石菖蒲揮發油化學成分的GC-MS分析*

★ 唐怡 任剛 黃群 楊改紅 劉校妃 袁金斌* 羅小泉 陳海芳 嚴志宏

(1.江西中醫藥大學現代中藥制劑教育部重點實驗室 江西 南昌 330004；2.江西中醫藥大學實驗動物科技中心 江西 南昌 330006)

石菖蒲為天南星科植物石菖蒲(AcorusTatarinowiiSchott.)的干燥根莖，具有化濕開胃、開竅豁痰、醒神益智之功效[1]。石菖蒲治療老年性癡呆療效顯著，在所有抗老年性癡呆中藥中的使用頻率最高，而且大都為主藥[2]。有文獻報道：石菖蒲總揮發油是鎮靜、催眠、抗驚厥作用的主要藥效部位[3,4]。

研究人員已采用氣相色譜-質譜聯用技術(GC-MS)分離和鑒定了石菖蒲揮發油中的部分化合物[5-8]，魏剛建立了石菖蒲的GC-MS指紋圖譜[7,8]，發現石菖蒲揮發油的主要成分為甲基丁香酚、順式甲基異丁香酚、反式甲基異丁香酚、γ-細辛醚、β-細辛醚和α-細辛醚等。本文采用水蒸汽蒸餾法提取石菖蒲根莖的揮發油，應用GC-MS方法進行分離和分析鑒定，并通過氣相色譜面積歸一法測定了各成分的相對含量。

1 儀器與試藥

Agilent 7890A/5975C型氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)(美國安捷倫公司)；色譜柱為DB-5石英毛細管柱(0.25μm×250μm×30.0m)；MH-1000型1000mL可調式電熱套(北京科偉永興儀器有限公司)；TG328A型萬分之一電子天平(北京賽多利斯儀器系統有限公司)。

乙醚(西隴化工股份有限公司)、無水硫酸鈉(天津市大茂化學試劑廠)均為市售分析純；水蒸氣蒸餾裝置(自制)；蒸餾水(自制)。

石菖蒲，2013年10月購買于湖南振興中藥飲片公司，產地為中國四川，由江西中醫藥大學曹嵐副教授鑒定為AcoriTatarinowiiRhzizoma的根莖。購買后，貯存于陰涼、干燥處備用。

2 方法與結果

2.1 揮發油的提取 按2010版《中國藥典》提取揮發油的方法[1]，稱取石菖蒲葉粉末(過2號篩)1 g，加水500 mL于1000 mL電熱套中，于揮發油提取器中提取4 h，取0.1 mL精油用少量乙醚將析出的揮發油反復溶出，并用無水硫酸鈉脫水過夜，并經0.45 μm的微孔濾膜濾過，裝入樣品瓶中，密封保存。

2.2 氣相色譜條件 石英毛細管柱(0.25 μm×250 μm×30.0 m)，載氣為高純氦氣(99.999%)，柱流量1.0 mL/min，汽化室溫度250 ℃。升溫程序為：柱溫90 ℃，保持1min，以3 ℃/min速率升至120 ℃，后以2 ℃/min的速率升至140 ℃，保持3 min，然后以5 ℃/min的速率升至190 ℃，最后以10 ℃/min的速率升至260 ℃，保持2 min。分流比50∶1，進樣量1.0 μL。

2.3 質譜條件 電離方式為電子轟擊(EI)，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃，接口溫度280 ℃，質量掃描范圍m/z 40～350 amu，全掃描方式，NIST11質譜庫。

表1 石菖蒲的揮發油成分及相對含量

圖1 石菖蒲揮發油的GC-MS色譜圖

2.4 分析結果 在氣相色譜法中，化合物一般按照沸點的高低先后流出色譜柱，柱溫是最重要的分離參數。為改善復雜體系中化合物的分離和縮短分析時間，常采用程序升溫。本實驗對升溫程序進行了系統優化，獲得了2.2項下的色譜分離條件。如圖1所示，各化合物得到了較好的分離，峰形較好，分析時間適中。

