PY-GC-MS法分析顯齒蛇葡萄揮發性成分

羅文杰 陳子儀 張 敏*

1.中南林業科技大學材料科學與工程學院，湖南 長沙 410000 2.北京化工大學巴黎居里工程師學院，北京 100029；

顯齒蛇葡萄Ampelopsisgrossedentata(Hand.-Mazz.)W. T. Wang系葡萄科蛇葡萄屬的一種木質藤本植物，又名藤茶、神仙草、長壽藤、土家甘露等，是我國特有的食藥同源的植物[1]。瑤族、壯族、土家族將其幼嫩莖葉制成防病治病的保健茶，具有特異清新香的特點，藥用可治療感冒發熱、咽喉腫痛、糖尿病、肝炎、心腦血管疾病、皮膚病等癥。顯齒蛇葡萄作為保健茶和中草藥已有數百年的應用歷史[2-3]。

現代研究[4]表明顯齒蛇葡萄具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤、降血糖、肝保護、消炎解毒等多種藥理作用。以土家藥顯齒蛇葡萄為主藥。在中西醫結合防治新型冠狀病毒肺炎中，亦取得良好的臨床效果[5]。目前國內外學者普遍采用提取或萃取技術將顯齒蛇葡萄進行預處理，對其化學成分及揮發油進行深入研究，從中發現許了多新的生物活性[6-8]。但迄今為止，尚未見關于其熱裂解揮發性成分的研究報道。

熱裂解氣相色譜質譜法(PY-GC-MS)，即在熱分離后揮發組分直接經GC分離和MS的檢測，進行定性和定量分析，整個過程操作快速簡單、樣品用量少、分離效能高、重現性好[9-11]。本實驗采用PY-GC-MS技術直接分析顯齒蛇葡萄熱裂解揮發性成分，為其成分分析和質量控制提供一種簡單、高效的新方法，以期為該保健茶的進一步開發應用奠定理論基礎。

1 儀器與材料

1.1 儀器 裂解-氣相色譜-質譜聯用儀(PY-GC-MS)、CDS-5200型熱裂解儀(美國CDS公司)、trans-1300/ISQ型氣相色譜-質譜聯用儀(美國賽默飛科技有限公司)。

1.2 材料 顯齒蛇葡萄購于湖南張家界茅巖莓有限公司，經吉首大學林產化工重點實驗室田春蓮教授鑒定為葡萄科蛇葡萄屬顯齒蛇葡萄Ampelopsisgrossedentata(Hand.-Mazz.) W. T. Wang，樣品存放于中南林業科技大學材料科學與工程學院。

2 方法與結果

2.1 分析條件

2.1.1 顯齒蛇葡萄熱裂解(PY)分析條件 取1mg顯齒蛇葡萄粉末置于熱裂解儀的石英管中，兩端用石英棉封好，放入熱裂解儀的裂解頭加熱絲中，分別設置熱裂解探頭最終溫度為300、450、600 ℃，保持15 s。傳輸管線250 ℃。熱裂解探頭初始溫度:30 ℃；升溫速率:30 ℃ /ms；進行快速熱裂解，產生的揮發性成分由載氣He直接導入GC/MS中進行分離鑒定。

2.1.2 色譜(GC)條件 色譜柱采用TR-5MS石英彈性毛細柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，進樣口溫度250 ℃，載氣為高純氦氣(99.999%)，流速1.0 mL/min，分流進樣，分流比1∶60。程序升溫：柱箱初始溫度40 ℃，保持2 min， 以 5 ℃/min 的升溫速率升到120 ℃，再以10 ℃/min的升溫速率升到230 ℃，平衡10 min，運行時間59 min。

2.1.3 質譜(MS)條件 電子轟擊離子源 EI，電子能量70 eV，離子源溫度為280 ℃，傳輸線溫度250 ℃，檢測離子質量掃描范圍30～500 amu，溶劑延遲1.0 min。

2.1.4 數據分析與處理 利用 NIST標準數據庫對得到的質譜圖進行檢索和人工分析，査對有關質譜資料，結合保留時間和質譜分別對各峰加以確認，匹配度≥ 70%作為物質鑒定標準，確定成分。釆用峰面積歸一化法進行定量，得到各組分的相對含量。

2.2 PY-GC-MS檢測結果

2.2.1 顯齒蛇葡萄熱裂解揮發性成分的總離子流圖 顯齒蛇葡萄分別在300、450、600 ℃下熱裂解，其揮發性成分總離子流色譜圖如圖1所示。

2.2.2 顯齒蛇葡萄在不同熱裂解溫度下揮發性成分 按照 2.1.1的方法，分別在300、450、600 ℃溫度下，對顯齒蛇葡萄進行熱裂解分析，產生的揮發性組分如表2和圖1所示。

圖1 顯齒蛇葡萄在不同溫度下熱裂解揮發性成分的總離子流圖(從上至下:300 ℃,450 ℃,600 ℃)

