固相微萃取-气相色谱质谱法 分析灯盏花中挥发油组分

    许慧 高新国 李磊 刘兰畦 张冲

    

    

    

    摘 ?????要： 建立了固相微萃取-气相色谱质谱法分析灯盏花中挥发油组分的方法。通过该方法共鉴定出了64种组分，包括33种烃类、9种酮类、8种芳香族类、4种醇类、3种醛类、3种醚类、2种酚类和2种酸类;并通过面积归一化法对其相对含量进行了测定，鉴定出的组分占灯盏花挥发油成分总峰面积的91.34%。

    关 ?键 ?词：固相微萃取;灯盏花;挥发油;气相色譜质谱法

    中图分类号：O657. 63 ??????文献标识码： A ??????文章编号： 1671-0460（2019）06-1354-04

    Abstract： A solid phase microextraction-gas chromatography tandem mass spectrometry （SPME/GCMS） method was established for the determination of essential oil components in breviscapus. 64 Chemical components were identified by this method， including 33 hydrocarbons， 9 ketones， 8 aromatics， 4 alcohols， 3 aldehydes， 3 ethers， 2 phenols and 2 kinds of acids. And the relative content was determined by peak area normalization method. The results indicated that identified components accounted for 91.34% of the total peak area of the chemical constitutes from Erigeron breviscapus.

    Key words： Solid phase microextraction; Erigeron breviscapus; Essential oil; Gas chromatography tandem mass spectrometry

    灯盏花是菊科植物短葶飞蓬 （Erigeron breviscapus） 的全草，又名灯盏细辛、东菊[1]。灯盏花主要生长在我国的云南、广西、四川、贵州、西藏等高海拔地区。随着现代中医药行业的发展，人们对其进行了大规模开采，因此，野生灯盏花已经变得十分罕见了。明朝时期中医药学著作《滇南本草》中对灯盏花进行了首次记载。灯盏花性寒、微苦、甘温辛，具有散寒解表、祛风除湿、活血化瘀、通经活络、消炎止痛等功效[2]。目前，灯盏花在临床上主要用于心脑血管疾病、糖尿病、肾病和颈性眩晕等疾病的治疗。

    近年来，对灯盏花的研究报道主要集中在灯盏花素的提纯制备和临床研究上，而对灯盏花中其他类化学成分的研究相对较少。黄洪波等[3]从灯盏花的乙酸乙酯提取物中分离出了芹菜素、山奈酚、对羟基苯甲酸、羟基黄芩素、4-二羟基苯甲酸、槲皮素和木犀草素共7种化学成分，其中山奈酚和槲皮素为首次从灯盏花中分离出来。张卫东等[4，5]从灯盏花中提取出了3-羟基-4-吡喃酮、6-甲氧基-7-羟基香豆素、6-羟基-7-甲氧基香豆素、（E）-1-（3，4-二羟苯基）丙烯酸乙酯等成分;随后又从灯盏花的乙醇提取液中分离出了5种黄酮类化合物。

    固相微萃取技术[6] （Solid phase microextraction， SPME） 是由加拿大滑铁卢大学的Pawliszyn及其同事Arthur共同提出的一种样品前处理技术，起初主要应用于环境化学的分析，后来经过不断深入的研究，该技术在食品、药品、临床医学等各个领域得到的广泛的应用[7]。该技术集采样、萃取、浓缩、解析、进样于一体，并且无需有机溶剂，分析周期短，灵敏度高，是一种分析中草药中挥发油成分的有力手段。本文，作者利用固相微萃取技术对灯盏花中的挥发油成分进行了定性分析。

    1 ?仪器与材料

    Agilent 7890A-5973N GCMS气相色谱-质谱联用仪（美国安捷伦公司）;AL104型天平（编号B214827316，梅特勒-托利多仪器上海有限公司）;KQ-250B型超声清洗器（昆山市超声仪器有限公司）;100～1 000 μL移液器（编号429358A，德国艾本德公司）。SPME手动进样手柄、CAR/DVB/PDMS （50 μm）、PDMS （100 μm）、PDMS/DVB （65 μm）、PA （85 μm） 固相微萃取头（美国Superlco）。

    2 ?方法与条件

    2.1 ?气相色谱分析条件

    气相色谱条件：色谱柱为HP-5 ms （30 m×250 ?m×0.25 ?m），柱箱升温程序为：初始温度50 °C，保持1 min，以5 °C/min升至220 °C保持6 min，再以每分钟10 °C升至260 °C保持15 min。进样口温度280 °C。采用脉冲不分流进样模式。载气使用高纯氦气，流速为1.0 mL/min。

    2.2 ?质谱条件

    离子源为电子电离源 （Electronic Ionization Source， EI），电离能量为70 eV，离子源温度为230 °C，质量分析器温度为150 °C，传输线温度为290 °C。扫描模式：全扫描 （Full Scan）;扫描范围29-600 m/z。目标化合物匹配指纹库为NIST2010。

