安徽野菊花揮發油化學成分分析

何小珍，蔣軍輝，趙雷，徐小娜

(1.南華大學 藥學與生命科學院，湖南 衡陽 421001;2.南華大學 化學化工學院，湖南 衡陽 421001;3.南華大學 公共衛生學院，湖南 衡陽 421001)

野菊花為菊科植物野菊(Chrysanthemum indicum L.)的干燥頭狀花序，具有清熱解毒、舒風平肝作用，主要用于治療疔瘡、癰腫、丹毒、風熱感冒、咽喉腫痛、高血壓眩暈、頭痛等癥［1］。現代藥理研究表明，野菊花具有廣譜抗菌、抗病毒、降壓、增加冠脈血流量、清除氧自由基等作用［2］。野菊花生物活性多樣、清香宜人、安全可靠，同時藥源廣泛、價格低廉，在藥品、食品、保健品、化妝品等諸多領域具有開發價值。野菊花中含有黃酮類、揮發油、多糖、二萜類和酚酸類等多種成分，主要成分為黃酮類化合物和揮發油［3-4］。揮發油是野菊花的有效成分之一，對肺炎、雙球菌、流感桿菌、金黃色葡萄球菌等均有較強的抑制作用［5-6］。

野菊花揮發油成分復雜，因地理環境、氣候條件和采集時間及提取方法的差別，其化學成分和顏色會有明顯的差異，其藥用的療效也有所不同。為了更好地開發利用野菊花資源，本文對產自安徽金寨的野菊花揮發油采用氣相色譜-質譜聯用技術，同時結合直觀推導式演進特征投影法(HELP)［7-9］進行系統研究。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

高純氦氣、正己烷、無水硫酸鈉均為分析純;二次蒸餾水;野菊花，購于北京同仁堂長沙店，產地安徽金寨。

Shimadzu 2010A 型氣相色譜-QP2010 型質譜聯用儀(GC-MS)，島津質譜工作站，NIST107 質譜庫;Zebron ZB-5 氣相毛細管柱(30 m × 0. 25 mm ×0.25 μm);AT201 型電子天平;揮發油提取器(500 mL);D1810C 自動雙重純水蒸餾器。

1.2 揮發油提取

藥材事先置于50 ℃烘箱中烘干，粉碎，過40 目篩。準確稱取50 g 藥材粉末，置于500 mL 圓底燒瓶中，再加入300 mL 蒸餾水，浸泡12 h。按中華人民共和國藥典(2010 年版)揮發油測定法提取4 h［10］。正己烷作溶劑，收集揮發油，顏色為淡黃色。用無水硫酸鈉干燥后移入樣品瓶中，密封，保存于4 ℃冰箱。

1.3 氣相色譜-質譜條件

1.3.1 色譜條件色譜柱為ZB-5 熔融石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);載氣為高純氦氣，流速1.0 mL/min;進樣口溫度250 ℃;進樣量1 μL，分流比1∶10;采用程序升溫:初始溫度50 ℃，保留2 min，然后以4 ℃/min 的速率升至210 ℃，保留2 min。

1.3.2 質譜條件電子轟擊(EI)離子源，電子能量70 eV，離子源溫度200 ℃，檢測電壓0.8 kV，掃描模式為全掃描模式，掃描范圍35 ～500 amu，掃描速率0.2 scans/s。

2 結果與討論

2.1 定性分析

數據分析在Lenovo R400 個人計算機上進行，利用Shimadzu GCMS solution 工作站，檢索NIST107質譜庫確定各個化合物的結構。對于部分未完全分離的色譜峰，則將各個總離子流圖由qgd 文件格式轉成cdf 文件格式，然后在中藥質量評價圖譜/數據庫(中南大學中藥現代化研究所編)中應用HELP法進行解析，獲取純色譜峰和純質譜峰，再與標準質譜庫對照進行定性，當目標化合物與標準物的質譜的相似度在90%以上予以采用。

野菊花揮發油化學成分GC-MS 檢測的總離子流圖見圖1。

圖1 野菊花揮發油成分的GC-MS 總離子流圖Fig.1 The total ion current of volatile oil of Flos Chrysanthemi Indici

由圖1 可知，盡管不斷優化色譜分離條件，但仍有許多重疊色譜峰出現。利用Shimadzu GCMS solution 工作站直接檢索，發現在重疊色譜峰的不同位置獲得不同的質譜，在工作站直接進行峰匹配時獲得目標物和標準物的質譜相似程度低，必須要利用HELP 多元分辨方法對數據進行解析。現以圖1 中的峰簇P(保留時間段為17.33 ～17.70 min)為例，簡述運用HELP 法解析重疊色譜峰的一般過程。

