其硫酸结合物。

关键词：甘草苷；代谢途径；代谢产物；高效液相色谱-四级杆-离子阱串联质谱；峰面积归一化法

中图分类号：R285.61 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)17 - 2499 - 07

DOI: 10.7501/.0253-2670.2014.17.014

In vivo metabolic pathway of liquiritin in rats

DONG Shi-qi

1, 2

, FAN Hui-rong

2

, LI Quan-sheng

2

, WEI Guang-li

2

, LIU Wan-hui

1

, SI Duan-yun

2

1. Yantai University, Yantai 246003, China

2. State Key Laboratory of Drug Delivery Technology and Pharmacokinetics, Tianjin Institute of Pharmaceutical Research, Tianjin

300193, China

Abstract: Objective To study the in vivo metabolic pathways of liquiritin (LQ) in rats. Methods An HPLC-QTRAP-MS method

was established and applied to identify the metabolites of LQ in bile, urine, feces, and plasma after ig administration of LQ (300 mg/kg)

to rats. Results A total of nine metabolites were found in rats. The major metabolic pathway of LQ was deglucosidation to

liquiritigenin (LG) and dehydration, glucuronidation, and sulfation of LG. Conclusion LQ undergoes extensive phases I and II

metabolism in rats. The major metabolites of LQ are LG and its glucuronides and sulfates.

Key words: liquiritin; metabolic pathway; metabolites; HPLC-QTRAP-MS; peak area normalization method

甘草为豆科甘草属植物，来源于甘草

Glycyrrhiza uralensis Fisch.、光果甘草Glycyrrhiza

glabra L. 和胀果甘草Glycyrrhiza inflata Bat. 的干

燥根和根茎，常作佐使药入多种中药复方，味甘，

性平，归心、肺、脾、胃经，具有补脾益气、清热

解毒、祛痰止咳、缓急止痛、调和诸药等功效

[1-3]

。

甘草苷是甘草中主要的黄酮类化合物，具有抗抑郁、

神经保护以及治疗心脏系统疾病等作用

[3-7]

。

有研究表明甘草苷经口服给药后不易被胃肠道

吸收

[8]

，本研究中大鼠ig给予甘草苷后，在血浆及

组织中并未检测到甘草苷原型药物，推测其在体内

可能发生了广泛的代谢，主要以代谢产物形式存在

于血液及组织中，因此有必要对甘草苷的代谢途径

进行研究。体外代谢研究表明，甘草苷在胃肠道微

生物的作用下可生成5种代谢产物，主要为甘草素

及其甲基化产物

[9]

。另外，陆林玲等

[10]

