SPME-GC/MS 法測定溫郁金揮發性成分

鄭思躍，張文彬，袁江豪，凌思豪，孟迪超，王 聰

（杭州職業技術學院臨江學院，浙江 杭州 310018）

溫郁金[1]（Curcuma wenyujin Y.H.Chen et C.Ling）又名溫莪術、黑郁金，為姜黃屬郁金的栽培品種。將溫郁金的塊根洗凈，上籠蒸后曬干，即為溫郁金；根莖洗凈后，除去須根及糙皮，蒸熟后曬干為溫莪術；將根莖洗凈后，用刀縱切成薄片，直接曬干為片姜黃。溫郁金是一種植物可加工成三種中藥飲片的藥材。其主產區為浙江瑞安，氣微香，味微苦，具有活血止痛，行氣解郁，清心涼血，利膽退黃功效。其根莖揮發性成分主要為倍半萜醇和倍半萜烯等活性物質[2-3]。現代藥理研究表明，溫郁金具有很好的抗癌作用，對于癌癥研究有很大的貢獻[4-5]。

固相微萃取技術以熔融石英光導纖維或其它材料為基體支持物，采取“相似相溶”的特點，在其表面涂漬不同性質的高分子固定相薄層，通過直接或頂空方式，對待測物進行提取、富集、進樣和解析。然后將富集了待測物的纖維直接轉移到氣相色譜儀中，在進樣口進行熱解吸，導入色譜柱進行分離分析。筆者對天然產物采用多種前處理方法進行過研究，包括鐵皮石斛的裂解氣相色譜指紋圖譜及其系統聚類分析[6]、菊花的氣相色譜圖譜及其系統聚類分析[7]和檸檬草的SFEGC/MS 譜圖及其主成分分析[8]，因此積累了較為豐富的經驗。本研究收集市售溫郁金樣品，采用SPME-GC/MS 在選定的條件測得其揮發性組分的色譜圖，得到50 多個色譜峰，經質譜分析比對NIST 14 譜庫并結合相關文獻報道對主要揮發性成分1～35 號峰進行鑒定。

1 儀器與材料

1.1 儀器與材料

Agilent 7890A/5975C 氣相色譜/質譜聯用儀（美國Agilent 公司）；Supelco 型手動固相微萃取裝置，配65 μm 聚二甲基硅氧烷（PDMS）/二乙烯基（DVB）萃取頭；Agilent 15 mL 頂空瓶（美國Agilent 公司）；CP224S 分析天平（德國Satorious 有限公司）；天津FW177 中草藥粉碎機。市售瑞安市陶山鎮溫郁金樣品。

1.2 儀器分析條件

GC/MS 條件：美國Agilent HP-5ms 石英毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；柱箱升溫程序：初始溫度50 ℃，以15 ℃/min 速率升至155 ℃（保持1 min），以2 ℃/min 速率升至220 ℃（保持5 min）；進樣口溫度：280 ℃。不分流；載氣：氦氣；流速：1.0 mL/min。電子轟擊（EI）離子源，電離能量70 eV，溫度：230 ℃。掃描范圍：m/z 50～650；傳輸線溫度280 ℃。

1.3 試驗方法

取干燥溫郁金樣品10 g，用中藥粉碎機打碎成粉末，過0.125 mm 篩子，裝密封袋備用。

SPME 操作過程：稱取粉末樣品2.00 g，裝入15 mL 頂空樣品瓶中，用聚四氟乙烯隔墊密封，于90 ℃水浴恒溫預熱30 min，將固相微萃取的萃取頭通過隔墊插入樣品瓶中，頂空吸附30 min，在氣相色譜進樣口于280 ℃下解吸5 min 后，經氣相色譜和質譜進行分析。

2 結果與討論

2.1 優化SPME 試驗條件

考察萃取條件時，萃取濃度與總峰面積是成正比的，所以把總峰面積作為考察指標。溫郁金含有單萜、倍半萜及其衍生物等活性物質，因此采用配65 μm 聚二甲基硅氧烷（PDMS）/二乙烯基（DVB）萃取頭（適用于揮發物、胺和硝基芳香化合物的萃取）進行萃取。以樣品量、萃取溫度和萃取時間為考察因素。結果表明，當樣品量為2.00 g、萃取溫度90 ℃、頂空時間30 min，溫郁金樣品達到萃取平衡。

2.2 實驗的重現性

取溫郁金樣品5 份，在優化的條件下，連續進樣5 次，考察其色譜峰調整保留時間和相對峰面積的重現性（用RSD 表示）。結果表明：色譜峰調整保留的RSD 均在0.20%以內，峰面積的RSD 均在0.78%以內。因此，該法具有良好的重現性。

2.3 溫郁金樣品SPME-GC/MS 分析

萃取頭上吸附的揮發性組分，在氣相色譜進樣口瞬間解吸出來，經載氣帶入到石英毛細管柱進行分離，再經質譜分析，通過計算機以面積歸一化法計算溫郁金揮發性成分的面積百分含量，通過NIST 14 譜庫并結合相關報道文獻對主要揮發性成分1～35 號峰進行鑒定。

圖1 為溫郁金樣品SPME-GC/MS 總離子流圖，橫坐標為時間（單位：min），縱坐標為揮發性成分的豐度。

圖1 溫郁金樣品SPME-GC/MS 總離子流圖Fig.1 A typical SPME-GC/MS Total Ion Chromatogram of Curcuma wenyujin samples

由圖1 可知，溫郁金的SPME-GC/MS 總離子流圖共有50 多個色譜峰，結合文獻[9]及NIST 14質譜庫共鑒定出35 種物質，占總峰面積的81.326%。其中，峰1～4 為單萜類化合物，具有抗氧化、抗菌作用；峰5、6、8～12 均為倍半萜類化合物，具有一定的芳香性；峰19～32 為倍半萜的氧化衍生物，具芳香性、抗炎性等作用；峰33、34 為脂肪酸，峰35 為角鯊烯。峰7 為莪術烯，峰13～18為異莪術呋喃二烯、姜黃酮、吉馬酮、莪術二酮、新莪術二酮、莪術醇，均為溫郁金的標志性揮發性產物，在抗腫瘤、抗病毒方面發揮重要作用。

3 結論

從本研究來看，采用SPME 萃取溫郁金，得到50 多個揮發性化合物，對其中35 個物質進行定性，這些化合物主要為單萜、倍半萜及其衍生物，其中莪術烯、異莪術呋喃二烯、姜黃酮、吉馬酮、莪術二酮、新莪術二酮、莪術醇均為溫郁金標志性揮發性產物，在抗腫瘤、抗病毒方面發揮重要作用。