不同貯存期艾葉正構烷烴的GC-MS分析

洪宗國,魏海勝,呂豐,吳煥淦

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不同貯存期艾葉正構烷烴的GC-MS分析

洪宗國1,魏海勝1,呂豐1,吳煥淦2

(1.中南民族大學藥學院,武漢 430074;2.上海市針灸經絡研究所,上海 200030)

目的 探索艾葉燃燒與艾灸光熱效應的機制。方法 對產于湖北蘄春的1、3、5年艾葉用梯度溶劑萃取法提取,硅膠柱層析洗脫得到正構烷烴,進行氣質聯用(GC-MS)分析。結果 1、3、5年艾葉正構烷烴含量(TOA)分別為318.65、528.23和394.20mg/g。從這3種年份的艾葉中共檢出17類正構烷烴,均以31碳烷烴的含量最高。結論 由于正構烷烴影響艾葉燃燒溫度與燃燒穩定性,它可能是解釋“猶七年之病,求三年之艾”的物質基礎。

艾葉;不同貯存期;正構烷烴;GC-MS;燃燒機制

艾葉灸治百病,其機制主要在于光熱效應[1]。目前,對施灸材料艾葉的研究著重于對其揮發油成分、燃燒后產生的煙氣及灰燼的化學成分所產生的藥物作用效應[2-4],而對影響艾的燃燒溫度及穩定性的研究報道甚少。艾葉能長期在灸法中作為灸材,應與其可燃性好、燃燒溫度高等優點是分不開的。研究表明,燃燒艾葉時產生高溫,并轉化為熱輻射-近紅外光[5]。有學者從艾葉提取物中得到有機成分庚三十烷(C37H76),比較經過提取處理和未處理的兩種艾的燃燒溫度-時間曲線的形成時,發現如沒有C37H76,艾的燃燒將發生困難[6]。我們認為艾葉中正構烷烴是艾葉燃燒溫度和燃燒穩定性的主要物質基礎,是影響艾灸治療效果的重要因素。為探明不同貯存期艾葉燃燒性質的差異,筆者采用GC-MS方法分析了產于湖北蘄春的1、3、5年貯存期艾葉中正構烷烴的種類與含量,現報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

艾葉,產地湖北蘄春,品種鑒定和藥材提供由湖北省蘄春縣醫藥工業辦公室郭雙喜工程師完成,采集期分別為2011、2009和2007年端午節。

1.2 試劑與儀器

正己烷、二氯甲烷、甲醇等均為分析純,均經全玻璃系統二次重蒸。層析用硅膠(100-200目),經二氯甲烷抽提后180℃活化4 h。六甲基苯,分析純,由上海晶純試劑有限公司提供。

色譜-質譜聯用儀,450-GC/320-MS,美國Varian公司提供;MNT-2800D 12孔氮吹儀,上海楚柏實驗室設備有限公司提供;SHB-Ⅲ循環水式多用真空泵,鄭州長城科工貿有限公司提供;SB-3200DTD超聲清洗機,寧波新芝生物科技股份有限公司提供。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品的處理[7]

分別稱取1、3、5年艾葉5 g,分置于150 mL燒杯中加入適量甲醇,于旋轉混合器上振動,超聲提取2次,合并上清液;再依次用甲醇/二氯甲烷(1:1)、二氯甲烷分別提取2次。合并所有上清液,用旋轉蒸發儀旋干,稱重。將上述提取物用20 mL去離子水混懸后,用50 mL二氯甲烷萃取。取15 mL萃取液濃縮至1 mL,加入10 mL正己烷,再次濃縮至1～2 mL以轉化溶劑。將轉換的濃縮液加入硅膠柱進行純化,用 20 mL正己烷進行洗脫。收集的洗脫液吹干后,用1 mL六甲基苯(1 mg/mL)溶解,進行氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)檢測。

1.3.2 GC-MS分析

氣相色譜條件為VF-5MS石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25mm),程序升溫為50℃保持1 min,以5 ℃/min升溫至280 ℃,保持10 min,進樣口溫度280 ℃,進樣量為1mL,氮氣為載氣,FID檢測器,不分流,六甲基苯作內標。質譜條件為EI電離,電子能量為70 eV,全質量掃描范圍為45.0×600.0 m/z。質譜檢索標準庫為NIST庫。

1.3.3 數據處理

以下式計算正構烷烴的含量,正構烷烴含量(mg)＝(ACnC內標物V×103)/(A內標物×1.5),ACn為正構烷烴(Cn)的峰面積,n=16～33,表示正構烷烴的碳數;A內標物為內標物的峰面積;C內標物為內標物的濃度(1.00 mg/mL);V為樣品的總體積(1.00 mL)。

