药物代谢产物的追踪和结构鉴定一直是药物代谢研究的难点。阐明药物的体内代谢途径，建立结构-代谢途径韵关系，将可以指导药物设计和结构优化；发现活性代谢物和毒性代谢物，对于药效学和安全性评价非常重要。因此，研究药物代谢、明确代谢途径、确定代谢产物的活性，对制定合理的临床用药方案、剂型设计及新药开发都具有重要的指导。　　 超高效液相色谱/四极杆-飞行时间质谱(UPLC/Q-TOF MS)将具有高分离度、高灵敏度的液相色谱系统与能同时提供前体离子和产物离子准确分子量以及元素组成的高分辨质谱有机结合，提高了复杂基质中化合物鉴定的可信度，是检测和鉴定多肽、蛋白质等生物大分子的有效工具，在小分子药物代谢研究也有显著的优势。　　 本课题应用UPLC/C/Q-TOF质谱法，采用MSE和质量亏损过滤(MDF)的数据采集和分析功能快速鉴定了人胆汁中胺碘酮的代谢物，研究了人参皂苷Rh2和苷元PPD在大鼠体内代谢途径，阐明4-壬基苯酚(4-NP)代谢活化机理。　　 1.人胆汁中胺碘酮代谢产物鉴定　　 胺碘酮是抗心律失常的一线药物。文献仅报道了胺碘酮在人血浆中的代谢物，其人体内代谢途径目前仍不明确。有文献采用131I标记的胺碘酮研究其尿排泄，结果发现尿排泄量仅为0.5％，胺碘酮分子量较大为645 Da，因此推测胆汁应是其主要排泄途径。本研究通过T管引流获取了患者口服胺碘酮后胆汁样品，并鉴定了其中的代谢产物，从人胆汁中分离纯化并通过微生物转化的方法获得了三种代谢物对照品。采用人肝微粒体(HLM)和S9的体外孵化实验研究了主要代谢物的形成机理。应用UPLC-Q/TOF质谱法，通过MSE和MDF的数据采集和分析功能在受试者胆汁样品中共鉴定出33种胺碘酮的代谢产物，主要代谢物为ω-羧基胺碘酮(M12)和N-去乙基胺碘酮(M7)。新发现的代谢途径包括：ω-羧基化、脱碘和葡萄糖醛酸结合。在胆汁中检测到多种脱碘代谢物(M1、M2、M4和M13)，提示胺碘酮在临床应用中出现甲状腺功能失调的不良反应可能与该代谢途径相关。在胺碘酮与HLM的孵化样品中未检测到任何羧基化代谢物，而在S9孵化样品中检测到M12及其次级代谢物，并且这些代谢物的生成能够被醇脱氢酶抑制剂4-甲基吡唑几乎完全抑制，这说明醇脱氢酶参与胺碘酮ω-羧基化代谢。本研究完善了胺碘酮在人体内的代谢研究。证明其在人体内发生广泛代谢，胆汁是主要排泄途径，其临床不良反应与代谢有关。　　 2.20(S)-原人参二醇(PPD)和20(S)-人参皂苷Rh2在大鼠体内代谢研究　　 20(S)-PPD和20(S)-Rh2是人参中的重要活性成分，具有多种重要药理活性。PPD为原人参二醇系皂苷的苷元，Rh2是PPD的C-3位连有一个糖基形成的苷。有研究称Rh2能够在肠道菌群的作用下代谢为PPD并被吸收入血。本实验采用UPLC-Q/TOF质谱，在正、负离子化模式下分别检测大鼠给予20(S)-PPD和20(S)-Rh2后血浆、胆汁、尿和粪中的代谢产物，对比了苷和苷元在大鼠体内代谢途径。20(S)-PPD口服吸收后，在大鼠体内发生广泛代谢，血浆中以代谢物为主，主要代谢位点在甲基戊烯侧链，形成了单氧化、双氧化、侧链氧化为羧酸、侧链烯键氧化为二醇的一相代谢物，主要以二相代谢的葡萄糖醛酸、硫酸或谷胱甘肽结合物通过胆汁排泄。20(S)-Rh2在大鼠体内除发生甲基戊烯侧链氧化外，主要生成糖苷键水解的代谢物20(S)-PPD，并形成PPD的一系列一相和二相代谢产物。广泛代谢降低了这两种天然产物的口服生物利用度。　　 3.人肝微粒中4-壬基苯酚代谢活化研究　　 4.壬基苯酚(4-NP)是一种具有生殖毒性的环境污染物，有数据显示4-NP过量存在于一些海鲜类食品、自来水和塑料制品中，人体4-NP的日摄入量约为0.16 mg/天。4-NP结构中存在对亚甲基苯酚的基团，在体内可能发生代谢活化生成反应性代谢物并导致毒性，本实验主要目的是使用UPLC-Q/TOF质谱研究4-NP在HLM中的代谢活化并鉴定反应性代谢物。4-NP与加入NADPH的HLM孵化后共生成19个氧化代谢物，主要代谢物为4-壬基儿茶酚。经加入NADPH和GSH的人肝微粒体孵化后，采用GSH screening数据处理方法在样品中检测到6种谷胱甘肽结合物，合成了主要代谢物对照品用于结构确认。其中三种GSH结合物来自于4-NP的代谢物亚甲基醌，GSH通过1，6-力口成反应与亚甲基醌结合形成苄位GSH结合物；另外三种来自于邻醌代谢物，GSH的结合位点在苯环上。4-NP在人肝微粒体中氧化形成4-壬基儿茶酚和代谢活化形成亚甲基醌的过程需要P450酶的参与，主要有CYP1A2、2C19、2D6、2E1和3A4，而4-壬基儿茶酚氧化为邻醌的过程不需要微粒体酶的参与。此外，4-NP形成的邻醌中间体还能够异构化为羟基醌亚甲基，并且二者生成的比例约为20:1。本实验证明4-NP能够发生代谢活化生成反应性中间体，环境中的4-NP的大量存在对人体健康的影响值得进一步关注和深入研究。　　 4.结论　　 本论文在三类外源性化合物的代谢研究过程中探索并建立起一套以UPLC-Q/TOF质谱为基础的分析思路。　　 在人胆汁中胺碘酮代谢物的研究中，采用MSE的质谱扫描方式在一次进样中同时得到前体离子和碎片离子信息，快速鉴定出胺碘酮的33种代谢物，确定了主要的代谢途径，首次提供了胺碘酮在体内发生脱碘的直接证据，完善了胺碘酮在人体内的代谢。　　 采用正、负离子化模式结合的质谱方法研究了大鼠体内20(S)-PPD和20(S)-Rh2的代谢物，获得了互补性质谱信息，结合UPLC的高分离度使20(S)-PPD和20(S)-Rh2的多种代谢物同分异构体得到良好色谱分离，共鉴定出20(S)-PPD的77种代谢物，20(S)-Rh2的76种代谢物，证明20(S)-PPD主要代谢位点在甲基戊烯侧链，20(S)-Rh2除发生甲基戊烯侧链的氧化代谢外，还能够脱糖形成苷元20(S)-PPD。20(S)-PPD和20(S)-Rh2口服吸收后在血浆中均以代谢物为主，广泛代谢降低了这两种天然产物的生物利用度。　　 采用GSH screening的数据处理方法快速专属地鉴定了4-NP在HLM中的反应性代谢物，共发现6种GSH结合物，证明了4-NP能够发生代谢活化。环境中的4-NP的大量存在对人体健康的影响值得深入研究。