GC-MS联用法分析白芷挥发油的化学成分*

高　岩，王知斌，杨春娟，吴高松，陈亚军，匡海学

（黑龙江中医药大学教育部北药基础与应用研究重点实验室，黑龙江省中药天然药物药效物质基础研究重点实验室，黑龙江哈尔滨150040）

GC-MS联用法分析白芷挥发油的化学成分*

高岩，王知斌，杨春娟，吴高松，陈亚军，匡海学

（黑龙江中医药大学教育部北药基础与应用研究重点实验室，黑龙江省中药天然药物药效物质基础研究重点实验室，黑龙江哈尔滨150040）

目的：研究白芷挥发油的化学成分，并推测其主要成分的质谱裂解规律。方法：采用水蒸汽蒸馏法提取白芷挥发油，GC毛细管柱色谱法分析并以峰面积归一化法检测化学成分的相对含量，再以气相色谱-质谱联用技术辅助人工检索鉴定其化学成分。结果：鉴定出39个化合物并推测单萜及其衍生物的质谱裂解规律为支链断裂后六元环开环。结论：本研究通过对白芷挥发油成分的分析及其主成分化合物质谱裂解规律的总结，为其质量控制及标准制定提供科学依据。

白芷；挥发油；气相色谱-质谱

白芷为伞形科植物白芷Angelicadahurica（Fisch. ExHoffm.）Benth.et Hook.f.的干燥根。具有解表散寒，祛风止痛，宣通鼻窍，燥湿止带，消肿排脓的功效[1]。白芷的主要有效成分为香豆素类和挥发油，其中挥发油是镇痛、镇静及抗过敏作用的活性成分[2，3]。本研究对白芷挥发油进行气相色谱-质谱联用分析，并总结其主要化合物的质谱裂解规律。

1　实验部分

1.1仪器与试药

7890A气相色谱仪和5975C型质谱联用仪（美国Agilent公司）；5975C数据处理系统NIST标准质谱图库；DB-1701毛细管柱（0.25mm×60m，0.25μm）。

药材购于惠仁堂药店，经中药资源学教研室王振月教授鉴定为伞形科植物白芷（A.dahurica（Fisch.ExHoffm.）Benth.et Hook.F）的干燥根。

1.2GC-MS条件

程序升温：起始柱温50℃，以2.5℃·min-1升温至200℃维持6min。进样口温度300℃；流速1.2mL·min-1；分流比为5∶1；进样量1μL；载气为高纯氦气（99.99%）。接口温度280℃；EI电离；离子源温度230℃；电子轰击能量70eV；扫描范围m/z20～55；溶剂延迟时间6min。

1.3挥发油样品的制备

称取已粉碎至20目的白芷药材粉末20g，按固液比1∶10加入蒸馏水200mL，浸泡1h后按2015年版《中国药典》一部附录方法（不加二甲苯）进行水蒸气蒸馏，至馏出液无油珠止（约4h），得淡黄色透明状挥发油，无水硫酸钠干燥，置于4℃冰箱备用。

1.4白芷挥发油的GC-MS分析

精密移取白芷挥发油0.1mL置于10mL容量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀得供试品溶液。按“1.1”所述实验条件下对白芷挥发油样品进行分析得总离子流图（TIC）及相应的质谱图。

2　结果与讨论

2.1GC-MS分析结果

图1为白芷挥发油的TIC图。

图1　白芷挥发油成分的TIC图Fig.1TIC of angelica dahurica essential oil

由图1知，鉴定出39个化合物，主要为单萜及其衍生物和倍半萜及其衍生物，其中，含量较高的为单萜及其衍生物，主要有：α-蒎烯（α-Pinene）、莰烯（Camphene）、β-水芹烯（β-Phellandrene）、柠檬烯（Limonene）、松油烯（Terpinene）、莰酮（Camphor）、聚伞花素（Cymene）等。

