姜黃飲片揮發油的GC-MS特征成分及指紋圖譜研究

張桂芝， 張 立，2， 孟慶華

（1.徐州師范大學化學化工學院，江蘇徐州221116；2.中國徐州煤炭地質勘探研究所，江蘇徐州 221006）

姜黃飲片揮發油的GC-MS特征成分及指紋圖譜研究

張桂芝1， 張 立1，2， 孟慶華1

（1.徐州師范大學化學化工學院，江蘇徐州221116；2.中國徐州煤炭地質勘探研究所，江蘇徐州 221006）

姜黃飲片；揮發油；氣相色譜-質譜法；特征成分；指紋圖譜

目的：研究姜黃飲片揮發油的特征成分和指紋圖譜，作為評價姜黃飲片的內在質量的方法。方法：用水蒸氣蒸餾法提取10批樣品的揮發油后，采用氣相色譜-質譜法分析揮發油的特征性成分，然后利用Excel 2003建立姜黃揮發油的色譜指紋圖譜的共有模式。結果：10批樣品揮發油的27種特征成分均為芳香黃酮、姜黃酮、姜黃新酮、α-姜黃烯、姜烯、β-倍半水芹烯等，這27種成分的相對含量共約占揮發油總成分的88.8%～94.9%。其保留時間和峰面積形成了特征性指紋圖譜。結論：該研究方法和所獲得的指紋圖譜具有較好的重復性，可作為姜黃飲片的鑒定和內在質量評價依據。

姜黃為姜科植物姜黃Curcuma longa L.的干燥根莖［1］。姜黃中含有的揮發油具有抗癌、抗菌等藥理作用［2］，姜黃揮發油的氣相色譜-質譜（GC-MS）分析已有文獻報道［3-5］，但有關姜黃飲片揮發油特征成分指紋圖譜的研究作者未見報道。我們采用GC-MS法分析了不同地區藥店的10批姜黃飲片揮發油（以下簡稱姜黃油）的化學成分和指紋圖譜，發現姜黃油中均含有芳香黃酮、姜黃酮、姜黃新酮、α-姜黃烯、姜烯、β-倍半水芹烯等27種主要特征性成分，且它們的出峰次序及峰面積具有較強的特征性，故以這10批樣品的27種特征成分建立了姜黃油特有的指紋圖譜。

1 實驗材料

1.1 樣品 姜黃樣品1（徐州恩華藥店），2（徐州東站某藥店），3（南京市某藥店），4（徐州民主南路藥店），5（南京建軍藥店），6（南京九天藥店），7（泰興市萬資生藥店），8（揚州大德生藥店），9（江蘇先聲連鎖藥店），10號（南京金陵大藥房）均由張桂芝主任中藥師鑒定為姜黃Curcuma Longa L.。

1.2 儀器與試劑 GC-MS氣相色譜-質譜聯用儀（美國安捷倫公司）；NIST（98）質譜庫。乙醚（南京化學試劑有限公司，批號：051111045）為分析純。

2 方法與結果

2.1 供試品溶液的制備 分別取姜黃樣品粗粉約90 g，稱定重量，按文獻［1］附錄ⅩD揮發油測定法中的甲法提取5 h，收集乳狀餾出液用乙醚萃取兩次，合并乙醚液，加入無水硫酸鈉適量干燥1 h后，取上清液揮盡乙醚，得淡黃色揮發油。10批姜黃油的含量在2.2% ～4.0%（mL/g）。分別移取各揮發油0.2 mL置于10 mL量瓶中，加乙醚定容，作為供試液，備用。

2.2 GC-MS測定條件 Agilent氣相色譜柱（HP-5MS，弱極性，30 m ×0.25 mm，0.1 μm）；載氣（高純氦氣）流速 1.0 mL/min；進樣口溫度280℃，分流比50∶1。初始柱溫70℃，以10℃/min升至250℃，維持5 min。離子源EI，電離能量70 ev，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，掃描質量范圍為30～550 amu。

2.3 精密度測定 精密吸取同一樣品（7號）供試液各2 μL，分別連續進樣5次。結果27個峰面積較大的共有峰相對保留時間的RSD為0.00% ～0.04%，相對峰面積的RSD為2.03% ～4.78%。表明精密度良好。

