GC-MS結合保留指數分析不同方法提取的白術揮發性成分

潘歡歡，陳美君，劉友平，劉飛，張鑫，陳林，陳鴻平

GC-MS結合保留指數分析不同方法提取的白術揮發性成分

潘歡歡，陳美君，劉友平，劉飛，張鑫，陳林，陳鴻平*

目的：分析比較不同提取方法提取的白術揮發性成分。方法：分別采用水蒸氣蒸餾法和頂空進樣法對白術中揮發性成分進行提取，氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）結合Kovats保留指數（Retention index，RI）對揮發性成分進行分析。結果：兩種提取方法共鑒定了26個化合物，其中水蒸氣蒸餾法鑒定了17個化合物，主要為烯類、酮類、醇類和醛類；頂空進樣法鑒定了16個化合物，主要為烯類、酮類和酚類。結論：水蒸氣蒸餾法和頂空進樣法分別側重不同沸點揮發性成分的提取，兩者結合可得到較全面的白術揮發性成分信息，為白術揮發油的質量控制提供一定科學依據。

白術： 揮發性成分; 水蒸氣蒸餾法; 頂空進樣法; GC-MS; 保留指數

白術為菊科植物白術Atractylodes macrocephala Koidz.的干燥根莖，主產于浙江、安徽、四川等地，其性溫，味甘苦，具有健脾益氣、燥濕利水、止汗、安胎等功效，可用于脾虛食少、腹脹泄瀉、胎動不安等癥，是臨床常用藥物[1]。

揮發油為白術主要活性成分之一，具有抗腫瘤、促進胃腸運動和提高機體耐缺氧能力等作用[2-4]，但其成分復雜，不同的提取方法提取的揮發油成分也不同，周日寶等[5]分別采用水蒸氣蒸餾法、超聲波溶劑提取法和超臨界CO2萃取法提取白術揮發油成分，經GC-MS分析分別鑒定出15、20、37個化合物。為較全面研究白術揮發油的成分組成，本實驗分別采用水蒸氣蒸餾法和頂空進樣法對白術中揮發性成分進行提取，GC-MS進行分析，并結合保留指數對化合物定性，為白術揮發油的質量控制提供一定科學依據。

1 材料與試藥

Agilent 7890 A GC氣相色譜儀，Agilent 5975C MSD 質譜儀，Agilent 7697 A HS 頂空進樣器，色譜數據處理系統（MSD Chemstation Data AnalysisApplication、AMDIS Chromatogam）；NIST 11質譜數據庫。正構烷烴混合對照品C7～C30（sigma公司，編號：49451-U），所用試劑為分析純。

白術由四川新荷花飲片公司提供，產地四川，經成都中醫藥大學盧先明教授鑒定，為菊科植物白術Atractylodes macrocephala Koidz.的干燥根莖。

2 方法及結果

2.1 揮發性成分的提取

2.1.1 水蒸氣蒸餾法 取白術樣品粉末（過2號篩）約50 g，置1000 mL圓底燒瓶中，加蒸餾水500 mL，浸泡2小時，照《中國藥典》2015年版（通則2204）揮發油測定法甲法測定。

2.1.2 頂空進樣法 取白術粉末（三號篩）0.5 g，精密稱定，放入容量為20 mL的頂空進樣瓶中，密封，置頂空進樣器中進樣。樣品瓶加熱溫度120 ℃；樣品環溫度140 ℃；傳輸線溫度160 ℃；樣品瓶加熱時間10 min；樣品環平衡時間0.5 min，進樣時間1 min。

圖1 C7～C30混合對照品、白術GC-MS總離子流圖

2.2 GC-MS分析條件

色譜柱HP-5MS 5% Phenyl Methyl Siloxane ( 0.25 μm × 30 m × 0.25 mm)，氣化室溫度260 ℃，接口溫度270 ℃，程序升溫：初始溫度60 ℃，以每分鐘10℃升溫至120 ℃，再以5 ℃每分鐘升溫至220 ℃，最后10 ℃每分鐘升溫至270 ℃。進樣量量為1 μL，分流比10：1。離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃，EI電離，電子能量70 eV，掃描范圍20～450 m/z。測定正構烷烴C7～C30混合對照品和白術樣品的總離子流圖，見圖1。

2.3 Kováts 保留指數的測定

取正構烷烴C7～C30混合對照品，按照“2. 2”項下色譜條件分析。根據 Van Den Dool 與 Kratz 提出的公式[6]計算各待鑒定化合物的保留指數。RI=100(txtn)/( tn+1-tn) ，其中，tx為被分析組分的保留時間（min），tn、tn+1分別為碳原子數為n和n+1的正構烷烴的保留時間（min），且tn+1 ＞ tx＞ tn。

將待鑒定化合物的計算RI與NIST質譜庫檢索出匹配度高的化合物在文獻中的RI*進行比對，以質譜圖相似度和保留指數接近度最高的化合物為最佳鑒定結果[7]。保留指數的應用見表1 。

