基于多维分析技术对不同蜂种蜂毒的鉴别研究

It is the bottleneck and difficulty to establish an accurate, stable and efficient multi-dimensional analysis technology and analytical model to identify bee venom from different strains with different toxicity. Based on theoretical research basis of traceability analysis in bee products, this project aims to overcome the singleness and imperfection of existing identification methods for the strains identification. The superiorities of analytical instrument such as high sensitivity of triple quadrupole tandem mass spectrometry, a wide full scan mass range of time of flight mass spectrometry and extensive applicability of diode array detector play important role in the identification of bee venom from the Apis mellifera ligustica, Apis mellifera ssp., Apis cerana cerana，Apis mellifera caucasica, Apis mellifera canica by using three methods including the finding of the marker composition, construction of fingerprinting which can present a lot of components, chemometrics analysis which can extracting useful information from multivariate chemical data using tools of statistics and mathematics, further to discuss the relationship between marker composition or feature fingerprint area and toxicity or allergic reaction of bee venom. The study not only provide relevant scientific basis for the reasonable use of bee venom products, inhibition of confusion use, and reduce the incidence of poisoning or allergic reactions, and can provide relevant data and parameters for the improvement of traceability system in bee products.

建立一种准确、稳定和高效的多维分析技术和分析模型是鉴别不同蜂种蜂毒的瓶颈和难点。本项目是基于蜂产品溯源分析的理论研究基础，针对目前国外蜂毒种类鉴别方法单一和不全面的缺陷，利用三重四级杆串联质谱的高灵敏度、飞行时间质谱全扫描质量范围大和二极管阵列检测器适用范围广等优点，采用特征性组分分析、构建可表现蜂毒中多种组分特征的指纹图谱和利用化学计量学方法从大量的分析数据中获取有效分类信息这三种手段对常见的意大利蜜蜂、东北黑蜂、中华蜜蜂、高加索蜂和卡尼鄂拉蜂的蜂毒种类进行鉴别，进而探讨特征性组分或者特征指纹区与蜂毒的毒性或过敏反应之间的关系。该研究不仅为合理利用蜂毒产品，抑制蜂毒产品使用混乱，减少中毒或者过敏反应的发生提供相关科学依据，并且为完善我国蜂产品溯源体系研究提供相关的数据和参数。

蜂毒一种由蜜蜂的毒腺和副毒腺分泌，存储在毒囊中的有毒液体。当处于危险境况中，蜜蜂即会通过毒针将蜂毒液射入人体或者捕食者体内，这种毒液很容易使人体产生过敏反应，严重时危及生命。蜂毒含有活性酶、多肽、碳水化合物、脂质、氨基酸和生物胺类等多种活性化合物，因此具有抗癌、防辐射、抗菌、消炎和抗突变等多种药理学性质和生物活性。. 组织胺、多巴胺、五羟色胺、肾上腺素和去甲肾上腺素等生物胺是蜂毒中一类重要化合物。组胺大部分由组氨酸在肥大细胞中脱羧形成，参与中枢和外周神经系统的多种生理功能。多巴胺在脑部分泌，在下丘脑和垂体部位发挥作用，是一种神经递质。90％以上的5-羟色胺由肠嗜铬细胞释放，是一种强力的血管收缩剂和平滑肌兴奋剂。组胺、多巴胺和五羟色胺分别在中枢神经系统和周边神经系统中负责不同部门的工作，并且在抑郁症治疗中发挥关键作用。肾上腺素和去甲肾上腺素在肾上腺髓质中合成，肾上腺素去甲基化后形成去甲肾上腺素，在缓解频率心动过缓，低血压和呼气性呼吸困难中起到协同作用。生物胺还作为生物活性因子以较低的含量，广泛存在于诸如蚂蝗和吴茱萸等中草药中。此外，生物胺以较高的含量存在于被污染的奶酪、水果、酒、蔬菜和海产品等食品中，造成严重毒性风险。. 由于蜂毒样品量非常小，并且采集过程中容易产生蜂蜇等危险，目前国内外尚没有关于蜂毒分类的研究。. 本项目通过一个简单的和环境友好的样品制备过程，随后通过开发的高效液相色谱串联质谱（HPLC-MS / MS）方法并对方法学进行评价，定性定量分析不同蜂种蜂毒中包括组织胺、多巴胺、五羟色胺、肾上腺素和去甲肾上腺素在内的5种生物胺，根据蜂毒中一种或几种生物胺的含量差异来准确鉴别收集自意大利蜜蜂、王浆高产蜜蜂、安纳托利亚蜜蜂、高加索蜜蜂、卡尼鄂拉蜜蜂和喀尔巴阡蜜蜂的六种蜂毒。该方法克服了已有的方法中前处理操作繁琐、检测灵敏度低、准确性不稳定等缺点，并且通过盒式图、热图、主成分分析的数据处理方法，首次对采自不同蜂种蜂毒中的5种生物胺的含量进行了对比分析，结果显示组织胺可鉴别安纳托利亚蜜蜂蜂毒、多巴胺可鉴别意大利蜜蜂蜂毒，高加索蜜蜂蜂毒，喀尔巴阡蜜蜂蜂毒、肾上腺素可鉴别意大利蜜蜂蜂毒，王浆高产蜜蜂蜂毒，安纳托利亚蜜蜂蜂毒和卡尼鄂拉蜜蜂蜂毒，从而以生物胺含量的差异鉴别不同蜂种的蜂毒。