2.4 穩定性試驗 精密吸取同一樣品（7號）供試液各2 μL，分別于0，2，4，8，24 h 進樣。結果 18 個共有峰的相對保留時間 RSD為0.01% ～0.05%，相對峰面積的 RSD為2.15%～4.89%。表明供試品溶液在24 h內測定指紋圖譜是穩定的。

2.5 重復性試驗 分別取同一樣品（7號）的6份平行供試液2 μL，進樣測定。27個共有峰相對保留時間的RSD為0.00%～0.08%，指紋圖譜與共有模式的相似度（相關系數法）分別為0.998 2、0.999 0、0.999 5、0.999 6、0.995 5，均大于0.995，符合指紋圖譜要求。

2.6 共有特征性成分指紋峰的確定［6-8］按2.1項方法制備10批姜黃飲片供試液，按2.2項條件取供試液2 μL進樣測定，得總離子流色譜圖（TIC，如圖1～圖3），經計算機質譜庫檢索，結合人工解析，各樣品分別鑒定出48～61種化學成分，以峰面積歸一化法計算各成分的相對含量。比較各樣品的GC-MS分析結果，發現10批樣品中存在38個共有化學成分，其中有27種特征成分（見表1）的峰面積較大，相對含量共約占揮發油總成分的88.8%～94.9%，且與計算機譜庫中貯存化合物的匹配度多大于90%；而其它多種成分的峰面積較小，相對含量共占5.1% ～11.2%，且匹配度多小于80%或難以準確鑒定。故確定上述27種共有成分的色譜峰作為特征性成分指紋峰。以基線分離度良好的11號峰（β-倍半水芹烯）為自身內標，指定各樣品中β-倍半水芹烯參照峰（S）的相對保留時間和峰面積值為1，計算10批樣品中特征性成分的相對保留時間（RTR）和相對標準偏差（RSD%）；相對峰面積與共有模式（即均值）的相似度及RSD%，結果見表1～表2。

圖1 樣品1揮發油的TIC圖Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile oil from sample No.1

圖2 樣品5號揮發油的TIC圖Fig.2 Total ion current chromatogram of volatile oil from sample No.5

3 討論

3.1 本實驗所采用的升溫程序使10批姜黃油的48～61個色譜峰均在15 min內出完，在該條件下所獲得的TIC圖中，除代表芳姜黃酮、姜黃酮2個特征成分的峰未達基線分離外，其它化學成分色譜峰的分離度均良好（與文獻［3］中初始柱溫100℃的升溫程序所得TIC圖譜及分析結果相近）。它們的保留時間和峰豐度極具規律性，形成了姜黃油獨特的GC-MS指紋圖譜。本文重點分析最能代表姜黃油特征的27種化學成分，體現了簡便快速、實用性強的特點。

圖3 樣品7號揮發油的TIC圖Fig.3 Total ion current chromatogram of volatile oil from sample No.7

3.2 以這27種特征成分為主的姜黃油指紋圖譜（如樣品1）可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區，Ⅰ區特征峰有1～7號峰，此區峰較為尖銳、矮小且排列稀疏；Ⅱ區特征峰有8～11號峰，除10號峰較低外，其它峰均較高，形成了“二高夾一低”的指紋特征；Ⅲ區特征峰有12～20號峰，峰均寬鈍、矮小且密集；Ⅳ區特征峰21～27號峰，前3個峰高，后4個峰低，形成了“三高四低”的指紋特征。

表1 10批姜黃揮發油特征峰的相對保留時間（RTR）Tab.1 Relative retention time（RTR）of characteristic peaks of essential oils from processed Rhizoma curcumae longae No.1-10

表2 10批姜黃揮發油特征成分峰的相對峰面積和相似度比較Tab.2 Compare in peak match and relative peak area of characteristic components of essential oils from processed Rhizome curcumae longae No.1-10

