第25卷第2期 201 1年6月 南华大学学报(自然科学版) Journal of University of Souty China(:Science and Technology:I —文章编号:1673—0062(2011)02—0084—05 GC—MS联用技术分析徐长卿挥发性化学成分 徐小娜 ,蒋军辉 (1.南华大学公共卫生学院,湖南衡阳421001;2.南华大学化学化工学院,湖南衡阳421001) 摘要:采用GC—MS联用技术结合程序升温保留指数首次对山东平邑产徐长卿的不 同药用部位的挥发油成分进行定性定量分析.共定性出29种挥发性化学成分,地下 部分(根及根茎)15种,地上部分(茎和叶)22种,分别占二者挥发油总含量的99. 64%和96.51%,共有组分8种.徐长卿地下和地上部分的挥发油主要成分为丹皮酚 和邻羟基苯乙酮,其中邻羟基苯乙酮为新发现的主要化合物.二者中丹皮酚的含量分 别为88.45%和66.30%,邻羟基苯乙酮的含量分别为8.89%和l6.99%.徐长卿地 下部分的挥发油含量比地上部分多,二者存在显著性差异. 关键词:气相色谱一质谱联用;挥发油;程序升温保留指数 中图分类号:R284.2 文献标识码:A Analysis of the Essential Oil From Different Parts of Cynanchum paniculatum by GC/MS XU Xiao.na .JIANG Jun.hui (1.School of Public Health,University of South China,Hengyang,Hunan 42 1 00 1,China;2.School of Chemistry and Chemical Engineering,University of South China,Hengyang,Hunan 42 1 00 1,China) Abstract:The essential oils from different parts of Cynanchum paniculatum(Bge.)Kitag were analyzed by GC/MS in combination with temperature—programmed retention indices (PTRIs)for the first the time.In all,29 compounds were identiifed.Among them,15 compo— nents from the volatile oil of the below—ground part of Cynanchum paniculatum(CP),and 22 ones from that of the over—ground part of CP.The common constituents between the test sam— ples were eight.The major constituents in the below—ground and over—round partgs of CP were Paeonol and 0-Hydroxyacetophenone,in which the contents of Paeonol were respective— ly 88.45%and 66.30%,and those of o—Hydroxyacetophenone were respectively 8.89%and 16.99%.By comparison of oil contents of the two,the oil content of the below—ground part was larger than that of the over—ground one,which had significant disparity. 收稿日期:2011—04—22 基金项目:南华大学教育改革与研究课题基金资助项目(07L16) 作者简介:徐小娜(1974一),女,湖南永州人,南华大学公共卫生学院讲师,博士.主要研究方向:中药质量控制,代谢组学 第25卷第2期 徐小娜等:GC—MS联用技术分析徐长卿挥发性化学成分 85 key words:cynanchum paniculatum;essential oil;GC—MS 徐长卿(Cynanchum paniculatum(Bge.) Kitag)为常用中药,具有祛风化湿,止痛止痒作 用,用于风湿痹痛,胃痛胀满,牙痛,腰痛,跌打损 伤,荨麻疹,湿疹等.历版中国药典收载的徐长卿 基原均为萝摩科植物徐长卿的干燥根及根茎¨ . 据文献 别记载,徐长卿主产于江苏、浙江、安徽、 山东、湖北、湖南、河南等省,各地多自产自用.吉 林、甘肃、山东、福建、浙江、江西、广西等地用根及 根茎,其他各地大多用带根全草.近年来已有关于 徐长卿挥发油化学成分研究的报道 J,但多是采 用标准质谱库定性,未结合程序升温保留指数辅 助定性 。 .本文采用GC.MS联用技术结合程序 升温保留指数分析不同药用部位的徐长卿的挥发 油成分,以期为该药材资源的使用、临床用药及药 理药效研究提供基础数据. 