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技術(shù)與方法

固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析川芎揮發(fā)性成分

范會(huì)，李榮，李明明，鐘永科

(遵義醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，貴州 遵義563099)

[摘要]目的 探索分析川芎揮發(fā)性成分的方法。方法 采用固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析川芎揮發(fā)性成分；通過(guò)峰面積歸一化法，對(duì)匹配度大于90%的可檢索組分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。結(jié)果 從川芎中鑒定得出的揮發(fā)性成分共有52個(gè)，主要揮發(fā)性成分為藁本內(nèi)酯(51.50%)，次要成分為檜烯(9.53%)和β-瑟林烯(9.15%)； 52個(gè)揮發(fā)性成分的分布是醚類(lèi)1個(gè)(0.08%)、酮類(lèi)1個(gè)(0.09%)、醛類(lèi)3個(gè)(0.61%)、酯類(lèi)6個(gè)(52.49%)、醇類(lèi)3個(gè)(1.46%)、萜類(lèi)29個(gè)(42.92%)、烴類(lèi)9個(gè)(2.35%)，其中酯類(lèi)和萜類(lèi)化合物的含量較高。結(jié)論 與現(xiàn)有川芎揮發(fā)性成分分析方法相比，固相微萃取法具有實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、耗時(shí)短、樣品用量少等優(yōu)點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]川芎；揮發(fā)性成分；藁本內(nèi)酯；固相微萃取。

川芎為傘形科藁本植物川芎(Ligusticum Chuanxiong Hort)的干燥根莖[1]，其揮發(fā)性成分具有改善微循環(huán)、降低血壓、增加腦血流量、調(diào)節(jié)心血管功能、抗凝血、鎮(zhèn)痛、解痙和解熱等作用[2-4]。

對(duì)揮發(fā)性成分進(jìn)行分析前一般需要前期提取富集。通?？筛鶕?jù)提取富集方法的不同而將揮發(fā)性成分分析方法加以區(qū)分。目前，川芎揮發(fā)性成分的分析已有文獻(xiàn)報(bào)道，這些方法具體是：溶劑輔助萃取法、超臨界CO2流體萃取法、水蒸氣蒸餾

法[5-7]和閃蒸法[8]等，這些方法雖然已有較多研究，但溶劑輔助萃取法、超臨界CO2流體萃取法和水蒸氣蒸餾法均存在分析時(shí)間長(zhǎng)、樣品用量大等缺點(diǎn)。此外，水蒸氣蒸餾法由于長(zhǎng)時(shí)間加熱，一些熱敏感性物質(zhì)易氧化和變性；超臨界CO2流體萃取法所需儀器設(shè)備昂貴[6-7]。而閃蒸法雖然樣品用量少，但要求的溫度高易使揮發(fā)性成分裂解，且實(shí)驗(yàn)過(guò)程會(huì)對(duì)閃蒸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的閥門(mén)造成一定破壞，實(shí)驗(yàn)成本較高[8-9]。

固相微萃取是近來(lái)出現(xiàn)的一個(gè)揮發(fā)油的前期提取技術(shù)，集采樣、吸附、萃取、濃縮、進(jìn)樣等操作過(guò)程于一體，且具有操作時(shí)間短(1 h內(nèi))、樣品用量少(僅需幾克)、無(wú)需萃取溶劑、所需儀器簡(jiǎn)單、對(duì)樣品的選擇性高和重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)[10-12]。本文采取了固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用儀相結(jié)合的方法分析川芎揮發(fā)油的成分。

1材料與方法

1.1儀器與原料氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀GC6890/MS5973型(美國(guó)Agilent公司)；固相微萃取儀HP-1510型(上海濟(jì)成分析儀器有限公司)；PA萃取頭(美國(guó)Supelco公司)。川芎于2015年5月16日采自四川成都彭州市敖平鎮(zhèn)。

1.2材料處理川芎干燥后用雙層聚乙烯自封袋室溫避光儲(chǔ)存。

1.3揮發(fā)性成分的固相微萃提取川芎磨碎，稱(chēng)取研碎成末的川芎0.7 g，放置于5 mL萃取瓶中，插入經(jīng)活化的萃取頭(在230 ℃下活化3 min)，在90 ℃下萃取40 min后直接插入氣相色譜儀進(jìn)樣口(250 ℃)脫附3 min。

1.4氣相色譜-質(zhì)譜條件使用Agilent HP-5MS彈性石英毛細(xì)管色譜柱(30.0 m×250 μm×0.25 μm)，柱箱程序升溫條件：以高純He為載氣(流速0.5 mL/min)，在初始溫度60 ℃下以3 ℃/min速率升溫至230 ℃，采用能量70 eV的EI離子源進(jìn)行分析。