圖2 色譜峰P 的總離子流圖Fig.2 The total ion current curve for peak cluster P

圖3 色譜峰P 的二維數據圖Fig.3 The two-dimension curve for peak cluster P

圖4 峰簇P 的演進特征投影圖Fig.4 The evolving latent projection graph of peak cluster P

色譜峰P 的總離子流圖(圖2)、二維數據圖(圖3)和演進特征投影圖(圖4)都表明該峰簇至少含有3 種物質，而且它是重疊較為嚴重的色譜峰。在GC-MS 中分析時，工作站自動將峰簇P 垂直分割成3 個組分，但是相似度在90%以上的物質只有1 種，其余2 種物質的相似度都較低，使得定性分析不可靠，定量分析也不準確。于是，我們將該峰簇的總離子流圖由qgd 文件格式轉變成cdf 文件格式，在中藥質量評價圖譜/數據庫中應用HELP 分析方法進行解析，在進行背景扣除、數據平滑等一系列操作后，用HELP 法解析獲得的色譜圖見圖5。組分1、2、3 依次為乙酸冰片酯、5-甲基-2-(1-甲基乙烯基)-4-己烯-1-醇醋酸鹽、百里酚，目標化合物和標準物的相似度分別是92.43%，92.62%，90.49%。

圖5 色譜峰P 的解析結果色譜圖Fig.5 The resolved chromatograms for peak cluster P

以此類推，對其它保留時間段的組分逐步進行解析，得到野菊花揮發油的組成，結果見表1。

表1 野菊花揮發油成分分析結果Table 1 The results of composition analysis of Flos Chrysanthemi Indici

續表1

2.2 定量分析

本文采用總體積積分法［8，11］進行定量分析，利用解析所得的標準化色譜曲線，對定性了的組分進行總體積積分，籍此總體積之值對其作定量分析，結果見表1。相比較根據總離子流圖直接峰面積積分法來說，總體積積分法更準確。峰P 二種方法獲得的結果見表2。

表2 峰簇P 的定量分析結果Table 2 Quantitative analysis results of peak cluster P

3 結論

采用GC-MS 聯用技術結合HELP 法首次對安徽野菊花的揮發油成分進行了系統研究，鑒定了66種化合物，占總相對含量的75.32%，化學成分主要為單萜烯類、倍半萜烯類及其含氧衍生物等，這與文獻［12］報道貴州產野菊花揮發油化學成分相近。

采用GC-MS 聯用技術結合HELP 法解析野菊花揮發油氣質色譜重疊峰，可提高其定性定量結果的準確度。

［1］ 國家藥典委員會.中國藥典2010 年版一部［M］.北京:中國醫藥科技出版社，2010:295.

［2］ 周虹云，吳長順，程存歸.野菊花化學成分研究［J］.中國現代應用藥學，2013，30(1):31-35.

［3］ 戴勝，張明，程文明，等.HPLC 測定野菊花藥材中8 種黃酮和有機酸的含量［J］. 中國中藥雜志，2013，38(12):1961-1965.

［4］ 張永明，黃亞非，陶玲，等. 不同產地野菊花揮發油化學成分比較研究［J］.中國中藥雜志，2002，27(4):265-267.

［5］ 謝超.神農香菊抗氧化活性及其應用研究［D］.武漢:湖北中醫藥大學，2012.

［6］ 朱慶書，趙文英. 超聲提取野菊花總黃酮及其抑菌活性的研究［J］.化學與生物工程，2008，25(12):72-74.

［7］ 梁逸曾，許青松. 復雜體系儀器分析［M］. 北京:化學工業出版社，2012:81-142.

［8］ Xu X N，Tang Z H，Liang Y Z. Comparative analysis of plant essential oils by GC-MS coupled with integrated chemometric resolution methods［J］. Analytical Methods，2010，2(4):359-367.

［9］ Tan B B，Liang Y Z，Yi L Z，et al. Identification of free fatty acids profiling of type 2 diabetes mellitus and exploring possible biomarkers by GC-MS coupled with chemometrics［J］.Metabolomics，2010，6:219-228.

［10］中華人民共和國藥典委員會.中華人民共和國藥典:一部［M］.北京:化學工業出版社，2005:740.

［11］胡春弟，梁逸曾，李小如，等. GC-MS 結合直觀推導式演進特征投影法(HELP)用于桂花揮發油成分的分析［J］.食品科學，2009，30(4):287-289.

［12］周欣，莫彬彬，趙超，等.野菊花二氧化碳超臨界萃取物的化學成分研究［J］.中國藥學雜志，2002，37(3):170-172.