魚腥草揮發(fā)油的研究進(jìn)展＊

薛青松

(華東師范大學(xué)化學(xué)系·上海市綠色化學(xué)與化工過程綠色化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200062)

具有“中藥抗生素”之稱的魚腥草為三白草科蕺菜屬植物蕺菜Houttuynia cordata Thunb. 的全草，為多年生草本，廣泛分布于我國(guó)南方各省區(qū);其味辛，微寒，入肺經(jīng)，具清熱解毒、消癰排膿、利尿通淋及止咳化痰等功效[1-3]。魚腥草揮發(fā)油對(duì)上呼吸道感染、支氣管炎、肺炎、慢性氣管炎、慢性宮頸炎和百日咳等均有較好的療效，對(duì)急性結(jié)膜炎和尿路感染等也有一定療效[4-5]。因此，有關(guān)魚腥草揮發(fā)油的提取工作成為了研究的熱點(diǎn)。自2006 年魚腥草事件[6]后，對(duì)魚腥草藥材的研究陷入低谷。這是由于，以魚腥草揮發(fā)油為原料制成的魚腥草注射液應(yīng)用于臨床，因其中組分繁多，而現(xiàn)行國(guó)家藥品質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[7]中僅限定了甲基正壬酮的含量，未明確限定魚腥草揮發(fā)油中的關(guān)鍵抗菌成分之一魚腥草素(癸酰乙醛)的含量。在早期研究[4-5]中，在其他條件都相同的情況下，采用水蒸氣蒸餾方式提取魚腥草揮發(fā)油，癸酰乙醛含量?jī)H為0.03% ;減壓水蒸氣蒸餾條件下，癸酰乙醛含量顯著增至3.37%;而在室溫下采用乙酸乙酯溶劑浸泡提取魚腥草揮發(fā)油，發(fā)現(xiàn)癸酰乙醛含量可高達(dá)40.14%。這表明，魚腥草揮發(fā)油中癸酰乙醛含量同提取條件直接相關(guān)。筆者調(diào)研了有關(guān)魚腥草的文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)部分文獻(xiàn)將2 -十三烷酮錯(cuò)誤定性為癸酰乙醛，不同文獻(xiàn)中報(bào)道的魚腥草揮發(fā)油中癸酰乙醛含量也相差很大，這可能是魚腥草注射液國(guó)家質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中未限定癸酰乙醛含量的直接原因。

1 有關(guān)魚腥草的中文文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)

近年來，對(duì)魚腥草的研究工作主要集中在魚腥草揮發(fā)油及其注射液。在此統(tǒng)計(jì)了1994 年1 月至2012 年12 月中國(guó)知網(wǎng)收錄的有關(guān)魚腥草的文獻(xiàn)，分別以題名“魚腥草”“魚腥草+注射液”及“魚腥草+過敏”為檢索詞，共找到2 805 篇文獻(xiàn)，按年發(fā)表的文獻(xiàn)篇數(shù)統(tǒng)計(jì)，見圖1?？梢?，自1994 年以來，有關(guān)魚腥草的文獻(xiàn)呈逐年上升趨勢(shì)，2006 年最多，達(dá)380 篇，之后呈顯著下降態(tài)勢(shì)，尤其有關(guān)魚腥草注射液的文獻(xiàn)在2006 年之后下降更為明顯，這同2006 年因魚腥草注射液致多起死亡案例而暫停魚腥草注射液用于臨床[6]密切相關(guān);2012 年有關(guān)魚腥草注射液的文獻(xiàn)從2006 年的170 篇陡降至12 篇。這從有關(guān)魚腥草過敏的文獻(xiàn)篇數(shù)也能看出，2006 年之后大幅度下降。

圖1 中國(guó)知網(wǎng)有關(guān)魚腥草的文獻(xiàn)發(fā)表情況

魚腥草的藥效有目共睹，作為煎煮或制成中成藥已廣泛使用。魚腥草注射液以水蒸氣蒸餾提取的魚腥草揮發(fā)油為原料制得，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，魚腥草揮發(fā)油組分繁多，達(dá)幾十甚至上百種[1-2，8-9]，而現(xiàn)行的魚腥草注射液質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[7]中只對(duì)甲基正壬酮的含量作了限制，未限定其他組分，尤其魚腥草的關(guān)鍵抗菌成分魚腥草素(癸酰乙醛)的含量。從魚腥草過敏案例來看，全部集中在魚腥草注射液上，這同魚腥草揮發(fā)油中組分繁多且沒有進(jìn)行限定、藥理尤其毒副作用的研究不夠全面直接相關(guān)。此外，自2007 年起，有關(guān)魚腥草文獻(xiàn)的下降趨勢(shì)較有關(guān)魚腥草注射液及過敏的文獻(xiàn)緩慢，這也同魚腥草過敏全部集中在魚腥草注射液上相關(guān)。