化合物的鑒定過程如下：總離子流色譜圖中的各峰經質譜掃描后得到相應的質譜圖，經過計算機質譜數據系統檢索(質譜數據庫：NIST11庫)，結合保留時間及相關文獻資料，確定其歸屬。在默認的積分設置下，石菖蒲揮發油中可檢測到100多個化合物，但相當一部分化合物的含量非常低。本文僅報道相對含量在0.01%以上的化合物的鑒定結果，合計為25個化合物(見表1)。表1所給出的化合物鑒定結果的匹配度均大于85%，相對含量為默認積分設置下的歸一化計算結果。

如表1所示，已鑒定的25個化學成分占石菖蒲揮發油總量的93.27%。從化學類型來看，石菖蒲揮發油中主要含單萜氧化物、倍半萜氧化物、苯丙素類衍生物以及脂肪族醛酮類。結果顯示石菖蒲揮發油主要含有甲基異丁香酚、異丁香酚甲醚、β-細辛醚、α-細辛醚等4個特征成分，占揮發油總量的91.86%。β-細辛醚和α-細辛醚和欖香素互為同分異構體(分子式C12H16O3，分子量208.1)，三者占揮發油總量的87.18%。其中，含量最高的是β-細辛醚(54.73%)，能明顯降低動脈粥樣硬化癥、改善高年血癥以及降低心肌組織損傷程度和壞死率；其次是α-細辛醚(32.18%)，其常用作抗癲癇病的治療等。

3 討論

氣相色譜柱的柱溫是最重要的分離參數。實驗中，為改善石菖蒲揮發油中組分的分離和縮短分析時間，對升溫程序進行了系統優化。程序升溫的速率、初溫和終溫的設置是根據樣品的組成與含量而確定的。柱溫的初溫一般要設為組分里面所有物質的最低沸點，終溫則是所有物質的最高沸點。參考魏剛等[7,8]的數據，設置初溫和終溫分別為90℃和260℃。結果發現，石菖蒲揮發油在120℃～140℃時流出色譜柱的的成分居多，所以降低了該區段的升溫速率，使得分離度得到改善。

對比參考文獻[5-8]，本實驗檢測到了六個新的化合物：β-欖香烯、白菖烯、隱綠原酸、丹香酚、巴倫西亞橘烯和異喇叭烯(見表1)。其中，β-欖香烯具有降低腫瘤細胞有絲分裂能力，誘發腫瘤細胞凋亡，抑制腫瘤細胞生長的作用。隱綠原酸具有良好抗氧化、抗炎、抗微生物等生物活性[9]。這些新組分的發現有利于進一步解釋石菖蒲的藥理活性。

[1]國家藥典委員會.中國藥典[S].北京:化學工業出版社,2005:57.

[2]劉柳芳，魏剛，張瓊丹，等．含石菖蒲復方煎劑中β-細辛醚的含量測定研究[J].中藥新藥與臨床藥理，2012,23(2):194-197.

[3]胡錦官，顧健，王志旺．石菖蒲及其有效成分對中樞神經系統作用的實驗研究[J].中藥藥理與臨床，1999,15(3):19.

[4]林晨，安紅梅．石菖蒲的中樞神經系統藥理作用研究[J].長春中醫藥大學學報，2014,30(2):230-233.

[5]王睿，費洪新，李曉明，等.石菖蒲的化學成分及藥理作用研究進展[J].中華中醫藥學刊,2013,31(7):1 606-1 610.

[6]吳奇端，王淑英，袁德俊,等.石菖蒲揮發油質量研究[J].廣州中醫藥大學學報，2013，30(1):72-76.

[7]魏剛．石菖蒲揮發油GC-MS特征指紋圖譜在復方制劑中的應用模式研究[J].中成藥，2006,28(10):1 411-1 413.

[8]魏剛，林雙峰，方永奇，等.GC-MS建立石菖蒲揮發油質量標準研究[J].中國中藥雜志，2005,30(10):794-796.

[9]張鞍靈,馬瓊，高錦明.綠原酸及其類似物與生物活性[J].中草藥，2001，32(2):173-176.