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1、基于数据挖掘的天然植物活性成分/部位筛选,想法，应用，验证,DR. 大蛇丸 手机：18687543670 QQ：984894914,提出问题：基于天然植物所开发的中成药、香料，其成分复杂，阻碍了对其质量控制、生物机理、及药效发挥的研究。如何确定其对特定活性的有效成分或有效部位，又避免常规天然产物化学研究方式的超强劳动量、随分离过程的活性丢失等问题？ 解决方法：采用化学计量学挖掘植物组分与活性之间的关系，可以快速发现植物源产品的活性成分或部位！ 方法优势：1）极大减少工作量，使得植物化学工作者的分离具有目的性；2）筛选到的成分或部位，其活性一般均要优于原植物提取物；3）一定程度上反应成分或组分之
2、间的相互作用关系。,活性成分？,活性成分？,活性成分？,活性部位？,一个个分离验证？,以变化的成分导致对变化的效应为基础，采用化学计量学方法，挖掘活性部位/成分.,背景介绍,1006.54 g 狼毒样品,浸泡1小时,回流提取3次，每次2小时,合并，减压浓缩至浸膏状，113.62g,上HPD100树脂柱，69.5g填料 柱体积169ml,上聚酰胺柱，37.76g填料 柱体积154ml,取约2.9g,H2O 10%， 20%， 30%， 40%，50%， 60%，70%，80%，100% HH H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H10 NA 0.038 0.01 0.216 1.08
3、 0.44 0.27 0.38 0.27 0.01,Fr.,Fr.,H2O，10%， 20%， 30%， 40%，50%， 60%，70%，80%，100% JH J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J8 J10 NA NA NA 0.066 0.19 1.53 0.83 0.47 NA 0.05,得率11.2%,馏分 标号 重量/g,馏分 标号 重量/g,取约3.36g,3倍柱体积,3倍柱体积,乙醇水梯度冲洗,乙醇水梯度冲洗,基于权重分析的狼毒抗肿瘤活性成分/部位筛选,狼毒组分制备流程,狼毒组分液相分析结果,分离系统：Waters 2695；色谱柱：CAPCELL PAK C18 4.
4、6250，5um 检测波长：290nm；进样：20ul，流速1ml/min,基于权重分析的狼毒抗肿瘤活性成分/部位筛选,狼毒抗肿瘤活性分析,基于权重分析的狼毒抗肿瘤活性成分/部位筛选,成分：色谱全谱数据 活性：离散化处理 变量筛选方法：权重分析,数据分析方法,基于权重分析的狼毒抗肿瘤活性成分/部位筛选,数据处理,权重公式,NCI-H157,A549,SK-HEP-1/BEL-7042,1）从图中可以看出，对于四组癌细胞，均表现出在30至37 min，尤其是35 min左右的成分对高低活性区分能力较强。 2）对个别抗癌活性，如抗NCI-H157，其5分钟左右成分群也具有较强区分能力,潜在活性组分
5、 / 成分,基于权重分析的狼毒抗肿瘤活性成分/部位筛选,潜在活性组分制备及验证,基于权重分析的狼毒抗肿瘤活性成分/部位筛选,100%,基于优劣比分析的淫羊藿抗骨质疏松活性成分/部位筛选,样本来源：17产地产地淫羊藿，茎叶，经提取后获得总提物粉末；成分分析：UPLC-Q-Tof,淫羊藿组分制备及分析,基于优劣比分析的淫羊藿抗骨质疏松活性成分/部位筛选,不同产地淫羊藿对RAW264.7抑制率,前破骨细胞抑制活性分析,成分： 活性：原始数据 变量筛选方法：优劣比法（Good2bad）1,数据分析方法,数据处理,基于优劣比分析的淫羊藿抗骨质疏松活性成分/部位筛选,1 Yang L, Yang Q X,
