中医药是我国人民在长期临床实践中的经验总结,品质优良的道地药材是中医药的重要组成部分。液相或气相色谱质谱联用技术具有灵敏度高、特征性强、响应快的特点,可提供包含精确质量数、特征离子碎片等多元性数据,在中药定性定量分析、质量控制、生物活性以及中药代谢组学研究方面应用十分广泛。随着现代分析技术的发展与研究的深入,大量中药成分分析的质谱数据迅速积累,如何快速、准确分析并鉴定中药所含有的化学成分成为中药药效物质基础研究和质量控制中面临的难点问题。基于化合物二级质谱信息与计算机检索系统有机结合的质谱数据库能够有效促进中药化学成分的基础研究和信息化管理。一些国际上著名代谢组学研究团队和机构均建立了高效、全面且注释良好的质谱数据库,推动了代谢产物的结构解析和快速鉴定,促进了代谢组学的发展。但是,立足于中药代谢组学研究的质谱数据库开发还十分薄弱,亟需建立数据收集范围广、网络化应用的具有自主知识产权的道地药材的数据库。祖国西北地区处于“一带一路”建设的重要位置,这里环境复杂,气候条件多样,造就了药材种类繁多、蕴藏量大的独特优势。因此,建立立足西北、面向全国的道地药材代谢组学数据库,最大限度地收集药材中的化合物信息,通过数据库的建立和Web应用的开发,实现西北道地药材基础数据信息的科学管理,对于阐明中药的药效物质基础、评价中药的质量和中药新药的创制提供科学的依据和技术支持。本研究通过阅读收集文献以及采集化合物及药材UHPLC-QTOF-MS质谱信息的方式收录原始数据。目前数据库包含了甘草、大黄、沙棘、党参、当归、红芪、黄芪、枸杞、板蓝根以及黄芩10种具有代表性的西北道地药材的2304个化合物的基本信息、质谱数据、生物活性数据。首先,利用MySQL数据库管理系统建立药材及相关数据的本地数据库,快捷有效地管理原始数据。然后,运用Python作为编程语言、Django作为网站框架进行相关Web应用的开发,使用HTML与CSS来进行网页设计(http://202.201.13.31:8000/)。Web应用提供了化合物检索功能、质谱检索功能和批量检索功能。支持用户使用中英文名称、CAS号、分子式、分子量、药材名等进行基本信息的查询,通过提交质谱数据进行化合物相似度的正反匹配率对比,获得化合物鉴定结果,尤其是可以通过上传文件进行多个数据的同时检索。此外,本研究还开发了文件转换器进行质谱文件有效数据的提取,实现质谱数据与本数据库的快速联动。相关数据的导入、搜索、结果返回过程,在运行环境稳定正常的情况下5秒内即可完成。最后,通过实际药材样品测试应用分析,证明数据库具有较高的可信度和实用性。选取甘草药材,利用UHPLC-QTOF-MS技术进行质谱信息采集,通过批量检索文件转换器提取有效质谱数据,然后上传文件至数据库,利用质谱数据批量检索功能,经过自动正反匹配率分析,最终快速鉴定了甘草样品中的96种化合物,有效提高了化合物鉴定的速度和准确度。综上,基于MySQL数据库管理系统,以Python作为编程语言、Django作为网站框架进行相关Web应用开发,建立了具有自主知识产权的西北道地药材数据库,进一步通过药材UHPLC-QTOF-MS分析和数据查询验证,显示该数据库具有应用方便、快速鉴别等特点,为道地药材的数据管理和信息查询提供强有力支持,可有效促进已知化合物的快速检索和未知化合物的初步鉴定。此外,本数据库首次把质谱数据和生物活性数据整合起来,将方便用户获取化合物及其生物活性数据,对于道地药材的成分分析和活性研究具有重要意义。