GC-Q-TOF/MS分析銀杏果正己烷提取液中化學成分

魏小華，張軍毅，張虎軍

(江蘇省無錫環境監測中心，江蘇無錫 214000)

銀杏果為銀杏科植物銀杏(GinkgobilobaL.)的成熟種子，其味甘、苦、澀，性平，有毒，歸肺經，具有斂肺定喘、止帶縮尿之功效；銀杏屬于銀杏科Ginkgoaceae，現存僅1屬1種，為新生代第四紀冰川時期的孑遺植物，素有活化石之稱[1]。銀杏是我國特產，我國栽培種植銀杏的數量占世界首位，約占全世界總量的75%[2]。銀杏作為藥用已有600多年的歷史，其功效最早記載于《神農本草經》。各部位均有不同程度的藥用價值[3]，是傳統中藥。

現有研究顯示，銀杏果有廣泛的藥理活性。銀杏所含化學成分具有抗氧化、清除自由基、改善凝血功能、改善血流動力學作用，以及抗炎、改善心肌、腦缺血再灌注損傷作用[4-5]。以銀杏及其有效成分開發的制劑有片劑、膠囊劑、顆粒劑、口服液、注射劑、滴丸、糖漿、酊劑等，在日常生活中被廣泛應用[6-7]。該研究以銀杏果為試驗對象，通過溶劑萃取法提取銀杏果中的化學成分，并用氣相色譜-飛行時間質譜(GC-Q-TOF/MS)分析銀杏果中的化學成分，為科學合理地利用銀杏果提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料新鮮銀杏的果實，采摘于無錫市惠山區惠山古寺的古銀杏樹。Agilent 7890 B/7200 Q-TOF/MS四級桿飛行時間質譜儀(Gerstel MPS 2XL多功能進樣平臺)；DB-5MSUI毛細管色譜柱(30.0 m×0.25 mm，0.25 μm)；TegentHei-VAP/LR12型旋轉蒸發儀；DC12H型氮吹濃縮儀。正己烷、甲醇等均為農殘級；試驗用水為去離子水；無水硫酸鈉450 ℃烘干4 h后使用。

1.2 儀器條件

1.2.1色譜條件。進樣口溫度220 ℃，不分流，色譜柱為DB-5MSUI柱(30.0 m×0.25 mm，0.25 μm)；柱箱初始溫度50 ℃(3 min)，以8 ℃/min升至 150 ℃(2 min)，以5 ℃/min升至230 ℃(5 min)，以10 ℃/min升至280 ℃(15 min)。

1.2.2質譜條件。溶劑延遲3.0 min，70 eV，傳輸線280 ℃，EI源250 ℃，掃描質量范圍40～600 amu。

1.3 提取和分離采摘的銀杏果去掉外層果肉，保留內部果核，洗凈，通風處室溫晾置24 h去掉殼外水分，即得銀杏果。取50顆銀杏果，去掉堅硬的白色果殼，果仁稱重為79.82 g，備用。

提取裝置由雙頸燒瓶+恒壓滴液漏斗+蛇形冷凝管組成，恒壓滴液漏斗為收集器。搗碎果仁，裝入1 000 mL雙頸燒瓶，加入500 mL正己烷，裝好溫度計和冷凝管，62 ℃正己烷沸騰回流2 h，回流液冷卻至常溫用旋轉蒸發儀減壓(30 ℃，150 Pa)濃縮至10 mL左右。濃縮液過無水硫酸鈉，氮吹濃縮至約2 mL，過0.22 μm針式濾頭后收集于進樣小瓶中，定容至5 mL，混勻，取1 mL上機分析。