2 魚腥草揮發(fā)油的研究概況

從公開的文獻(xiàn)看，魚腥草揮發(fā)油中主要包括癸酰乙醛、甲基正壬酮、乙酸龍腦酯、蒎烯、水芹烯、月桂烯、檸檬烯等組分。陳勝璜等[9]采用水蒸氣蒸餾方式提取魚腥草揮發(fā)油，考察了不同采摘時(shí)間、野生和栽培、根莖和莖葉等因素對(duì)揮發(fā)油提取的影響，共提取了18 種成分，其中十六烷酸含量最高，沒有檢測(cè)到癸酰乙醛。Liang 等[1]采用閃蒸、頂空固相微萃取、水蒸氣蒸餾等方式提取魚腥草揮發(fā)油，共提取了72 種成分，其中甲基正壬酮含量最高達(dá)25.93%，癸酰乙醛含量主要集中在3.60% ～7.23%。Qi 等[2]采用反沖色譜法提取魚腥草揮發(fā)油，共提取出39 種成分，其中十五烷酸、正癸酸和3 -甲基-丁酸的含量最高，分別為13.96%，11.09% 和5.03% ，而甲基正壬酮和癸酰乙醛含量分別僅為3.59%和0.60%。黃春燕等[8]采用水蒸氣蒸餾方法分別提取魚腥草葉、地上莖、地下莖的揮發(fā)油，共提取了27 種成分，以魚腥草葉為原料提取的揮發(fā)油中癸酰乙醛含量高達(dá)21.61%，而在地下莖中沒有檢測(cè)到癸醛。從魚腥草揮發(fā)油的提取研究看，魚腥草揮發(fā)油的組分繁多，達(dá)幾十種之多，加上不同產(chǎn)地、不同采摘時(shí)間、不同部位、不同狀態(tài)魚腥草揮發(fā)油成分差異明顯，特別是癸酰乙醛的含量在不同文獻(xiàn)中相差很大。

普遍認(rèn)為，癸酰乙醛易氧化分解，它經(jīng)氧化和脫羧轉(zhuǎn)化為甲基正壬酮[1，21，27]，這可能是較難準(zhǔn)確測(cè)定癸酰乙醛含量的重要原因。魚腥草產(chǎn)地、狀態(tài)、提取方式、提取率、癸酰乙醛及甲基正壬酮含量詳見表1。魚腥草的產(chǎn)地主要集中在長(zhǎng)江流域及南方一些省份，選用的魚腥草包括魚腥草不同部位的鮮草或干草，魚腥草揮發(fā)油的提取方式主要包括水蒸氣蒸餾、超臨界CO2萃取、石油醚萃取、超聲波輔助等。在不同文獻(xiàn)中，魚腥草揮發(fā)油的提取率相差很大，一些文獻(xiàn)未提及到。而羅琥捷等[22]報(bào)道，采用石油醚萃取魚腥草揮發(fā)油，提取率最高，達(dá)3.145%，即使采用狀態(tài)相近、相同提取方式得到的魚腥草揮發(fā)油差異也很明顯。從魚腥草揮發(fā)油中癸酰乙醛及甲基正壬酮的含量看，其同魚腥草產(chǎn)地、狀態(tài)、部位等沒有明顯的關(guān)聯(lián)，超聲輔助和閃蒸條件下有利于癸酰乙醛的提取，水蒸氣蒸餾條件下有利于甲基正壬酮的提取，這同水蒸氣蒸餾條件下較高溫度致癸酰乙醛氧化分解轉(zhuǎn)化生成甲基正壬酮一致。顯然，降低提取溫度有利于癸酰乙醛的提取。早期研究[4]也證實(shí)，在減壓水蒸氣蒸餾條件提取的魚腥草揮發(fā)油中癸酰乙醛含量較常壓水蒸氣蒸餾條件下顯著提高。但在不同文獻(xiàn)中癸酰乙醛及甲基正壬酮含量并不存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，如陳勝璜等[9]未檢測(cè)到癸酰乙醛，但也未檢測(cè)甲基正壬酮。此外，不同文獻(xiàn)報(bào)道的癸酰乙醛含量差異很大，吳林東等[23]采用超聲輔助方法提取的魚腥草揮發(fā)油中癸酰乙醛含量高達(dá)14.53%，而較多文獻(xiàn)中未檢測(cè)出癸酰乙醛。從甲基正壬酮含量看，劉香等[11]采用水蒸氣蒸餾提取方法提取人工栽培魚腥草揮發(fā)油，甲基正壬酮的含量高達(dá)50.18%，而有不少文獻(xiàn)報(bào)道甲基正壬酮的含量低于1%，甚至在文獻(xiàn)[9，23-24]中未檢測(cè)到甲基正壬酮。上述調(diào)研表明，魚腥草中揮發(fā)油的收率及其組分的含量存在明顯差異，原因有待進(jìn)一步探究。