1.5數(shù)據(jù)處理樣品中各揮發(fā)性成分用計(jì)算機(jī)與Wiley7Nist05、NIST05標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索匹配，統(tǒng)計(jì)匹配度大于90%的揮發(fā)性成分。采用峰面積歸一化法定量分析揮發(fā)性成分相對(duì)含量。

2結(jié)果

按1.2、1.3和1.4所述方法實(shí)驗(yàn)，得到川芎揮發(fā)性成分的總離子流色譜圖(見(jiàn)圖1)。結(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)選定的條件下川芎揮發(fā)性成分能較好分離鑒定。對(duì)揮發(fā)性成分匹配度大于90%的成分的分析鑒定，結(jié)果(見(jiàn)表1)表明：從川芎中鑒定得出的揮發(fā)性成分共52個(gè)，包括了醚類(lèi)、酮類(lèi)、醛類(lèi)、酯類(lèi)、醇類(lèi)、萜類(lèi)和烴類(lèi)，具體分布是醚類(lèi)1個(gè)(0.08%)、酮類(lèi)1個(gè)(0.09%)、醛類(lèi)3個(gè)(0.61%)、酯類(lèi)6個(gè)(52.49%)、醇類(lèi)3個(gè)(1.46%)、萜類(lèi)29個(gè)(42.92%)、烴類(lèi)9個(gè)(2.35%)。在52個(gè)揮發(fā)性成分中，揮發(fā)性成分藁本內(nèi)酯的含量最高，達(dá)到了51.50%，占52個(gè)揮發(fā)性成分總量的一半以上，這與現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果相同；除藁本內(nèi)酯外，含量相對(duì)較高的成分共有8個(gè)，這些成分分別是檜烯(9.53%)、β-瑟林烯(9.15%)、雙環(huán)吉馬烯(8.54%)、γ-萜品烯(3.57%)、α-異松油烯(2.55%)、β-欖香烯(1.69%)、γ-欖香烯(1.17%)和芳樟醇(1.09%)，加上藁本內(nèi)酯9個(gè)揮發(fā)性成分的總含量是88.79%；其中，γ-萜品烯則與水蒸氣法分析的結(jié)果相同[5]，而檜烯和α-異松油烯與萃取法的結(jié)果相同[6]。

時(shí)間(min)圖1　川芎揮發(fā)性成分的總離子流圖

表1川芎揮發(fā)性成分的固相微萃取分析結(jié)果

tR(min)化合物名稱(chēng)分子式相對(duì)含量(%)3.72Nonane(壬烷)C9H200.044.76Alpha-thujone(α-側(cè)柏酮)C10H160.094.87Alpha-pinene(α-蒎烯)C10H160.786.48Sabinene(檜烯)C10H169.537.30Beta-myrcene(β-月桂烯)C10H160.517.89Alpha-phellandrene(α-水芹烯)C10H160.048.431-methyl-4-(1-methylethyl)-1,3-cyclohexadiene(α-松油烯)C10H160.128.781-methyl-2-(1-methylethyl)-benzene[1-甲基-2-(1-甲基乙基)-苯]C10H140.329.37Cis-ocimene(順式羅勒烯)C10H160.049.843,7-dimethyl-1,3,6-octatriene(羅勒烯)C10H160.0410.34Gamma-terpinene(γ-萜品烯)C10H163.57

(續(xù)表)