研究发现，

大鼠ig给予中药复方四逆散（含有甘草苷和甘草素

等）后，推测体内可能存在6种甘草苷和甘草素的

代谢产物。

作为新药开发的甘草苷（liquiritin，LQ）单体，

体内可能存在的代谢产物以及代谢途径尚未见文献

报道。本研究应用QTRAP型LC-MS/MS系统进行

甘草苷大鼠体内代谢产物的结构鉴定，对空白生物

样品和给药后生物样品经前处理后进行分析，筛选

收稿日期：2014-04-18

作者简介：董世奇（1987—），烟台大学硕士研究生，专业药物化学，研究方向为药动学。Tel: E-mail: dongsq1314@

*通信作者 司端运，研究员，主要从事药动学研究。Tel: E-mail: sidy@

・2500・ 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第45卷 第17期 2014年9月

和寻找出可能的代谢物，为其进一步的开发提供实

验依据和数据支持。

1 材料

1.1 药品与试剂

甘草苷（质量分数98.23%）、甘草素（质量分

数100%），吉林省中医药研究院；甲醇（色谱纯）、

冰乙酸（色谱纯），天津康科德科技有限公司；甲

酸（色谱纯）、甲酸铵（分析纯），天津市光复精细

化工研究所；β-葡萄糖醛酸酶（Type H-2 From Helix

Pomatia，批号011M7405），SIGMA-ALDRICH公

司；磷酸二氢铵（分析纯），天津市化学试剂三厂；

超纯水，实验室自制（BM—40型科诺纯水制备系

统，电阻率18.2 MΩ）。

1.2 实验动物

SPF级Wistar大鼠，雌雄兼用，7～10周龄，

体质量200～300 g，北京市维通利华实验动物科技

有限公司提供，动物许可证号SCXK（京）

2012-0001，动物质量合格证号114、

114。SPF级屏障系统内饲养1周后称

体质量、给药、取样。饲养间采用明暗各12 h间隔

照明控制，屏障系统的温度保持在（22±1）℃，

湿度保持在（60±5）%。

1.3 仪器

色谱柱：Diamonsil C

18

（200 mm×4.6 mm，5

μm），Dikma科技公司产品。液相色谱系统：日本

Shimadzu公司产品，配备LC—20AD型输液泵，

DGU—20A3型脱气机，CTO—20A型柱温箱，

SI L—20A型自动进样器，CBM—20A系统控制。

质谱系统：美国Applied Biosystems公司产品，配备

API 4000 Q-TRAP质谱仪，ESI（电喷雾离子化）离

子化源和Analysis 1.5.2分析数据处理系统工作站。

2 方法

2.1 动物给药与生物样品采集

2.1.1 尿、粪代谢样品采集 健康Wistar大鼠4只，

雌雄各半，按性别分成2组，分置于代谢笼中，给

药前禁食，实验期间自由进食与饮水。以甘草苷300

mg/kg的剂量给大鼠ig给药（给药体积为0.5

mL/100 g）。分别收集给药前空白及给药后0～4、

4～8、8～24 h各时间段的尿样和粪样，尿样记录

体积，−80 ℃保存待测。

2.1.2 胆汁代谢样品采集 健康Wistar

大鼠5只，

雌3只、雄2只，给药前禁食，自由饮水。大鼠ip

20%乌拉坦进行麻醉后，实施胆汁插管引流手术。

以甘草苷300 mg/kg的剂量ig给药（给药体积为0.5

mL/100 g）。分别收集给药前空白及给药后0～2、

2～4、4～6、6～8、8～12、12～19、19～24 h各

时间段的胆汁样品，记录体积，−80 ℃保存待测。

2.1.3 血样采集 血浆样品为大鼠ig给予甘草苷

120 mg/kg的冻存样品，临用前将0～24 h不同时间

点的血浆混合即可。

2.2 生物样品处理与分析

2.2.1 粪样预处理 粪便样品称质量后研磨，按5

mL/g的比例加入50%甲醇水溶液提取，超声15

min，即得粪匀浆液。

2.2.2 生物样品处理 吸取100 μL血浆、尿、胆汁原

液及粪匀浆液样品，加入300

μL甲醇，12 000 r/min

离心10 min（4 ℃），取上清液300 μL，40 ℃氮气吹

干，100 μL 50%甲醇水溶液复溶，12 000 r/min离心5

min（4 ℃），上清进样3 μL，进行LC-MS/MS分析。

2.3 LC-MS条件

2.3.1 色谱条件 色谱柱为Diamonsil C

18

（200 mm×

4.6 mm，5 μm）；柱温30 ℃；流动相为A（甲醇）

和B（0.5 mmol/L甲酸铵水溶液，含0.2%甲酸和

10%甲醇）；梯度洗脱程序：0～10 min，80%～60%

B；10～15 min，60%～50% B；15～16 min，50% B；

16～21 min，50%～60% B；21～34 min，60%～90%

B；体积流量0.5 mL/min。

2.3.2 质谱条件 ESI电喷雾离子源，负离子检测；

离子喷雾电压−3 000 V；离子源温度500 ℃；簇电

压为−75 V；入口电压为−12 V；碰撞能为−10 V；

卷帘气为68.95 kPa（10 psi）；喷雾气为344.75 kPa

50 psi）；加热气为

413.7 kPa（60 psi）；碰撞气为

55.16 kPa（8 psi）。扫描模式：EMS、NL、MRM及

EPI。扫描范围m/z 50～1 000。

3 结果

3.1 甘草苷与甘草素的色谱行为

由于生物样品中存在大量的内源性物质，因此

不仅应尽量使代谢产物和内源性物质分开，而且应

使各代谢产物之间有较好的分离。通过对流动相的

组成、比例及洗脱梯度的调节和优化，在本研究确

定的液相条件下，甘草苷和甘草素对照品的液相色

谱保留时间分别为18.6 min和25.5 min，总离子流

色谱图见图1。

3.2 甘草苷和甘草素的质谱裂解规律

药物在生物体内的代谢转化主要是其分子进

行官能团反应或与内源性极性分子的结合反应等，

（