頂空液液萃取—?dú)庀嗌V—質(zhì)譜法用于白術(shù)揮發(fā)性成分的分析

摘要：采用高溫頂空液相萃取再轉(zhuǎn)移的方法，對(duì)中藥白術(shù)中揮發(fā)性成分進(jìn)行萃取分離富集，采用頂空液液萃取氣相色譜質(zhì)譜（LPLPEGM）聯(lián)用法進(jìn)行測(cè)定，并與傳統(tǒng)水蒸汽蒸餾法（）提取的揮發(fā)性成分進(jìn)行對(duì)比。對(duì)各種測(cè)定條件和影響因素進(jìn)行了考察，最佳萃取條件為：1mLPEG為高溫萃取劑，樣品用量12g，萃取溫度12℃，萃取時(shí)間6min，再將萃取劑用1mL正己烷進(jìn)行反萃取后進(jìn)行GM分析；采用LPLPEGM鑒定了個(gè)組分，占總組分含

量918%；鑒定了1個(gè)組分，占總組分含量9712%。兩種方法共同檢測(cè)到的組分有29個(gè)，均以蒼術(shù)酮（Atractylone）含量最高。結(jié)果表明，兩種方法所提取的組分基本相同，可用于白術(shù)揮發(fā)性成分的測(cè)定。

關(guān)鍵詞：頂空液液萃取；氣相色譜質(zhì)譜；揮發(fā)性成分；白術(shù)；分離富集

1引言

揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatileorganiccompounds，VOs）常用提取法有水蒸汽蒸餾（）、

超聲萃取（UE）、微波輔助萃取（MAE）、超臨界流體萃取（E）、固相微萃取（PME）等。上述方法均存在一些缺點(diǎn)，如法提取時(shí)間長(zhǎng)，揮發(fā)油中只能提取到油溶性成分；PME

法萃取頭易碎、壽命短，成本較高，多次使用存在交叉污染等問(wèn)題。頂空液相微萃取（LPME）

是近年發(fā)展的一種溶劑用量少、裝置簡(jiǎn)單、靈敏度較高的樣品前處理方法。但也存在萃取劑多為

低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，液滴體積小，不易操作，易揮發(fā)甚至掉落[7]，不易高溫萃取，萃取時(shí)間短等缺點(diǎn)。為克服LPME的缺陷，本研究在其基礎(chǔ)上建立了一種分析揮發(fā)性成分的新型前處理方法

——頂空液相萃取再轉(zhuǎn)移分離富集氣相色譜質(zhì)譜法，簡(jiǎn)稱頂空液液萃取（eadspaceliquidphase

liquidphaseextractionLPLPE）分離富集GM測(cè)定法。采用不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)試劑聚乙二

醇（PEG）作為高溫萃取劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)溶劑，可極大地提高萃取溫度和延長(zhǎng)萃取時(shí)間；摒棄

單滴懸掛的方式，加大萃取劑的用量，有效避免了液滴不穩(wěn)定易脫落揮發(fā)等問(wèn)題；擴(kuò)大了樣品與

高溫萃取劑之間的頂空交換面積，提高了萃取效率；用傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑對(duì)PEG層進(jìn)行反萃取，將

反萃取液進(jìn)行GM分析。利用所建立的LPLPEGM測(cè)定了白術(shù)中揮發(fā)性成分。本方法

具有操作簡(jiǎn)單，快速，成本低，有機(jī)溶劑和樣品用量少等特點(diǎn)，并有效克服了LPME液滴本

身易揮發(fā)跌落等問(wèn)題，同時(shí)提高了相對(duì)油相中水溶性物質(zhì)的靈敏度。

2實(shí)驗(yàn)部分

21儀器與試劑

G689NM97N氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent公司）；GZX97ME電熱恒溫

鼓風(fēng)干燥箱（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司）；QE1高速中藥粉碎機(jī)（武義縣屹立工具有限公司）；

