研究速递 | 大麻籽的“内在美”：颜色越深、个头越小，活性成分越丰富！

研究背景

大麻籽作为历史悠久的营养与药用资源，富含多种植物化学物质，如苯乙胺、木脂素酰胺和黄酮类化合物。然而，不同品种大麻籽因大小和颜色差异导致的代谢组学特征尚不清楚，且其内部活性化合物的空间分布研究仍较少。

近期，中国中医科学院中药研究所孙伟和杨维团队在Journal of Pharmaceutical Analysis期刊发表题目为“Metabolomic Diversity and Spatial Localization of Bioactive Compounds in Hemp Achenes from Diverse Landraces”的研究论文，该研究运用代谢组学与空间质谱成像技术，系统揭示了大麻籽中活性成分的分布规律与表型关联，为精准育种与药用开发提供了新思路。科瑞恩特提供了空间质谱成像的检测分析服务。

本研究采集了20个不同大麻品种，按籽壳颜色（深色/浅色）和籽粒大小（大/小）分组，并分离籽壳与籽仁。采用UHPLC-QTOF-MS和UHPLC-QQQ-MS/MS技术鉴定并定量了55种生物活性化合物，包括苯乙胺、木脂素酰胺、黄酮类和大麻素。通过大气压基质辅助激光解吸电离质谱成像技术（AP-SMALDI-MSI），首次实现了大麻籽内部多种活性成分的原位空间分布可视化。数据分析采用OPLS-DA和PCA等统计方法，确保结果可靠。

图1 工作流程

代谢物全景鉴定与UHPLC-MS/MS靶向代谢组学分析

通过高分辨质谱技术，系统鉴定了55种生物活性化合物，涵盖6种苯乙胺、14种木脂素酰胺、6种黄酮类以及29种大麻素，并明确了各化合物的保留时间、精确质量与碎片信息，为后续定量分析奠定基础。

在此基础上，建立了针对上述化合物的UHPLC-ESI-MS/MS靶向定量方法，经验证该方法线性良好，精密度、重复性、稳定性及回收率均符合分析要求。利用该方法对20个品种的籽壳与籽仁样本进行分析，质控样本在PCA中聚集良好，表明数据质量可靠；聚类分析结果显示代谢物谱未按地理来源明显区分，说明在本研究范围内地理起源对代谢物组成与丰度影响较小。

代谢物积累与籽壳颜色及籽粒大小显著相关

深色籽壳中苯乙胺、木脂素酰胺和黄酮类含量更高，而部分大麻素在浅色籽壳中更富集。小籽粒的籽壳中多酚类物质积累更丰富，大籽粒则含有更多大麻素。

图2 大麻籽（外壳与籽粒）中次生代谢物（苯乙胺类、木脂酰胺类、黄酮类及大麻素类）与其籽壳颜色及籽粒大小之间的关系

籽壳是生物活性成分的主要富集区并揭示大麻素内源性分布

籽壳是多种生物活性成分的主要储存部位。无论在深色或浅色、大籽或小籽的不同品种中，均有24种化合物在籽壳中高度富集，其含量普遍较籽仁高出数十至数百倍。

图3籽壳与籽仁的代谢物差异

进一步通过AP MALDI MSI技术验证了大麻籽中多种活性成分主要分布在籽壳。在正、负离子模式下，共检测到代表多类化合物的13个特征离子信号，成像结果显示，苯乙胺（如m/z 299.1158）与黄酮类（如m/z 476.0955）化合物主要特异性地富集于籽壳区域。而大麻素（如m/z 286.1933, 314.2246）则不仅分布于籽壳，在子叶组织中也有明显检出（如图4）。这一空间分布证据直接挑战了“大麻籽中大麻素仅来自外部污染”的传统观点，暗示其可能存在内源性生物合成途径。

图4 采用AP SMALDI MSI技术检测大麻籽中的苯乙胺类、黄酮类及大麻素类化合物

结论

大麻籽中代谢物组成存在明显的表型依赖性差异：深色籽壳中苯乙胺、木脂素酰胺和黄酮类含量更高；小型籽粒中代谢物积累更丰富；活性化合物主要富集于籽壳，而非籽仁，提示籽壳具有较高的药用开发价值。AP SMALDI MSI质谱成像首次揭示大麻素分布于籽壳和子叶中，说明大麻素很可能在籽实发育过程中存在主动转运或原位合成的情况。研究为大麻籽的精准育种、功能性食品与药物开发提供了代谢组学与空间分布的科学依据。