1程序升温保留指数 色谱法最基本的定性指标是组分在色谱柱内 滞留的时间即保留时间,但是保留时间易受实验条 件的影响,而在使用相对保留值时,其数值亦随标 准物的不同而不同,因此单纯依靠保留时间和保留 值进行定性分析是比较困难的.恒温保留指数是气 相色谱定性分析中一个相对稳定的参数,由 KovOts¨9 于1958年提出,其计算方法见公式(1). log Xi- lo gX ̄,=l00× +z (1) 其中,,为KovOts保留指数, 、 +,和 分别为 z、z+1的正构烷烃标样及目标成分的气相相对保 留时间. KovOts指数是在色谱柱柱温恒定的条件下提 出的保留指数计算公式,但天然植物是内含化学成 分十分复杂的体系,需要在程序升温的条件下进行 色谱分析.显然,恒温保留指数并不适于程序升温 的分析条件.因此,为克服恒温保留指数的不足和 满足程序升温条件下的定性要求,1963年Van den Dool和Kratz_1。。提出了用来计算线性程序升温保 留指数(Temperature-programmed retention indices, PTRIs)的方程,其计算方法见公式(2). _100n+loo( )(2) 其中, 表示待分析化合物的程序升温保留指数,n 和n+1表示碳原子数,t 、t 分别表示具有n和 rt+1个碳原子的正构烷烃的保留时间,t 表示待分 析化合物的保留时间,且tx在t 、t +。二者之间. 在GC/MS分析中Richmond认为¨ ”j,对于 某一特定的毛细管柱来说,只要其固定相固定不 变,, 的重现性是很高的.而只要色谱工作变量, 如载体、流速、薄膜厚度、线性温度程序速率是标 准的,该毛细管柱的固定相就确定了.对于那些质 谱十分相似的化合物来说,直接在质谱库中进行 质谱搜索和比对,是难以进行定性分析的,但由于 它们具有不同的保留时间,具有不同的保留指数, 据此可确认并得出其定性结果.在环境样品、生物 样品,特别是复杂的中药样本的定性分析中,有许 多同分异构体存在,其质谱十分相似,因此,在确 定它们的结构时,可将其气相色谱保留指数和质 谱相结合,提高定性分析的准确性. 2实验 2.1仪器、试剂与材料 Shimadzu2010A型气相色谱一QP2010型质谱 联用仪(GC.MS)、岛津质谱工作站,NIST107质谱 库(均为日本岛津公司产品);挥发油提取器;自 动双重纯水蒸馏器,型号:D1810C,上海申生科技 有限公司合作出品;正构烷烃标准溶液(C8一C20, No.04070;C21一C40,No.04071)购于Fluka Chemika 公司;正己烷;无水硫酸钠;二次蒸馏水;徐长卿干 燥全草采自山东平邑,经中南大学刘向前教授 鉴定. 2.2挥发油提取 将徐长卿全草药材事先置于40 ̄C烘箱中烘 4 h,然后切成地下和地上两部分,粉碎.称取地上 和地下部分药材各50 g,分别置于1 000 mL圆底 烧瓶中,再加入500 mL蒸馏水,浸泡2 h,按中华 人民共和国药典(2000年版)挥发油测定法提取 5 hl14].正己烷作为溶解溶剂,收集挥发油.样品 用无水硫酸钠干燥后移取到样品瓶中,密封,保存 于4℃冰箱,备用. 2.3挥发油的测定条件 色谱条件:色谱柱为DB.1熔融石英毛细管柱 (30 m×0.25 mm id,film thickness 0.25 m;Ag— ilent J&W scientiifc,Folsom,CA,USA);载气He; 流速为1.0 mL/min,柱流量1.0 mL/min;进样口 温度250 ̄C;进样量为1 L,分流比为1:10;采用 程序升温,初始温度为50 ̄C,保留2 min,然后以 南华大学学报(自然科学版) 2011年6月 4℃/min的速率升至250℃,保留3 min. 准确的,舍弃;保留时间为33.837 min的色谱峰,在 质谱条件:电子轰击(EI)离子源,电子能量 70 eV;离子源温度为200oC;检测电压为0.8 kV; NIST05质谱库中检索时,相似度为94%的化合物 有三个,它们分别为Tetradecanal十四醛、Pentade. canal十五醛和Tfidecyl ̄dehyde十三烷基醛,文献 全扫描模式,扫描范围为35~500 amu;扫描速率 为0.2 scans/s;溶剂切除时间为2.5 min. 2.4数据分析 报导它们的程序升温保留指数分别为1592、1717 和1503,而实验计算出来的1693,显然与实验值接 近且可靠的文献值为1717,因此将该色谱峰定性为 十五醛Pentadecan ̄. 数据分析在ThinkPad R400电脑上进行,所 分辨的质谱在NIST05标准质谱库中检索.根据公 式(2)计算程序升温保留指数,以辅助定性分析. 本文中色谱峰的定性都与类似上述色谱峰的 3结果与讨论 定性分析类似,所得结果如表1.徐长卿地下和地 上部分的挥发油成分中分别分离出21和29个色 3.1挥发油成分的定性分析 谱峰,分别定性出15和22种化合物,共有化合物 中药挥发油所含成分复杂.不同药用部位的 9种.与文献 比较,正己醛,2一正戊基呋喃,反一 徐长卿挥发油成分亦是如此.本文采用标准 2一(2.戊烯基)呋喃,芳樟醇,邻羟基苯乙酮,1.