2 結果與分析

2.1 不同貯存期艾葉正構烷烴的碳數分布與含量

表1列出艾葉中檢出的相對含量大于0.1%的正構烷烴的類型,共11種,分別為含16、18、19、25、26、27、29、30、31、32和33碳的正構烷烴,另有6種相對含量低于0.1%,分別為含17、22、23、24、26、28碳的正構烷烴被檢出。3種艾葉的正構烷烴總含量分別為318.65、528.23和394.20mg/g,3年艾葉正構烷烴含量最高。原因可能是1年新艾揮發油含量高,占據單位質量艾葉中的一部分質量,故正構烷烴相對含量較低。而3年艾葉中揮發油基本揮發,此時單位質量艾葉中已很少有揮發油,故正構烷烴相對含量增加。5年艾葉中正構烷烴也已揮發一部分,故含量下降。

表1 不同貯存期艾葉正構烷烴的碳數分布與含量 (mg/g)

注:TOA＝∑(Cn),表示正構烷烴的總含量,其中n＝16～33,表示正構烷烴的碳數,Cn表示每克艾葉中碳數為n的正構烷烴含量

2.2 不同貯存期艾葉正構烷烴含量分布規律

由圖1可見,正構烷烴的含量分布隨貯存期變化不大,均呈不規則的單峰型分布,均以C31含量最高。

圖1 不同貯存期艾葉正構烷烴的總歸一化含量(含內標物)及實際含量示意圖

2.3 艾葉產地對正構烷烴含量影響

小林和子曾從日本艾中提取得到C37H78,而本實驗并未檢出,這可能由實驗所選艾葉品種的差異引起。已有文獻[8]表明,植物對碳鏈較長和較短的正構烷烴的合成受環境影響。因此,有必要對不同產地的艾葉進行正構烷烴種類分布模式比較研究,作為不同來源艾的鑒定依據。

2.4 艾葉正構烷烴與燃燒性能

正構烷烴是一種易燃的有機物,前人發現提取出正三十七烷的艾葉不易燃燒,提示長鏈烷烴是艾葉燃燒的主要物質基礎。新艾內含揮發油較多,灸療時燃點附近的揮發油揮發至燃燒部位,產生短時高溫,一段時間后揮發油含量減少,溫度下降,導致燃燒不穩定,且揮發油含量高時,灸療火力太強,“易損人肌膚”。筆者發現3年陳艾正構烷烴總含量明顯高于新艾,而揮發油明顯減少,保證了艾灸時艾條的易燃并燃燒穩定,很可能是古人“猶七年之病,求三年之艾”的物質基礎。

[1] 鐘藍.傳統艾灸作用機理初探[J].中國中醫基礎醫學雜志,1999,5 (6):46-47.

[2] 趙建新,賈春生,田元祥,等.近十年日本灸法實驗研究進展[J].中國針灸,1999,19(8):507-511.

[3] 梅全喜,高玉橋.艾葉化學及藥理研究進展[J].中成藥,2006,28 (7):l030-1032.

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[7] 康躍惠,麥碧嫻.珠江澳門河口沉積物柱樣品正構烷烴研究[J].地球化學,2000,29(3):302-310.

[8] 崔金偉,黃俊華,謝樹成.湖北清江現代植物葉片中正構烷烴和烯烴的季節性變化[J].科學通報,2008,53(11):1318-1323.

GC-MS Analysis of N-alkanes in Artemisia Argyi of Different Storage Periods

HONG Zong-guo1, WEI Hai-sheng1, LV Feng1, WU Huan-gan2.

1.South-central University for Nationalities School of Pharmacy,Wuhan 430074,China; 2.Shanghai Research Institute of Acumoxi and Meridian,Shanghai 200030,China

Objective To explore the mechanisms of Artemisia argyi burning and moxibustion photo-thermal effect. Methods N-alkanes were obtained by gradient solvent extraction and silica gel column chromatography elution from 1, 3 and 5 years’ Artemisia argyi produced in QiChun, Hubei and analyzed by gas chromatography mass spectrometry (GC-MS). Results The n-alkane contents of 1, 3 and 5 years’ Artemisia argyi were 318.65, 528.23 and 394.20mg/g, respectively. A total of seventeen kinds of n-alkanes were detected from the Artemisia argyi of three kinds of years. The 31 carbon alkane content was highest in all of them. Because N-alkanes affect the temperature and stability of Artemisia argyi burning, it may be the material basis for explaining “worrying seven years’ diseases seek 3 years’ Artemisia argyi”.

Artemisia argyi; Different storage periods; N-alkanes; GC-MS; Burning mechanism

R2-03

A

10.13460/j.issn.1005-0957.2015.05.0382

2014-10-12

1005-0957(2015)05-0382-02

國家重點基礎研究發展計劃(2009CB522900);上海市重點學科建設資助項目(S30304)

洪宗國(1953 - ),男,教授

吳煥淦(1956 - ),男,教授,博士生導師