頂空萃取瓶（6mm×mm）；頂空收集瓶（2mm×8mm，自制）。

聚乙二醇（PEG）2、、6、8，上海化學(xué)試劑廠；乙酸乙酯、丙酮、

正己烷等均為分析純。白術(shù)（產(chǎn)自浙江）。

22色譜質(zhì)譜條件

PM色譜柱（m×2mm×2μm）；高純氦（99999%）流速：8mLmin；進(jìn)樣口溫

度：2℃；程序升溫：初溫8℃，以℃min升至16℃，保持min；再以8℃min升至2℃，保持min。質(zhì)譜條件：EI離子源；電子轟擊能量：7eV；倍增電壓：129V；離子源溫度：2℃；接口溫度：28℃；質(zhì)量掃描范圍：～amu；溶劑延遲：min。

2實(shí)驗(yàn)方法

21頂空液液萃取取12g白術(shù)樣品（12目）置于頂空萃取瓶底部四周，取1mLPEG于頂空收集瓶?jī)?nèi)，置于萃取瓶中央，蓋緊瓶蓋，放入12℃恒溫箱內(nèi)萃取6min，用1mL正己烷反萃取頂空收集瓶?jī)?nèi)的萃取劑，振蕩混合再靜置，待其分層后，吸取上層正己烷1μL進(jìn)行GM分析。

22水蒸汽蒸餾

取g白術(shù)粗粉用揮發(fā)油提取器按常規(guī)水蒸汽蒸餾法提取6h，揮發(fā)油經(jīng)無(wú)水Na2O干燥，

收油率為11%，精密稱取揮發(fā)油mg，用正己烷稀釋倍。吸取1μL進(jìn)行GM分析。

結(jié)果與討論

1頂空液液萃取分離富集裝置

頂空液液萃取裝置與操作步驟如圖1所示。將中藥粉末置于頂空萃取瓶底部四周，再將盛有

特定萃取劑的頂空收集瓶置于頂空萃取瓶中央，適當(dāng)加大萃取劑的用量和增加萃取劑液的氣液接

觸面，有利于萃取盡快達(dá)到平衡和提高效率。為避免揮發(fā)物的損失，頂空萃取瓶采用磨口塞適當(dāng)

密閉，并留有微氣路以便加熱時(shí)氣體膨脹泄壓，頂空萃取瓶整體置于恒溫箱中。經(jīng)一定時(shí)間恒溫

萃取，用傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑對(duì)高溫萃取劑中的富集物進(jìn)行反萃取，振蕩?kù)o置分層后，吸取上層待測(cè)

