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Discrimination of four ginseng species of the Panax genus using direct infusion-MS/MS combined with multivariate statistical analysis

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Authors

김신애

Advisor
권성원
Major
약학대학 약학과
Issue Date
2016-02
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
Diret infusion MS/MS (DI-MS/MS)Panax genusPrincipal component analysis (PCA)Partial least squares discriminant analysis (PLS-DA)AdulterationNatural productsLiquid chromatography MS scan (LC-MS scan)
Description
학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 약학대학 약학과 약품분석학 전공, 2016. 2. 권성원.
Abstract
인삼은 생체에 활력을 주는 효과와, 오래된 사용 역사를 가진 전 세계에서 가장 많이 이용되는 생약 중 하나이다. 본 실험은 인삼 Panax 속에 속한 네 종의 인삼을 판별 분석하기 위해 액체크로마토그래프를 연결하지 않고 질량 분석을 하는 direct infusion MS/MS (DI-MS/MS) 분석법을 개발하였다.
인삼은 종마다 그 생김새가 비슷하여 구별하기 어려우나, 내부 물질의 비율과 종류, 유통 가격에서 매우 큰 차이가 나는 천연물이다. 이러한 형태학적 유사성 때문에 인삼의 혼용과 오용이 발생하기 쉽다. DI-MS/MS 분석 방법은 이러한 인삼의 호용과 오용을 방지하기 위해 빠른 시간 내에 서로 다른 종의 인삼들의 판별분석이 가능하도록 고안되었다.
본 실험에는 DI-MS/MS의 판별 분석 능력을 시험하기 위해서 Panax 속에 속하는 네 가지 인삼인 Panax ginseng (고려인삼), Panax notoginseng (삼칠인삼), Panax quinquefolius (미국삼), Panax vietnamensis (베트남삼)이 실험에 사용되었다.
이 네가지 인삼을 각 10 개씩 액체크로마토그래프 질량분석 (LC-MS scan)으로 분석한 결과를 다변량 분석으로 통계처리하여, 네 가지 인삼을 가장 잘 판별할 수 있는 마커 물질을 선별하였다. 그 마커 물질은 m/z 783.5, 945.5, 1107.5, 1149.2 였으며 모두 Ginsenoside 구조를 가진 물질이었다. 위에서 선별한 네 가지 마커물질은 DI-MS/MS 실험의 target ion으로 분석되었다.
DI-MS/MS 방법은 target ion을 정해서 분석하기 때문에 보통 사용하는 분석법인 LC-MS scan보다 분석 시간이 빠르고, 물질의 구조를 파악할 수 있는 데이터를 제공하며, 분석 결과가 매우 깨끗했고, 분석의 감도도 더 좋았다.
다변량 통계 분석법인 principal component analysis (PCA)와 partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) 방법으로 DI-MS/MS 분석의 결과를 분석하였을 때, 네 개의 인삼들은 각 그룹 별로 잘 나뉘어짐을 확인할 수 있었다. 통계 분석의 결과의 유효성은 cross validation과 permutation test로 확인하였다.
각자 인삼에서의 target ion들의 intensity는 box plot으로 정리하여 비교하였고, 이 결과를 비교함으로 직관적으로 인삼의 종 별 차이를 볼 수 있었다. 통계를 이용한 DI-MS/MS 분석법은 다른 대중적인 분석법들보다 많은 양의 생약 시료를 짧은 시간에 판별 분석하는 실험법으로, 효율이 매우 높은 방법이다. 현재까지 이 연구는 DI-MS/MS 분석법을 생약 판별 분석에 적용한 최초의 연구이다.
Language
Korean
URI
https://hdl.handle.net/10371/133618
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