表1 魚腥草揮發(fā)油的提取研究概況

即使采用相同的提取方式，不同文獻(xiàn)報(bào)道的癸酰乙醛及甲基正壬酮含量差異明顯，從而增加了對(duì)魚腥草注射液質(zhì)量控制的難度。揮發(fā)油含量偏低，會(huì)影響藥效;而揮發(fā)油含量偏高，尤其癸酰乙醛含量偏高，可能產(chǎn)生嚴(yán)重毒副作用。文獻(xiàn)[28]提到魚腥草注射液在臨床應(yīng)用中導(dǎo)致過敏的主要原因可能是癸酰乙醛氧化的中間產(chǎn)物癸酰乙酸，如果含量過高可致腎等功能過載。此外，揮發(fā)油中其他組分也相差很大，這些成分在臨床應(yīng)用中可能存在潛在的危險(xiǎn)，導(dǎo)致過敏反應(yīng)。因此，有必要對(duì)魚腥草揮發(fā)油的有效組分進(jìn)行系統(tǒng)研究，找到其表現(xiàn)出差異的根本原因，尤其需要弄清楚魚腥草中最重要的抗菌成分之一癸酰乙醛的實(shí)際含量?？蓮囊韵? 個(gè)方面對(duì)魚腥草揮發(fā)油進(jìn)行全面系統(tǒng)研究:魚腥草的來源;魚腥草的狀態(tài)及不同部位;魚腥草揮發(fā)油的提取方式;揮發(fā)油中各組分的準(zhǔn)確定性;揮發(fā)油儲(chǔ)存過程中各組分的穩(wěn)定性;操作過程中的其他可變因素等。

3 癸酰乙醛質(zhì)譜圖淺析

對(duì)于天然藥物的揮發(fā)油，一般采用氣相色譜-質(zhì)譜(GCMS)進(jìn)行定性定量分析。文獻(xiàn)[1，21，27]采用質(zhì)譜法對(duì)癸酰乙醛進(jìn)行了定性分析，給出了癸酰乙醛的質(zhì)譜圖，把m/ z 198(M+)歸屬于其分子離子峰，把m/ z 183，169，155 碎片峰分別歸因于失去CH3(M+-15)，CHO(M+-29)，CH2CHO(M+-43)，從而確定化合物為癸酰乙醛;僅把有無m/ z 169 碎片峰(即與分子離子失去CHO 相對(duì)應(yīng)的質(zhì)譜碎片峰)用來區(qū)分癸酰乙醛和2 -正十三酮[21，27]。然而，2 -十三烷酮和癸酰乙醛的分子量均為198，2-十三烷酮也可以失去CH3(M+-15)，C2H5(M+-29)，C3H7(M+-43)，出現(xiàn)上述同樣的碎片峰。為此，筆者查閱了Agilent 公司GC-MS 化學(xué)工作站附帶的Nist 2005 質(zhì)譜庫(kù)，譜庫(kù)中2-十三烷酮的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖如圖2 所示。經(jīng)與文獻(xiàn)[1，21，27]給出的質(zhì)譜圖進(jìn)行對(duì)照，發(fā)現(xiàn)兩者完全吻合，沒有明顯區(qū)別，結(jié)合質(zhì)譜學(xué)規(guī)律并仔細(xì)比對(duì)癸酰乙醛和2-十三烷酮的分子結(jié)構(gòu)，不難發(fā)現(xiàn):癸酰乙醛分子中存在兩個(gè)-C =O，處于端位上的-C =O 活性遠(yuǎn)大于-CH3，易失去H2O(M+-18)，CO(M+-28)等基團(tuán)，產(chǎn)生較強(qiáng)的m/ z 180 及170 等離子碎片，此外還易失去H2O+H2O(M+-36)，H2O+CO (M+-46)，CO+CO(M+-56)等基團(tuán)，產(chǎn)生m/ z 162，152，142 等離子碎片;而2 -十三烷酮只存在一個(gè)酮羰基，活性相對(duì)較低，更易失去CH3(M+-15)，CH3+H2O(M+-33)，CH3+CO(M+-43)等基團(tuán)，產(chǎn)生較強(qiáng)的m/ z 183，165，155 等離子碎片。據(jù)此，這兩種化合物的質(zhì)譜圖理應(yīng)存在較大的差異，而文獻(xiàn)報(bào)道的癸酰乙醛質(zhì)譜圖完全相同于2-十三烷酮，需要進(jìn)一步研究證實(shí)。因此，文獻(xiàn)中缺少足夠的證據(jù)證明得到的化合物是癸酰乙醛，而不是2-十三烷酮，如果錯(cuò)誤地將癸酰乙醛定性為2-十三烷酮，將直接影響魚腥草揮發(fā)油中癸酰乙醛實(shí)際含量的測(cè)定。