经NIST质谱数据库系统检索并反复与相关文献资料核对，确认挥发油的化学成分[4-6]。然后以色谱峰面积归一化法计算各组分的相对百分含量，结果见表1。

表1　白芷挥发油成分的化学组成Tab.1Chemical composition of angelica dahurica essential oil

2.2白芷挥发油中主要单萜及其衍生物的质谱裂解规律推断

从GC-MS分析结果中发现α-蒎烯、莰烯、β-水芹烯、柠檬烯、松油烯有相同m/z 136；莰酮和聚伞花素分别有m/z152和m/z134。

图2　可能的质谱裂解途径Fig.2Cracking reaction

由图2可知，α-蒎烯可能的裂解途径：先断开甲基支链给出m/z93为基峰，再开环给出m/z41碎片峰。莰烯可能的裂解途径：先双键重排，失去甲基支链，给出基峰m/z93，再开环给出m/z41碎片峰。β-水芹烯可能的裂解途径与莰烯相似。柠檬烯可能的裂解途径：先双键重排，失去支链甲基，给出m/z 79碎片峰，接着六元环裂开给出基峰m/z68。聚伞花素可能的裂解途径：先失去一个异丙基上的支链甲基给出基峰m/z119，接着失去所有支链得m/z77碎片峰，之后六元环开环给出m/z41碎片峰。松油烯可能的裂解途径：先断开异丙基，给出基峰m/z 93，之后甲基断裂，六元环开环给出碎片峰m/z41。莰酮可能的裂解途径：先脱一个水分子再断桥环给出基峰m/z95，之后再断开支链甲基并开环给出碎片峰m/z41。

3　结论

（1）白芷挥发油的主要化学成分白芷挥发油中已鉴定的化合物占挥发油总量的99.89%。其中，单萜及其衍生物的相对含量较高，主要为α-蒎烯、莰烯、β-水芹烯、柠檬烯、松油烯、莰酮、聚伞花素等，占总挥发油含量的72.51%，其中，含量最高的成分为聚伞花素（16.55%），其次为莰酮（12.75%）、β-水芹烯（10.11%）、柠檬烯（9.87%），与文献报道[6-8]的白芷挥发油成分以饱和烃、醇类、脂类、有机酸类等为主有所不同，这种差异可能与其品种、产地、种植条件以及药材前处理、检测条件等因素有关。

（2）白芷挥发油中单萜及其衍生物的质谱裂解规律本研究推测白芷挥发油中单萜及其衍生物的质谱裂解规律为——侧链断裂后六元环开环。为GC-MS法分析生白芷、白芷饮片及含白芷中药复方等中单萜及其衍生物的定性分析提供一定依据，也为大多数此类化合物的质谱分析提供数据依据，对单萜及其衍生物的结构鉴别，定性分析和药代动力学研究有一定的参考作用。

［1］国家药典委员会.中华人民共和国药典（一部）［M］.北京:化学工业出版社,2015.105-106.

［2］吴媛媛,蒋桂华,马逾英,等.白芷的药理作用研究进展［J］.时珍国医国药,2009,20（3）:625-627.

［3］朱艺欣,李宝莉,马宏胜,等.白芷的有效成分提取、药理作用及临床应用研究进展［J］.中国医药导报,2014,31（11）:159-166.

［4］赵爱红,杨秀伟,杨鑫宝,等.祁白芷挥发油成分的GC-MS分析［J］.中国中药杂志,2011,5（36）:603-607.

［5］李玲,吕磊,张薇,等.运用GC-MS结合PCA技术对川白芷与杭白芷挥发油成分的比较分析［J］.药物分析杂志,2011,31（1）: 112-118.

［6］聂红,沈映君.白芷挥发油的GC-MS分析［J］.贵阳中医学院学报,2002,24（2）:58-60.

［7］马逾英,王娜,张利,等.亳白芷挥发油成分的气相色谱-质谱联用分析［J］.时珍国医国药,2009.11（20）:2667-2669.

［8］郭耀杰,吴卫,李静夜,等.川白芷不同品种（系）挥发油成分GC-MS分析［J］.中国实验方剂学杂志,2013,19（8）:110-115.

Analysis of the volatile components of angelica dahurica by GC-MS*

GAO Yan，WANG Zhi-bin，YANG Chun-juan，WU Gao-song，CHEN Ya-jun，KUANG Hai-xue
（Key Laboratory of Chinese Materia Medica（Ministry of Education）,Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040,China）

Objective:To analyze the constituents of the essential oil from Angelica dahurica,and to speculate the mass frag-mentation rules of its main components.Method:The essential oil was extracted by water-steam distillation and analyzed by GC-MS,relative content of compositions for calculating with peak area normalization method.The components were determined with nor-malization method,and identified by GC-MS and co-artificial searches.Result:Thirty-nine components were identified.The mass frag-mentation rules of monoterpene and its derivatives were side-chain cleavage then ring-opening.Conclusion:This study provided scientific foundation for the quality control and standard establishment of A.dahurica by analyzing its essential oil components and speculating the mass frag-mentation rules of monoterpene and its derivatives.

angelica dahurica；essential oil；GC-MS

R284

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20161120

2016-07-18

教育部博士点基金项（20132327120002）；黑龙江中医药大学“优秀创新人才”支持项目（2012RCD05）；黑龙江中医药大学“杰出人才培养”基金项目（2012cj02）

高岩（1993-），女，在读硕士研究生，主要从事中药药效物质基础研究。

匡海学（1955-），男，教授，博士生导师，主要从事中药性味理论及中药药效物质基础研究。