2 結果與分析

通過對銀杏果提取液的GC-Q-TOF/MS分析，其色譜圖見圖1。利用Qualitative Analysis B.6.00軟件和NIST MS Search 2.0程序檢索NIST 11數據庫并結合有關文獻的檢索最終確定銀杏果提取液中的化學組分，去掉匹配度低的化合物，從中共解析出216種化合物，采用峰面積歸一法確定了各組分的百分比含量，216種化合物占提取物組分的93.13%，匹配度均大于80%。其中大部分為烷烴、不飽和烯烴、酯類等，這些結構相對簡單的化合物共有134種，占組分的83.91%。剩下的82種化合物為結構相對復雜的單帖、倍半萜、甾醇類等化合物，占組分的9.22%，82種相對復雜的化合物其分子式等信息見表1。

圖1 銀杏果提取液GC-Q-TOF/MS色譜圖Fig.1 GC-Q-TOF/MS chromatogram of extracting solution Ginkgo biloba seeds

表1 銀杏果提取液GC-Q-TOF/MS分析結果

2.1 單萜、倍半萜類化合物從解析出的化合物中，有數量眾多的單萜、倍半萜類化合物。倍半萜類化合物因其骨架類型豐富，化學結構復雜多樣，是萜類化合物中數目最多的一類，且具有抗炎、抗腫瘤、免疫調節等生物活性[8]，廣泛應用于醫藥、食品、保健品等領域[9]。該試驗的倍半萜主要有杜松烷型倍半萜[10-11]和愈創木烷結構[12]的喇叭烯氧化物、桉油烯醇。

從圖2可看出，杜松烷型倍半萜和愈創木烷型倍半萜通過雙鍵的加成和消去，能形成多種醇、環烯烴等衍生結構，此類化合物含有多個手性原子，這也是其具有較強生物活性的原因之一。

注：箭頭表示烯鍵及官能團的開合方向Note：Arrows indicate the opening and closing directions of olefinic bonds and functional groups圖2 銀杏果正己烷提取液中杜松烷型倍半萜和愈創木烷型倍半萜的化學結構Fig.2 Chemical structures of cadinane sesquiterpenes and guaiane-type sesquiterpenoid in n-hexane extract of Ginkgo biloba

2.2 萜內酯和萜苷從解析出的化合物中，還含有倍半萜內酯和萜苷(圖3)。倍半萜內酯是一類廣泛分布于植物中的天然產物，含有15個碳骨架和1個或者多個內酯環。倍半萜內酯和萜苷具有顯著的抗炎、抗腫瘤等作用[13-14]。另外，還有一個類青蒿素的化合物2-Butyloxycarbonyloxy-1，1，10-trimethyl-6，9-epidioxydecalin，這類化合物均具有優良的生物活性[15-17]。

圖3 銀杏果正己烷提取液中萜內酯和萜苷的化學結構Fig.3 Chemical structures of the sesquiterpene lactones and sesquiterpene glycoside in n-hexane extract of Ginkgo biloba

2.3 甾醇類銀杏果正己烷提取液中還含有甾醇類物質，植物甾醇在多種植物中均含有，具有抑制膽固醇吸收、防治心腦血管疾病、抗炎抑菌、抗腫瘤、抗癌等作用[18-20]，應用廣泛。

圖4 銀杏果正己烷提取液中甾醇類的化學結構Fig.4 Chemical structures of the sterols in n-hexane extract of Ginkgo biloba

3 小結與討論

銀杏果在我國屬于藥食同源植物，具有很高的營養和藥用價值。該試驗利用氣相色譜-飛行時間質譜(GC-Q-TOF/MS)分析了銀杏果正己烷提取液中的化學成分，其中含有多種單帖、倍半萜類、萜類內酯和萜苷、甾醇等物質，并重點分析了這部分化合物及其結構信息，這部分化合物雖然占比僅為9.22%，但是這類化合物均具有良好的生物活性和藥理作用，也是化學分析研究重點關注的方向。該試驗通過對銀杏果正己烷提取液的解析，以期為銀杏果這一資源的充分開發和應用提供科學參考，讓銀杏果為人類健康與發展作出更大的貢獻。