3.3 由于我們的GC-MS色譜工作站所獲得的數據與多種相似度評價系統均不兼容。故利用Excel工作表fx及數據分析程序，分別采用夾角余弦法和相似系數法［7］，計算27個特征成分的RTR、相對峰面積與指紋圖譜共有模式的相似度。由表2可看出：這兩種計算方法的相似度結果相近；10批樣品的相對峰面積和之均值為11.2，除樣品5號為6.0（最小），差異－46.4%，樣品6號為 +14.9（最大），差異為+33.0%外，其它8個樣品均在9.4～14.2之間，差異在－16.1% ～26.8%。表明樣品5為離群樣本。

此外，我們還選擇姜黃油中38個共有化學成分的相對峰面積按上法計算指紋圖譜的相似度，結果夾角余弦法除5號樣品的相似度為0.815外，其它樣品均在0.926～0.998；相似系數法除 5號、6號、8號樣品分別為0.677、0.932、0.894外，其它樣品均在0.943～0.996。此結果與表2中27個特征成分的結果相近。表明僅選擇相對含量較大的少數特征成分峰建立指紋圖譜是可行的。

4 結論

該實驗所采用的GC-MS分析姜黃油特征成分及指紋圖譜的方法精密度、穩定性和重復性均良好，所建立的GC-MS特征成分指紋圖譜可作為姜黃飲片質量控制和鑒定的依據。

［1］中國藥典［S］.一部，2005：186-186.

［2］肖培根.新編中藥志［M］.第1卷.北京：化學工業出版社，2002：740-743.

［3］劉紅星，陳福北，黃初升.廣西姜黃揮發油兩種提取方法的比較研究［J］.廣西植物，2007，27（5）：796-800.

［4］方洪壯，任淑清，沈德鳳.姜黃與片姜黃揮發油色譜指紋圖譜的比較［J］.中藥材，2006，29（11）：1179-1182.

［5］張 萍，張桂芝，樊晴月，等.GC-MS法分析姜黃飲片揮發油的特征性化學成分［J］.現代中藥研究與實踐，2008，22（3）：41-44.

［6］魏 剛，李 薇，徐鴻華.GC-MS建立石牌廣藿香揮發油指紋圖譜方法學研究［J］.中成藥，2003，25（2）：90-94.

［7］謝培山.中藥色譜指紋圖譜［M］.北京：人民衛生出版社，2004：468-496.

［8］張翠英，李振國，王青曉.白芷飲片HPLC指紋圖譜的研究［J］.中藥材，2007，30（11）：1374-1378.

GC-MS characteristic components and fingerprint of essential oils of processed Rhizoma curcumae longae

ZHANG Gui-zhi1， ZHANG Li1，2， MENG Qing-hua1
（1.School of Chemistry and Chemical Engineering，Xuzhou Normal University，Xuzhou 221116，Jiangsu，China；2.Xuzhou Testing Center of China Coal Geology Bureau，Xuzhou 221006，Jiangsu，China）

processed Rhizoma curcumae longae；essential oils；GC-MS；characteristic components；fingerprint

AIM：To study characteristic components and fingerprint of the essential oils of processed Rhizoma curcumae longae，and further use as one of evaluation of quality control.METHODS：The essential oils were extracted by steam distillation from ten batches of samples，and the characteristic components of the essential oils were analysed by GC-MS.And then mutual fingerprint of the characteristic components was established by Microsoft Office Excel 2003.RESULTS：Twenty-seven characteristic components of essential oil consisted of Ar-turmerone，Tumerone，Curlone，α-Curcumene，α-Zingiberene，β-Sesquiphellandrene and their derivatives，which were compose of about 88.8%～94.9%of the total essential oil.The retention time and peak area of the components appeared the characteristic fingerprint.CONCLUSION：The method and the fingerprint have a good reproducibility，and can be used to identify and evaluate the quality of processed Rhizome curcumae longae.

R284.1

A

1001-1528（2010）07-1092-04

2009-06-12

江蘇省教育廳項目（07KJD360211）；江蘇省教育科學“十一五”規劃項目（D/2008/01/180）

張桂芝（1955－），女，主任中藥師，教授，主要從事中藥鑒定、中藥揮發油的化學成分及指紋圖譜研究。Tel：（0516）83898800 E-mail：zgz712@163.com

book=7,ebook=194