    2.3 ?样品处理

    称取1 g粉碎后的灯盏花粉末，置于20 mL顶空瓶中，加入2 mL超纯水，压盖密封。将固相微萃取头组装到固相微萃取手柄上，并将其插入到密封好的顶空瓶中。90 ℃顶空萃取40 min后取出，立即转移至气相色谱进样口进行解析，解析温度为280 ℃，解析时间为5 min。

    3 ?结果与讨论

    3.1 ?固相微萃取纖维的选择

    作者分别采用CAR/DVB/PDMS （50 μm）、PDMS （100 μm）、PDMS/DVB （65 μm）、PA （85 μm） 四种固相微萃取纤维对灯盏花样品中的挥发油组分进行定性分析;并以每种萃取纤维提取出来的挥发油目标组分数目为依据，对四种萃取纤维的萃取能力进行对比，根据其提取的组分数，选择最优的萃取纤维。结果如表1所示。

    从表中结果看出，CAR/DVB/PDMS （50 μm） 萃取纤维共分析出64种化合物，数目最多，且色谱峰分离良好，峰形对称（见图1）。因此，本次工作选用CAR/DVB/PDMS （50 μm） 来萃取灯盏花中的挥发油组分。

    3.2 ?挥发油成分分析

    将样品谱图与NIST指纹库进行比对，一共鉴定出了64种化合物。经过面积归一化分析，所有鉴定出来的化合物占所有色谱峰总面积的91.34%。鉴定出的化学组分信息均在表2中列出。

    在灯盏花挥发油成分中，共鉴定出64种化合物，包括33种烃类、9种酮类、8种芳香族类、4种醇类、3种醛类、3种醚类、2种酚类和2种酸类。各个种类化合物所占比例见表3。

    其中，烃类所占比例最高，为72.27%，其次为芳香类化合物，占19.07%，其余几类化合物占比均小于3%。其中，所鉴定出来的烃类主要有α-蒎烯、β-蒎烯、1-甲基（1-甲基乙烯基）环己烯、β-橄榄烯、α-古芸烯、莰烯、荜澄茄油烯、9-甲基四环[7.3.1.0（2.7）.1（7.11）]十四烷、反式石竹烯、α-芹子烯、双环倍半萜烯、香柠檬烯、律草烯、姜黄烯、瑟林烯、γ-依兰油烯、γ-芹子烯、α-木榄烯、正十五烷、β-甜没药烯、δ-杜松烯、去氢白菖烯、β-倍半水芹烯、α-菖蒲烯、正十六烷、喇叭烯、7，9-二甲基-十六烷、2-甲基-十六烷、愈创蓝油烃、正十七烷、姥鲛烷、植烷等33种化合物。鉴定出的挥发油组分中，相对含量在5%以上的化合物有β-蒎烯（9.60%），α-古芸烯（6.86%），9-甲基四环[7.3.1.0（2.7）.1（7.11）]十四烷（14.56%），β-甜没药烯（9.18%），β-倍半水芹烯（9.85%）。

    4 ?结束语

    目前，对于灯盏花各类化学组分的研究相对较多，且比较全面，但是对于灯盏花的药物代谢动力学研究相对较少，弄清楚灯盏花中含有的各类化学组分将对灯盏花的临床研究大有裨益。本文中，作者采用固相微萃取-气相色谱质谱法对中药药材灯盏花中的挥发油组分进行了分析，共鉴定出了64种化合物，其相对含量占灯盏花挥发油总量的91.3%。其鉴定出的主要成分为β-蒎烯（9.60%），α-古芸烯（6.86%），9-甲基四环[7.3.1.0（2.7）.1（7.11）]十四烷（14.56%），β-甜没药烯（9.18%），β-倍半水芹烯（9.85%）等烯烃组分。因此，采用固相微萃取-气相色谱质谱法对灯盏花中的挥发性有机化合物的分析效果良好，有望实现对灯盏花等中药药材的挥发油成分的快速分析。

    参考文献：

    [1]刘宏， 杨祥良， 徐辉碧. 灯盏花的研究进展[J]. 中草药， 2001， 33（1）：566-568.

    [2] 张红祥， 杨和金， 包广雷， 黄加文， 李艳. 灯盏花素主要药效学研究进展[J]. 云南中医中药杂志， 2016， 37：75-78.

    [3] 黄洪波， 包文芳， 杨芳芳， 贾英， 李康. 灯盏花的化学成分研究[J]. 沈阳药科大学学报， 2001， 18：266-267.

    [4] 张卫东， 孔德云， 李惠廷， 顾正兵， 秦路平. 灯盏花的化学成分研究（I）[J]. 中国医药工业杂志， 1998， 11：498-500.

    [5] 张卫东， 陈万生， 王永红， 刘文墉， 孔德云， 李惠廷.灯盏花黄酮类化学成分的研究[J]. 中国中药杂志， 2000， 25：536-537.

    [6] C.L. Arthur， J. Pawliszyn.Solid Phase Microextraction with Thermal Desorption Using Fused Silica Optical Fibers[J]. J. Anal. Chem.， 1990， 62：2145-2148.

    [7] 张来新， 找卫星. 现代有机分析在中药检测食物分析和手性识别的应用[J]. 当代化工， 2011， 40：1297-1299.