甲 NIST05质谱库对各组分进行质谱定性检索(质谱 氧基-4.丙烯基一苯,丁香酚,大马士酮, .愈创木 相似度大于90%),然后根据公式(2)计算各色谱 烯,p.紫罗酮, .布藜烯等均为首次从徐长卿挥发 峰的程序升温保留指数,再与文献数据 比较 油成分中鉴定出来的化合物,这可能与样品的生 (实验值与文献值的差在40以内,视为可靠),进 长环境、采收季节、炮制工艺等因素有关. 行定性分析,得到组分定性结果. 3.2挥发油成分的定量分析 在徐长卿地上部分的挥发油总离子流图中(见 通过GC/MS化学工作站数据处理系统,按峰 图1),保留时间为6.078 min的色谱峰,在NIST05 面积归一化法确定各组分在挥发性物质中的相对 质谱库中检索为n-Hexyl formate,质谱相似度为 含量,结果见表1(所有物质按照保留指数增大的 94%,程序升温保留指数的实验值和文献值分别为 顺序,即色谱峰流出顺序列入该表).徐长卿地下 850和927,二者相差77,而本文中保留指数的门槛 和地上部分挥发油的定性组分含量分别占总含量 值设定为4(】,因此视为定性为n.Hexyl formate是不 的99.64%和96.51%. ×106 }黑 .地上部分; 红: 下部 信5.0 号 强 度2.5 邻羟基} 苯乙酮 7 丹皮酚 十五醛 l I。 I: I L 保留时间/min 图1 不同部位的徐长卿挥发油的GC/MS总离子流图 Fig.1 TICs of volatile otis from different parts of Cynanchum paniculatum 3.3挥发油成分的比较分析 乙酸冰片酯、 一布藜烯和L.抗坏血酸_2,6一二棕榈 1)共有组分分析 酸酯等6种化合物. 由表1可见,徐长卿地下和地上部位的挥发 2)特有组分分析 油成分复杂,不同组分含量不同.二者主要的挥发 徐长卿地下和地上部位的挥发油成分中除二 油成分是丹皮酚和邻羟基苯乙酮,其中,丹皮酚的 者共有组分外,还有各自的组分.4.甲基.3一戊烯一 含量分别为88.45%和66.30%,邻羟基苯乙酮的 1一醇,(S)一3-Ethyl-4-methylpentanol,左旋樟脑,反 含量分别为8.89%和16.99%.此外,共有成分还 式一2.壬醛,2一丁基-2-辛烯醛,亚油酸甲酯,亚油酸 有正己醛、2一正戊基呋喃、1一甲氧基4.丙烯基一苯、 和油酸等8种化合物只存在于地下部位的挥发油 第25卷第2期 徐小娜等:Gc—Ms联用技术分析徐长卿挥发性化学成分 成分中;2.Hexenal,反_2一(2-戊烯基)呋喃,芳樟 基)_l5.异氰酸苯酯-1一环己烯,石竹素,十五醛,6, 醇,丁香酚,大马士酮,石竹烯,(Z)一香叶基丙酮, 10,14一三甲基-2一十五烷酮和植醇等14种化合物 -愈创木,B一紫罗酮烯,3-(1,5-二甲基4一己烯 只存在于地上部位的挥发油成分中. 表1不同药用部位的徐长卿的挥发油成分 Table 1 Results of qualitative and quantitative of the essential oils from diferent parts of Cynanchum paniculatum 相对百分含量/% 保留指数 序号 化学名称 分子式 地上部分地下部分 实验值 文献值 一:表示未检测到该化合物 3)生物活性成分分析 石竹烯有平喘、镇咳、祛痰、杀菌、消毒作用_2 ;亚 徐长卿挥发油成分中含有不少具有药理活性 油酸可使胆固醇脂化,抑制动脉血栓的形成,并对 的物质.例如,丹皮酚具有安神、止痛、解热、抗菌、 维持机体细胞膜功能起重要作用 j. 抗高血压、抗肿瘤等显著的药理作用 驯;樟脑 3.4关于徐长卿的药用部位 有中枢兴奋作用和轻度祛疾作用,可增进局部血 历代药典规定¨ ,徐长卿的药用部位为根及 液循环 2 ;丁香酚具有抑菌、麻醉、解热、抗氧化、 根茎,但许多地方多以全草人药.因丹皮酚具有安 抗肿瘤、促进透皮吸收、祛蚊等多种药理活性 ; 神、止痛、解热、抗菌、抗高血压、抗肿瘤等显著的药 88 南华大学学报(自然科学版) 2011年6月 理作用¨ ,故它在很大程度上代表着徐长卿的临 床疗效,被认为是该药材最主要的药效成分,并被 作为药材质量控制指标.本研究结果显示,丹皮酚 在徐长卿地下部位挥发油中的含量显著高于其在 地上部位挥发油中的含量,这与前人报道的结果相 一致 .因此,建议采用徐长卿药材的地下部分 (根与根茎)入药,地上部分(茎和叶)虽然含有丹 皮酚,但含量低,可作为丹皮酚的提取原料. 4结论 采用GC.MS联用技术结合程序升温保留指 数对不同部位的徐长卿挥发油成分进行分析,发 现二者的挥发性成分主要是丹皮酚和邻羟基苯乙 酮,且此两种化合物在不同部位的徐长卿挥发油 中的含量相差较大.与文献 比较,邻羟基苯乙 酮、丁香酚、大马士酮、Ot.愈创木烯等多种物质均 为首次从该药材的挥发油成分中鉴定出来的新化 合物.本研究可为徐长卿植物药资源的利用,临床 用药以及活性成分的研究提供参考. 参考文献: [1]国家药典委员会编.中华人民共和国药典:一部[M]. 北京:化学工业出版社,2000:235. 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