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人参属植物多数对机体具有补益作用,其中以人参（Panax ginseng C.A.Meyer）、西洋参（P.quinquefolius L.）和三七（P.notoginseng（Burk.）F.H.Chen）最为著名。这三种植物的根、茎叶、花均可作药用或保健品的原料,应用广泛。植化研究表明,人参、西洋参与三七的地上、地下部分均含有丰富的人参皂苷,为主要活性成分。相对于根部位,当前对于这三种人参属植物花部位的研究相对较少。三种花类药材（人参花、西洋参花、三七花）在外形上有区分特征,但当作为原料制备成提取物时因为外形与显微特征被破坏,传统的鉴别方法无法对使用的原料药材进行鉴定与区分。它们均含有丰富的皂苷成分,但是目前对于三种花类中药的皂苷组成,特别是它们之间的差异皂苷,研究较少。通过系统分析建立人参花、西洋参花、三七花各自的“鉴别标志物”有利于人参属中药的精准鉴别。作为国家自然科学基金面上项目（基于“类结构同法表征”多技术集成的中药标准研究新模式）与国家重点研发计划-中医药现代化研究专项（人参功效活性成分辨识与“组效关系”研究）的核心研究任务,本论文以人参花、西洋参花、三七花为研究对象,综合利用离线三维液相色谱/四极杆-静电场轨道阱质谱（3D-LC/Q-Orbitrap MS）与超高效液相色谱/离子淌度四极杆飞行时间质谱（UHPLC/IM-QTOF-MS）两种高分辨液质联用分析平台,系统阐释物质基础,发现新颖皂苷结构,并通过整体性代谢组学差异分析,寻找三种花之间的差异成分,构建适用于精准鉴别的标志物。本论文建立离线三维液相色谱,结合高分辨质谱增强型数据依赖采集（DDA）,尽可能地分离、表征、鉴定人参花、西洋参花、三七花中的皂苷成分;最终从三种花中共鉴定（或推导）1754个人参皂苷,其中人参花中鉴定553个、西洋参花中鉴定596个、三七花中鉴定605个,实现了皂苷成分的深度表征。通过大规模色谱柱筛选,建立了基于强阴离子交换色谱-亲水相互作用色谱-反相超高效液相色谱（SAXIEC-HILIC-RPUHPLC）实现酸性皂苷与中性皂苷的分类深度表征:使用Pheno Sphere SAX色谱柱与甲醇/10 m M醋酸铵-0.1%甲酸水作为流动相的IEC系统,能够将提取物中中性皂苷与酸性皂苷分离;使用XBridge Amide色谱柱与乙腈/0.1%-甲酸水为流动相的HILIC系统实现根据极性差异（含糖数由少到多）的皂苷分离;使用BEH Shield RP18色谱柱与乙腈/0.1%-甲酸水为流动相的RPUHPLC系统实现基于分配差异的皂苷分离。基于Q-Orbitrap高分辨质谱仪,建立包含母离子列表改善型DDA方法,实现分段样品中目标皂苷成分灵敏检测同时自动采集未知质量数成分的碎片信息。以实验室“自建人参皂苷数据库”为基础（共记录499个已知人参皂苷,对应169种不同质量数）,计算负离子模式[M–H]–质荷比,并以整数部分与小数部分1000倍（质量亏损:固定变异范围±10 m Da）双重过滤,从人参花、西洋参花、三七花负离子全扫描数据中分别筛选得到106个、102个、94个目标质量数,分别构建各自母离子列表。在UHPLC/Q-Orbitrap-MS上分别建立包含母离子列表Full MS/dd-MS2（同时开启“If idle-pick others”与动态排除功能）数据采集方法,对经过IEC-HILIC分离制备的3种花共36个分段样品同时进行分析。方法学验证表明所建立的三维液相色谱-质谱表征方法具有较好的精密度（RSD<5%）与重复性（RSD<10%）。采用对照品对照（74个）、基于一级高分辨质谱数据的元素组成分析、裂解途径解析、自建数据库检索以及保留行为对比等,进行皂苷结构的鉴定与推导。本论文最终从人参花、西洋参花、三七花中分别鉴定553、596与605个皂苷成分;其中包含大量的结构新颖皂苷。与传统基于一维液质联用方法相比,三维液相色谱-质谱表征法能够将可鉴定的成分数量提高约6倍,表明其在中药系统物质基础研究中具有明显的优势。在系统物质基础研究基础上,本论文建立基于UHPLC/IM-QTOF-MS非靶向代谢组学方法,通过大样品分析,同时表征、比较人参花、西洋参花、三七花之间皂苷成分差异,鉴定32个潜在差异成分,构建三种花类中药各自“鉴别标志物”。本论文在Waters VionTM IMS-QTOF离子淌度高分辨液质联用仪上,通过优化主要质谱参数（Capillary Voltage:–1.0 k V;Cone Voltage:20 V;Collision Energy Ramp:80–120 e V）,建立基于反相色谱（色谱柱:BEH Shield RP18;流动相:乙腈-0.1%甲酸/水-0.1%甲酸）与负离子模式数据非依赖HDMSE采集的人参皂苷表征方法。建立了非靶向代谢组学分析技术流程:1)基于UHPLC/IM-QTOF-HDMSE对42批人参花/西洋参花/三七花进行代谢组学轮廓分析;2)使用UNIFI（数据校正）与Progenesis QI（解卷积:峰对齐与峰提取）软件进行多批次数据自动化处理,生成包括t R,m/z,归一化峰面积与碰撞截面值（collision cross section-CCS）的代谢特征列表;3)按照“80%规则”与“30%变异”对所得数据进行过滤;4)使用SIMCA-P软件进行多元统计分析（PCA与OPLS-DA）,揭示潜在差异成分;5)通过Target MS/MS实验验证并鉴定差异皂苷的结构。通过对过滤后得到的1506个离子作为变量进行OPLS-DA建模分析,设定VIP阈值3.0,发现并鉴定32个潜在差异成分。其中,人参皂苷Rb3（M1）,Ra1（M2）,m-Rc/m-Rb2/m-Rb3异构体（M3）,Ra1/Ra2异构体（M4）,Rb1（M5）,Ra3异构体（M6）是区分人参花、西洋参花与三七花的最重要差异成分:1)人参花中Rb1含量中等,但其余5个标志物含量很低;2)西洋参花中Rb3,m-Rc/m-Rb2/m-Rb3异构体（M3）与Rb1含量中等,但其余3种标志物含量低;3)三七花富含Ra1,Ra1/Ra2异构体（M4）与Ra3异构体（M6）,且其余3种标志物含量中等。这些尝试鉴定的人参皂苷标志物在接下来工作中需要通过靶向分离获得化合物,并通过NMR进行结构确证。这些研究结果能够实现三种人参属花类中药的鉴别与区分。本论文将三维液相色谱-质谱联用技术用于中药系统物质基础研究,将基于离子淌度高分辨质谱代谢组学技术用于中药的质量控制。基于离子交换色谱-亲水相互作用色谱-反相色谱的离线三维液相色谱-高分辨质谱同时靶向与非靶向表征技术,能够实现中药中酸性与中性活性成分的深度表征,非靶向代谢组学是一种实现中药精准鉴别的有效手段。本论文为中药的系统物质基础阐释与精准质量控制提供了方法学参考。