tR(min)化合物名稱(chēng)分子式相對(duì)含量(%)11.71Alpha-terpinolene(α-異松油烯)C10H162.5512.24Linalool(芳樟醇)C10H18O1.0915.503-methyl-undecane(3-甲基-十一烷)C12H260.0315.894-methyl-1-(1-methylethyl)-3-cyclohexen-1-ol[4-甲基-1-(1-甲基乙基)-3-環(huán)已烯-1-醇]C10H18O0.1216.88Dodecane(十二烷)C12H260.0317.47Aceticacid,2-ethylhexylester(2-乙基己基乙酯)C10H20O20.0320.88Bornylacetate(乙酸龍腦酯)C12H20O20.0821.43Tredecane(十三烷)C13H280.8722.73Bicycloelemene(雙環(huán)欖香烯)C15H240.0523.15Gamma-elemene(γ-欖香烯)C15H241.1724.513-methyl-tridecane(3-甲基-十三烷)C13H300.2024.84Alpha-copaene(α-可巴烯)C15H240.0325.35Cyclodecene(環(huán)癸烯)C10H180.2325.54Beta-elemene(β-欖香烯)C15H241.6925.78Tetradecanal(十四烷)C14H300.4226.19Dodecanal(十二烷醛)C12H24O0.1626.48Beta-funebrene(β-柏木萜烯)C15H240.2126.72Caryophyllene(石竹烯)C15H240.1528.21Trans-beta-farnesene(反式-β-金合歡烯)C15H240.8028.85Germacrene-D(大根香葉烯-D)C15H240.6229.152-hexadecacen-1-ol(2-十六烷烯-1-醇)C16H32O0.2529.54Beta-selinene(β-瑟林烯)C15H249.1529.772,6-dimethyl-6-(4-methyi-3-pentenyl)-bicycle[3,1,1]hept-2-ene(2,6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)雙環(huán)[3,1,1]庚-2-烯)C15H240.7429.95Bicyclogermacrene(雙環(huán)吉馬烯)C15H248.5430.30Alpha-farnesene(α-金合歡烯)C15H240.5030.471H-3a,7-Methanoazulene,2,3,4,7,8,8a-hexahydro-3,6,8,8-tetrameth-yl(a-柏木萜烯)C15H240.0530.61Alpha-amorphene(α-紫穗槐烯)C15H240.3730.95Alpha-ylangene(α-衣蘭烯)C15H240.0831.28Trans-gamma-bisabolene(反式γ紅沒(méi)藥烯)C15H240.0531.531H-Cycloprop[e]azulene,1a,2,3,4,4a,5,6,7b-octahydro-1,1,4,7-tetra-methyl(1a,2,3,4,4a,5,6,7b-八氫化-1,1,4,7-四甲基-1H-環(huán)丙烯并[E]奧)C15H240.0332.31Germacrene-B(大根香葉烯-B)C15H240.9133.119,10-dehydro-isolongifolene(9,10-二氫化異長(zhǎng)葉烯)C15H220.3734.32Tetradecanal(十四烷醛)C14H28O0.3236.456(Z),9(E)-heptadecadiene(6,9-十七碳二烯)C17H320.2036,70Butylidenephthalide(丁烯基苯酞)C12H12O20.7938.12Oxirane,tridecyl(十三環(huán)氧乙烷)C15H30O0.0839.40Ligustilide(藁本內(nèi)酯)C12H14O251.5041.67Hexadecanal(十六烷醛)C16H32O0.1343.791-Hexadecene(1-十六碳烯)C16H320.2447.17Ethyl,9-hexadecenoate(9-十六碳烯酸乙酯)C18H34O20.0447.52Hexadecanoicacid,ethylester(十六烷酸乙酯)C18H36O20.05

tR為保留時(shí)間。

3討論

不同方法對(duì)川芎揮發(fā)性成分的分析結(jié)果表明，所有方法檢出的主要成分相同，即都是藁本內(nèi)酯，但次要成分之間則存在差異。例如，乙醚提取的次要成分是丁烯基苯酞(1.27%)、(+)-b-蛇床烯(1.18%)和β-水芹烯(0.96%)[5]，而水蒸氣蒸餾方法分析所檢出的次要成分是對(duì)-聚傘花素(3.35%)、己醛(2.81%)、α-松油烯(2.49%)和丁烯基苯酞(2.79%)[6]，閃蒸法分析出的次要成分是9-十八烯酸(16.41%)、3-丁烯基苯酞(9.42%)、乙酸(7.57%)、1-(2,4-二甲基苯基)-1-丙酮(5.74%)和9,12-十八碳二烯酸甲酯(5.86%)[8]。同時(shí)，使用不同溶劑萃取，其次要成分也不同，例如，石油醚提取的次要成分是(+)-b-蛇床烯(1.23%)、丁烯基苯酞(1.21%)和β-側(cè)柏烯(0.93%)[5]，與乙醚提取的又不同。造成這一差異的原因既可能是材料的采集、干燥方法或流程的不同，也可能是川芎產(chǎn)地和生長(zhǎng)環(huán)境及萃取揮發(fā)油方法的不同。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢出的主要成分與現(xiàn)有方法分析的結(jié)果一致，次要成分與現(xiàn)有其它方法的結(jié)果既有相同也有不同，其原因可能是川芎產(chǎn)地和萃取方法的不同。可以肯定的是，與現(xiàn)有方法相比，固相微萃取需要的原料川芎0.7 g則比溶劑萃取法[5]、水蒸氣蒸餾法[5-7]和超臨界CO2流體萃取法[6-7]少得多，其分析得出的成分個(gè)數(shù)比水蒸氣蒸餾法(鑒定出47個(gè))檢出的多，更比溶劑輔助萃取(石油醚、乙醚和正己烷分別萃取者均檢出28個(gè))[5]和水蒸氣蒸餾法(鑒定出24個(gè))[6]及超臨界CO2流體萃取法(鑒定出20個(gè))[6]檢出的多。雖然固相微萃取需要的原料川芎0.7 g比閃蒸法[8]多，但此方法檢出的揮發(fā)性成分個(gè)數(shù)比閃蒸法(鑒定出31個(gè))多21個(gè)，且主要成分藁本內(nèi)酯的含量也比閃蒸法(占28.45%)多23.05%。此外，此方法集采樣、吸附、萃取、濃縮、進(jìn)樣等操作過(guò)程于一體的分析，分析過(guò)程所需的時(shí)間無(wú)疑比溶劑萃取法[5]、水蒸氣蒸餾法[5-7]和超臨界CO2流體萃取法[6-7]少得多，整個(gè)萃取過(guò)程無(wú)需萃取溶劑、幾乎不產(chǎn)生二次污染，對(duì)被測(cè)樣品的選擇性高和重現(xiàn)性好，顯示了該方法特有的優(yōu)點(diǎn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 國(guó)家藥典委員會(huì). 中華人民共和國(guó)藥典一部[M]. 北京: 中國(guó)醫(yī)藥科技出版社, 2010: 38.