6、 Yang S H, et al. Journal of Near Infrared Spectroscopy, 2015, 23(6):391-400,总离子流d文件,Trapper,mzXML,XCMS,17*474成分矩阵,优劣比值较高成分,（1）210号成分（宝霍苷I）具有最高的优劣比值，意味着对RAW264.7抑制活性贡献较大，可能具有较高的活性。,成分优劣比值,（2）被选中的成分多数位于7-8分钟（主要位于60-80%乙醇洗脱部位）。,潜在活性组分 / 成分,基于优劣比分析的淫羊藿抗骨质疏松活性成分/部位筛选,潜在活性组分验证,基于优劣比分析的淫羊藿抗骨质疏松活性成分/部位筛选,不
7、同部位抑制活性比较,宝霍苷I和淫羊藿苷的浓度效应曲线,60-80%部位浓度药效曲线,活性上，筛选的60-80%组分优于淫羊藿提取物，筛选的宝藿苷I优于淫羊藿苷（淫羊藿主要活性成分）。 宝藿苷I呈现S型作用曲线，可能与淫羊藿苷作用方式不同。,烟叶提质特征组分/成分筛选,不同烟叶样品重叠色谱图,烟叶组分制备及分析,样本来源：全国不同产地、品种、等级复烤烟叶，共计544个样品。,不同烟叶样本清甜香特征评价,0：清甜香特征不凸显组；1：清甜香特征凸显组,烟叶提质特征组分/成分筛选,不同方法的清甜香特征组分筛选结果总结,数据分析方法及分析结果,烟叶提质特征组分/成分筛选,2 Mann-Whitney-W
8、ilcoxon test 3 Subwindow Permutation Analysis 4 Moving Windows-interval PLS,（1）24.5-28 min的保留时间段（65%洗脱部位），具有较高的筛选频率，基本被几种方法均筛选得到，应该属于对清甜香0组和1组区分比较重要的区间1。,（2）在24.5-28 min的保留时间段存在着被明显选中的两个时间点，即24.77和25.65 min。,潜在活性组分 / 成分,烟叶提质特征组分/成分筛选,潜在活性组分验证,烟叶提质特征组分/成分筛选,（1）将L1M/C、L1MKA、OMT和L1L/C四种津巴布韦烟叶规格按1:1:1:1
9、质量比组合，80%乙醇提取后，加入1/3倍水，-6下静止12小时，过滤不溶物，浓缩至酒精度0%时，制备得烟草初膏液； （2）将烟草初膏液，按质量比1：5缓慢倒入大孔树脂柱进样口，控制流出速度每2s一滴； （3）分别用3倍柱体积的水、20%乙醇、65%乙醇洗脱大孔树脂，收集65%乙醇洗脱部位。 （4）浓缩65%乙醇洗脱部位至相对密度（d2020）1.196，折光指数（nD20）1.480，既得可凸显清甜香的卷烟液体烟草香精。,制备方法,感官评价,基于活性成分的质量控制,烟叶提质特征组分/成分筛选,（1）采用24.77和25.65 min两个特征成分即可实现对烟叶源香料的质量控制。,（2）1组整体
10、与对照相似度概率较大，0组较小，通过散点图和相似度预测概率值，可清楚看出每个样本与对照的差异度。,应用方向,1）优化和精简植物源产品（中成提取物原料、中成药、植物香料） 优化后的产品，一般具有更高的活性，更少的成分，因而使得药物用量减少，副作用减少，质量控制相对容易，作用机理更容易阐述。 2）功效增强的植物源产品的开发 用基于化学计量学的方法筛选植物活性成分/部位，可以极大减少劳动强度，避免盲目筛选，结合制备技术，开发产品的功效更突出，节约劳动成本和时间成本，加快研发速度。 3）植物源产品及植物原料质量控制 确定植物中某种活性的关键组分后，质量控制可以缩小到针对关键组分的监测。避免了传统的只关注主要成分，而忽略了活性成分。,