圖2 2005 版Nist 庫(kù)中2 -十三烷酮的質(zhì)譜圖(EI，70 /eV)

4 展望

文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果表明，不同文獻(xiàn)報(bào)道的魚腥草揮發(fā)油相差較大，尤其魚腥草中關(guān)鍵抗菌成分之一魚腥草素(癸酰乙醛)含量迥異，介于0 ～21.61%，一方面是由于魚腥草揮發(fā)油組分較復(fù)雜，提取時(shí)受制約因素較多，另一方面是由于部分文獻(xiàn)誤將2 -十三烷酮定性為癸酰乙醛。因此，準(zhǔn)確定性癸酰乙醛是分析魚腥草揮發(fā)油提取率及其各組分含量的前提，也可為完善現(xiàn)行的魚腥草注射液質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)提供數(shù)據(jù)支持。

2005 年版《中國(guó)藥典(一部)》明確規(guī)定了魚腥草揮發(fā)油的提取方法為水蒸氣蒸餾，而在水蒸氣蒸餾條件下，較高溫度易導(dǎo)致癸酰乙醛氧化分解，從而得到較低的癸酰乙醛含量，這也是影響以魚腥草揮發(fā)油制成的中成藥藥效的一個(gè)重要因素。因此，如何在降低或避免癸酰乙醛氧化分解的前提下提取魚腥草揮發(fā)油，對(duì)于魚腥草藥材的研究具有非常重要的意義。

早期研究[4-5]中采用含5%苯基的二甲基硅氧烷毛細(xì)管色譜柱分析魚腥草揮發(fā)油組分，發(fā)現(xiàn)癸酰乙醛和2-十三烷酮的出峰時(shí)間僅相差約0.2 min，若在分析條件不夠優(yōu)化或柱效較低的情況下，上述兩種物質(zhì)的保留時(shí)間可能相差無幾，這為準(zhǔn)確定性癸酰乙醛增加了難度。根據(jù)氣相色譜的分析原理，通常情況下在DB(HP)-1 及DB(HP)-5 等非極性或弱極性毛細(xì)管色譜柱上，揮發(fā)油中各組分一般按沸點(diǎn)高低順序出峰。在文獻(xiàn)調(diào)研中筆者發(fā)現(xiàn)，采用上述相同毛細(xì)管色譜柱的情況下，文獻(xiàn)[1，8]中甲基正壬酮早于癸酰乙醛出峰，保留時(shí)間一般相差大于5 min;而文獻(xiàn)[15]選用DB-1 色譜柱，癸酰乙醛和甲基壬酮出峰順序恰好相反。根據(jù)這兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)推斷，癸酰乙醛的沸點(diǎn)理應(yīng)顯著高于甲基正壬酮，其在上述色譜柱上的保留時(shí)間理應(yīng)在甲基正壬酮之后。調(diào)研結(jié)果表明，部分文獻(xiàn)錯(cuò)誤地定性了魚腥草揮發(fā)油中的一些關(guān)鍵組分，以此得到了錯(cuò)誤結(jié)論。

因此，準(zhǔn)確判斷魚腥草揮發(fā)油各組分在色譜柱上的保留時(shí)間，可為完善魚腥草注射液的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)提供理論和數(shù)據(jù)支持，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。

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