[2] 金玉青, 洪遠(yuǎn)林, 李建蕊, 等. 川芎的化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展[J]. 中藥與臨床, 2013, 4(3): 44-48.

[3] 謝秀瓊, 詹珂, 尹蓉莉, 等. 川芎揮發(fā)油的研究進(jìn)展[J]. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥, 2007, 18(6): 1508-1510.

[4] 王海, 嚴(yán)鑄云, 何冬梅, 等. 川產(chǎn)川芎揮發(fā)性組分的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用比較分析[J]. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥, 2013, 24(9): 2070-2074.

[5] 劉曉芬, 連艷, 高必興, 等. 不同方法提取川芎揮發(fā)油的GC-MS分析[J]. 中藥與臨床, 2014, 5(3): 17-19.

[6] 李慧, 王一濤. 不同方法提取川芎揮發(fā)油的比較分析[J]. 中國(guó)中藥雜志, 2003, 28(4): 379-380.

[7] 粱園, 張?jiān)撇? 夏愛(ài)軍, 等. 超臨界CO2萃取法與水蒸氣蒸餾法提取川芎揮發(fā)油的比較[J]. 廣西醫(yī)學(xué), 2013, 35(3): 357-358.

[8] 張聰齊,美玲,傅若農(nóng).閃蒸氣相色譜質(zhì)譜法測(cè)定中藥川芎揮發(fā)性成分[J]. 中醫(yī)藥現(xiàn)代化, 2009, 11(1): 165-167.

[9] 郭海俠. 調(diào)節(jié)閥氣蝕與閃蒸的危害分析及對(duì)策[J]. 甘肅科技, 2014, 30(1): 65-67.

[10] Urruty L, Giraudel J L, Lek S, et al. Assessment of strawberry aroma through SPME/GC and ANN methods, classification and discrimination of varieties[J]. J Agric Food Chem, 2002, 50(11): 3129-3136.

[11] Pelusio F, Nilsson T, Montanarella L, et al. Headspace solid-phase microextraction analysis of volatile organic sulfur compounds in black and white truffle aroma[J]. J Agric Food Chem, 1995, 43(8): 2138-2143.

[12] 徐剛, 史茗歌, 吳明紅, 等. 固相微萃取的原理及應(yīng)用[J]. 上海大學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 15(4): 368-373.

[收稿2015-10-19;修回2015-11-10]

(編輯：王福軍)

Analysis of volatile components of Ligusticum Chuanxiong Hort by solid phase microextraction and gas chromatography-mass

FanHui,LiRong,LiMingming,ZhongYongke

(School of Pharmacy, Zunyi Medical University, Zunyi Guizhou 563099, China)

[Abstract]Objective To analyze the volatile component of Ligusticum Chuanxiong Hort. Methods The volatile components of Ligusticum Chuanxiong Hort were first enriched by solid phase microextraction, then they were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. The detectable components with over 90% matching were statistically analyzed by using the peak area normalization method. Results 52 volatile components were detected in Ligusticum Chuanxiong Hort, and the three major components, Ligustilide (51.50%), sabinene (9.53%), Beta-selinene (9.15%), comprised most of the contents. Conclusion The solid phase microextraction uses less time, less amounts of Ligusticum Chuanxiong Hort and is less expensive in comparison with the existing methods.

[Key words]Ligusticum Chuanxiong Hort; volatile components; ligustilide; solid phase microextraction

[中圖法分類(lèi)號(hào)]R284.2

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1000-2715(2015)06-0642-04

[通信作者]鐘永科，男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：天然藥物開(kāi)發(fā)與分析，E-mail:zhongyk2006@163.com。

[基金項(xiàng)目]貴州省科技廳基金資助項(xiàng)目(NO：08]2233)。