由表1可知，顯齒蛇葡萄分別在300、450、600 ℃條件下熱裂解所得的揮發性成分中，共鑒定出45種化學成分。在300 ℃熱裂解溫度下，共檢出化合物20 種，占總峰面積的41.46%。其中含量最高的成分是乙酸(17.61%)，其次是氨基甲酸銨(6.64%)和9,12,15-十八碳三烯酸(3.20%)，在450 ℃熱裂解溫度下，共檢出化合物34 種，占總峰面積的67.25%。其中含量較高的分別為棕櫚酸(5.97%)，9,12,15-十八碳三烯酸(5.73%)，醋酸(5.72%)，在600 ℃熱裂解溫度下，共檢出化合物31種，占總峰面積的70.01%。其中含量最高的成分2,3-丁二酮(11.07%)，其次是棕櫚酸(6.54%)，9,12,15-十八碳三烯酸(5.79%)。從表中可以看出，在 300 ℃條件下的裂解產物較少，450 ℃、600 ℃下的熱裂解產物明顯增多。顯齒蛇蛇葡萄在上述3種溫度下熱解，產生的揮發性共有組分為乙酸、2-呋喃甲醇、3-甲氧基兒茶酚、吲哚、2,6-二甲氧基苯酚、2,6-二甲氧基-4-(2-丙烯基)-苯酚、異丁香酚、咖啡因、棕櫚酸、植物醇、亞麻酸、十八酸。

表1 顯齒蛇葡萄在不同溫度下的熱裂解揮發性成分

表1 顯齒蛇葡萄在不同溫度下的熱裂解揮發性成分

由表2可以看出，顯齒蛇葡萄在300 ℃、450 ℃、600 ℃ 熱裂解溫度下，產生的揮發性成分主要為有機酸、酮類、酚類、醇類、含氮雜環化合物、呋喃類、苯系物、酯類、醛類。在300 ℃熱裂解溫度下，檢出有機酸類30.24%， 酚類3.78%， 醇類2.87%，酮類2.22%，酯類0.5%，含氮化合物0.47%，醛類0.32%。在450 ℃熱裂解溫度下，檢出有機酸類20.25%，酚類 9.51%，酮類8.46%，醇類8.10%，含氮化合物7.16%，呋喃類3.87%，酯類3.40%，苯系物2.94%。在600 ℃熱裂解溫度下，檢出酮類16.79%， 酚類15.82%，有機酸類14.81%，含氮化合物7.53%，苯系物6.74%，醇類4.36%，呋喃類1.55%。以上可見，不同溫度下熱解過程中，其有機酸、呋喃類、醛類相對含量隨著熱解溫度增加下降，酮類、酚類、含氮雜環化合物、苯系物及一些其他化合物相對含量則有所增加。

表2 不同溫度下揮發成分中各類成分相對含量 (%)

3 討論

3.1 顯齒蛇葡萄熱解揮發性成分的變化 顯齒蛇葡萄熱解揮發性成分比較復雜，不同的熱解溫度對揮發性成分有一定的影響。PY-GC-MS 結果顯示，顯齒蛇葡萄在不同溫度下熱解過程中，共鑒定出45種揮發性成分，檢測的物質主要分為有機酸、酮類、酚類、醇類、含氮雜環化合物、呋喃類、苯系物、酯類、醛類。其中，有機酸、呋喃類、醛類相對含量隨著熱解溫度增加下降，其原因可能是高溫下產生熱裂解或轉化生成其他物質，有待于進一步探究。

3.2 顯齒蛇葡萄熱解成分中有機酸含量較高 熱解檢出的揮發性成分中，有機酸含量較高，主要包括括甲酸、乙酸等小分子有機酸和棕櫚酸、亞麻酸、硬脂酸等高級脂肪酸。這些高級脂肪酸在醫藥、生命健康方面也有一定的重要作用。據報道，棕櫚酸對肝纖維化具有保護作用，亞麻酸具有降低血脂、軟化血管、促進微循環的藥理作用[12]。

3.3 PY-GC-MS技術可用于植物揮發性成分檢測 利用 PY-GC-MS 技術可以快速熱解顯齒蛇葡萄，檢測顯齒蛇葡萄中的揮發性成分，與溶劑提取比較，樣品用量少,可直接進樣分析，分析速度快，具有操作簡單、靈敏度高等特點。PY-GC-MS 聯用技術是鑒定和評價天然植物的一種簡便適用的好方法。

根據PY-GC-MS數據，顯齒蛇葡萄揮發性成分隨溫度變化而變化，鑒定出45種化學成分，主要分為有機酸、酮類、酚類、醇類、含氮雜環化合物、呋喃類、苯系物、酯類、醛類。顯齒蛇葡萄熱解揮發性組分中富含有機酸，這些高級脂肪酸對人類的生命活動有著重要的作用。PY-GC-MS聯用技術分析顯齒蛇葡萄揮發性成分簡便快速，可用于植物資源質量評價。