物進(jìn)行GM分析。

2頂空液液萃取條件的優(yōu)化

21高溫萃取劑的選擇高溫萃取劑應(yīng)在較高溫度下本身不易揮發(fā)而又具有一定萃取能力的液體，經(jīng)選擇以PEG較合

適。PEG沸點(diǎn)高達(dá)2℃，蒸氣壓低不易揮發(fā)，與多種有機(jī)物有良好的相溶性。考察了PEG2，

，6，8等的萃取效果（圖2）。結(jié)果表明，其效果基本一致，無(wú)明顯差異。因PEG2易

帶入戊乙二醇，六甘醇等雜質(zhì)干擾；PEG8粘度大，不易操作，故選擇PEG為高溫萃取劑。

如PEG用量太少，在后續(xù)反萃取時(shí)相對(duì)損失較大，故PEG用量選擇1mL。

22樣品用量的影響考察了白術(shù)取樣量（，8，12，16和2g）對(duì)萃取效果的影響，取

含量較高的個(gè)峰面積對(duì)比（圖）。結(jié)果表明，峰面積隨樣品量的增加而增大，白術(shù)取樣量達(dá)到

12g后，峰面積基本趨于穩(wěn)定，表明萃取處理時(shí)頂空濃度已基本達(dá)飽和動(dòng)態(tài)平衡。故白術(shù)取樣量

為12g。圖2不同萃取劑下的白術(shù)揮發(fā)性成分總離子流圖

ig2IofvolatilecomponentsinAtractylodesmacrocephalaKoidzwithdifferentextractants

A.PolyethyleneglycolPEG2；.PEG；.PEG6；.PEG8

圖樣品用量對(duì)萃取效果的影響

igEffectofsampleamountonextractionefficiency

1蒼術(shù)酮（Atractylone）；2β人參烯（βPanasinsene）；111桉葉二烯（Eudesma111diene）。

2萃取溫度的影響考察了萃取溫度（8，9，1，11，12，1和1℃）對(duì)萃取效果的影響（圖a）。結(jié)果表明，峰面積隨溫度的升高而增大，1℃時(shí)，峰面積基本趨于穩(wěn)定；而蒼術(shù)酮的響應(yīng)繼續(xù)增

大，到12℃時(shí)達(dá)到最大，再繼續(xù)升高溫度，蒼術(shù)酮的響應(yīng)呈下降趨勢(shì)，表明蒼術(shù)酮不穩(wěn)定，可

能發(fā)生了氧化分解反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ和白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ等物質(zhì)[8]。故萃取溫度選擇12℃為宜。

2高溫萃取時(shí)間的影響考察了高溫萃取時(shí)間（2，，，，6和7min）的影響圖b。結(jié)果表明，峰面積隨

時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，當(dāng)萃取時(shí)間達(dá)6min后，峰面積基本趨于穩(wěn)定，表明已基本達(dá)到氣液分配的

動(dòng)態(tài)平衡，故萃取時(shí)間選擇6min。

圖萃取溫度（a）和萃取時(shí)間（b）對(duì)萃取效果的影響

igEffectofextractiontemperatureaandextractiontimebonextractionefficiency

1蒼術(shù)酮（Atractylone）；2β人參烯βPanasinsene；111桉葉二烯（Eudesma111diene）。

2反萃取劑及用量選擇選擇反萃取劑要求其與高溫萃取劑PEG不溶，沸點(diǎn)較低，對(duì)萃取的揮發(fā)性成分有較好萃

取效果。考察了乙酸乙酯、丙酮、正己烷、乙醚、乙醇等有機(jī)試劑；乙酸乙酯、丙酮、乙醇等與

PEG互溶；乙醚與PEG混合后，靜置雖分層，但下層PEG體積明顯增多，兩者可能

有部分互溶，揮發(fā)性較大。因此，本研究的反萃取劑選擇正己烷。

正己烷用量過(guò)多會(huì)有稀釋作用，降低富集效率；太少會(huì)造成轉(zhuǎn)移不完全和操作困難。考察了

正己烷用量（12和mL）對(duì)萃取效果的影響。實(shí)驗(yàn)表明，隨著正己烷用量的增加，峰

面積呈現(xiàn)逐漸下降態(tài)勢(shì)，表明增加正己烷用量，僅起到稀釋的作用。因此1mL正己烷已能滿足

萃取完全的要求。

重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)對(duì)白術(shù)進(jìn)行了次平行測(cè)定，考察其中8種物質(zhì)，其含量R均小于1%，分別為2甲基雙環(huán)壬16烯（8%）、6s288四甲基三環(huán)[2216]2十一烯（97%）、長(zhǎng)葉烯V（71%）、111桉葉二烯（97%）、β人參烯（162%）、甘香烯（91%）、蒼術(shù)酮（16%）、

a677六氫化a二甲基1甲基乙烯基2萘酮（28%），說(shuō)明此條件下實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)

性良好。

頂空液液萃取分離富集的實(shí)際應(yīng)用

分別采用LPLPE和提取白術(shù)中的揮發(fā)成分進(jìn)行GM分析對(duì)比，其總離子流圖（I）如圖。通過(guò)NI22譜圖庫(kù)檢索，并查閱文獻(xiàn)[9～1]對(duì)照分析，結(jié)果見(jiàn)表1，其含量

為峰面積歸一化法的相對(duì)含量。圖白術(shù)揮發(fā)性成分總離子流圖

igIofvolatilecomponentsofAtractylodesmacrocephalaKoidz

A頂空液液萃取LPLPE；水蒸汽蒸餾teamdistillation。