表1 保留指數的應用

2.4 白術揮發性成分分析結果

經GC-MS分析得到C7～C30混合對照品、白術揮發性成分的總離子流圖，面積歸一化法對化合物定量，再結合保留指數對化合物進行鑒定，結果見表2。

表2 不同提取方法白術揮發性成分分析結果

注：RI為測定值；RI*為NIST11檢索值；“ --” 表示未檢出或低于檢測限。

3 結論與討論

本實驗采用GC-MS結合保留指數分析2種提取方法提取的白術揮發性成分，結果共鑒定了26個化合物。采用水蒸氣蒸餾法提取的揮發油中共鑒定了17個化合物，主要為烯類、酮類、醇類和醛類，占揮發油總量的98.14%，其中含量較高的3個化合物為蒼術酮（60.94%）、3,7(11)－芹子二烯（8.06%）、γ-欖香烯（4.79%）；采用頂空進樣法提取的揮發性成分中共鑒定了16個化合物，主要為烯類、酮類和酚類，占揮發油總量的95.19%，其中含量較高的3個化合物為蒼術酮（42.96%）、3,7(11)－芹子二烯（13.83%）、大根香葉烯B（10.75%）?？梢妰煞N提取方法得到的揮發性成分中含量較高的化合物基本相同，但相對含量差別較大。兩種分析結果中共有的化合物有7種，分別為蒼術酮、3,7(11)－芹子二烯、大根香葉烯B、γ-欖香烯、β-桉葉烯、反式石竹烯和7-乙炔基-1,4a-二甲基-4a,5,6,7,8,8a-六氫-2（1H）-萘酮，它們的出峰時間集中在11.925～16.871 min，頂空進樣法提取的其他揮發性成分集中在前階段出峰，主要為易揮發的小分子化合物，水蒸氣蒸餾法提取的其他揮發性成分集中在后階段出峰，主要為沸點相對較高的難揮發性成分。

本研究首次采用頂空進樣法分析白術中揮發性成分，該方法藥材需要量小，操作簡單快捷，且無溶劑殘留，但由于加熱時間較短，揮發性成分可能提取不夠充分；水蒸氣蒸餾法為傳統的中藥揮發油提取方法，操作簡便，成本較低，但提取時間較長，藥材需要量較大。兩種提取方法各有利弊，且分別側重于不同類型的揮發性成分，兩者結合可得到較全面的白術揮發性成分信息，為白術揮發油的質量控制提供科學依據。

中藥揮發油成分復雜，僅通過組分的質譜峰與NIST質譜庫圖譜匹配，對化合物定性并不可靠，本實驗采用GC-MS結合保留指數對不同提取方法得到的白術揮發性成分進行分析，較單純使用NIST質譜庫圖譜匹配準確度大大提高，從而對白術揮發性成分有效定性。

[1] 中國藥典. 一部[S]. 2015：103.

[2] 郭楠楠. 蒼術酮誘導人肝癌細胞(HepG_2)凋亡的實驗研究[D]. 深圳大學, 2015.

[3] 陳鎮, 夏泉, 黃趙剛,等. 白術揮發油對小鼠胃腸功能的影響[J]. 中國實驗方劑學雜志, 2009, 15(8)：66.

[4] 李昕, 何花, 肖木欣,等. 白術揮發油對小鼠耐缺氧能力的影響[J]. 湖南師范大學學報：醫學版, 2012, 9(3)：17.

[5] 周日寶, 吳佳, 童巧珍,等. 不同提取方法中白術揮發油成分的比較研究[J]. 中藥材, 2008, 31(2)：229.

[6] Van Den Dool H, Kratz PD. A generalization of the retention index system including linear temperature programmed gasliquid partition chromatography[J]. J Chromatogr, 1963,11：463.

[7] 王堅, 陳鴻平, 劉友平,等. Kováts保留指數在中藥揮發油成分定性中的作用—青皮[J]. 中國實驗方劑學雜志, 2013,19(14)：92.

Analysis of Baizhu volatile components extracted with different methods by GC-MS combing with Kovats RetentionIndex

PAN Huan-huan, CHEN Mei-jun, LIU You-ping, LIU Fei, ZHANG Xin, CHEN Lin, CHEN Hong-ping//(School of Pharmacy,Chengdu University of Traditional Chinese Medicine; Key Laboratory of Standardization for Chinese Herbal Medicine, Ministry of Education; National Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources, Chengdu 611137, Sichuan)

Objective: To analyze volatile components in Baizhu extracted with different methods. Method: Volatile compounds were extracted using steam distillation and headspace sampling. GC-MS combing with Kovats retention index was used to detect and analyze the chemical constituents of the volatile compounds. Result: There was a certain difference between the volatile compounds extracted by the above two methods. Totally, 26 volatile components were identi fi ed. 17 compounds were identi fi ed by steam distillation, mainly alkenes, ketones, alcohols and aldehydes. 16 compounds were identi fi ed by the method of headspace sampling, mainly alkenes, ketones and phenols. Conclusion: Steam distillation and headspace sampling are used to extract the volatile components from different boiling points. The combination of them can get comprehensive information of Baizhu volatile components to provide a scienti fi c basis for the quality control of Baizhu volatile oil.

Baizhu; volatile compounds; steam distillation; headspace sampling; GC-MS; retention index

R 283.6

A

1674-926X(2017)04-007-03

國家自然科學基金青年科學基金項目(81303226)；四川省中醫藥管理局中醫藥科學技術研究專項（2016C061）

成都中醫藥大學藥學院，中藥材標準化教育部重點實驗室,中藥資源系統研究與開發利用省部共建國家重點實驗室培育基地，四川 成都 611137

潘歡歡(1990～)，女，漢，在讀碩士研究生，從事中藥化學成分與質量標準化研究。Tel：18280131525 Email：745957352@qq.com。

*陳鴻平（1980～），女，漢，博士，高級實驗師，從事中藥炮制、中藥質量標準化及藥效物質基礎研究Tel：13982283303 Email：chen-hongping@126.com

2017-1-5

(責任編輯：傅舒)