GC-MS联用法分析不同产地茅苍术挥发油成分

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)

中 药 研 究

GC-MS联用法分析不同产地茅苍术挥发油成分

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：研究不同产地茅苍术挥发油的化学成分，并推测其主要成分的质谱裂解规律。方法：采用水蒸气蒸馏法提取挥发油，GC毛细管柱色谱法进行分析，峰面积归一化法测定不同产地茅苍术挥发油化学成分的相对含量，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：从茅苍术挥发油中鉴定了54个化合物，推测了茅苍术挥发油中倍半萜化合物的质谱裂解规律—侧链断裂后六元环开环。结论：本研究通过对茅苍术挥发油成分的分析及其倍半萜类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。

茅苍术；挥发油；气相色谱-质谱

茅苍术为菊科植物茅苍术A.lancea(Thunb.)DC.的干燥根茎，为中医常用药材之一，始载于《神农本草经》，具燥湿健脾、祛风散寒、明目之功效，用于湿阻中焦，脘腹胀满，泄泻，水肿，脚气痿蹩，风湿痹痛，风寒感冒，夜盲，眼目昏涩等症[1]，主产于江苏、湖北、河南、浙江、安徽等地。茅苍术挥发油的主要成分为倍半萜类，据文献报道，β-桉叶醇具有一定的保肝、镇痛、抗缺氧作用并能促进胃肠运动；苍术酮具有抗胃溃疡及保肝作用；茅术醇能抗病毒、促进胃肠运动[2-4]。GC-MS技术常用于中药挥发油的研究[5-6]，而挥发油为茅苍术的药效组分之一，本研究对茅苍术挥发油进行气相色谱-质谱联用分析，并总结其主要倍半萜类化合物的质谱裂解规律。

1 仪器与试药

1.1 实验药材

8个茅苍术样品产地分别为：A.安徽亳州；B.浙江金华；C.江苏苏州；D.江苏南京；E.浙江杭州；F.广东梅州；G.四川成都；H.云南昆明。药材经鉴定为茅苍术(A.lancea)的干燥根茎。

1.2 实验仪器

美国Agilent公司7890A气相色谱仪和5975C型质谱联用仪(GC-MS)，5975C数据处理系统NIST标准质谱图库。

2 方法与结果

2.1 GC-MS条件

DB-1701毛细管柱(0.25 mm×60 m,0.25 μm)。程序升温：起始柱温100℃，维持2 min，以2.5℃/min升温至280℃维持6 min。进样口温度300℃；流速1.2 mL/min；分流比为5∶1；进样量1 μL；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70 eV；采集方式为全扫描模式(Full Scan)，扫描范围m/z 20～55；溶剂延迟时间6 min。

2.2 挥发油样品的制备

称取已粉碎至20目的茅苍术药材粉末10 g，按固液比1∶20加入蒸馏水200 mL，浸泡1 h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4 h)，得淡黄色透明状挥发油，无水硫酸钠干燥，置于4℃冰箱备用。

2.3 不同产地苍术挥发油的GC-MS分析

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

2.4 GC-MS分析结果

图1为G样品的TIC图。经计算机NIST质谱数据库系统检索，再反复与相关文献资料核对，进一步确认挥发油的化学成分[7-8]。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。表中的各化合物按其从DB-1701型毛细管色谱柱中流出的先后顺序排列。由图1可见，鉴定出54个化合物，其中相对含量较高的成分依次为β-桉叶醇(β-Eudesmol)、苍术酮(Atractylone)、茅术醇(Hinesol)、马榄烯(Maaliene)、β-榄香烯(β-Elemene)、芹子烯(Selinene)。

2.5 茅苍术挥发油中主要倍半萜类化合物的质谱裂解规律推断

从GC-MS分析结果中发现马榄烯、β-榄香烯、芹子烯有相同m/z 204；β-桉叶醇、茅术醇有相同m/z 222，另一个倍半萜类化合物苍术酮m/z 216。由图2可知，β-榄香烯可能的裂解途径：先从侧链断开，异丁烯基未完全断裂，先失去甲基后再失去m/z 40，给出m/z 121为基峰。芹子烯可能的裂解途径：先从侧链异丁烯基开始裂解，然后失去甲基，双键重排，给出m/z161碎片峰，之后六元环开裂，逐级裂解，给出m/z 105为基峰。马榄烯可能的裂解途径：侧链断裂后，六元环开环给出m/z 161为基峰。苍术酮可能的裂解途径：先失去支链甲基，双键重排，给出m/z 173碎片峰，接着呋喃氧环开裂后六元环裂开给出基峰m/z 108。β-桉叶醇可能的裂解途径：先脱去一个水分子，给出m/z 204碎片峰后侧链异丁烯基断裂，接着另一侧的六元环开环给出基峰m/z 149。茅术醇可能的裂解途径：先脱一个水分子再断异丁烯基，侧链甲基断裂给出基峰m/z 161。

图1 样品G挥发油成分的TIC图注：1.β-榄香烯；2.芹子烯；3.马榄烯；4.苍术酮；5.茅术醇；6.β-桉叶醇

表1 不同产地茅苍术挥发油成分的化学组成

续表1 不同产地茅苍术挥发油成分的化学组成

注:-表示未检出此成分

图2 β-榄香烯(1)；芹子烯(2)；马榄烯(3)；苍术酮(4)；β-桉叶醇(5)；茅术醇(6)可能的质谱裂解规律

3 讨论

3.1 茅苍术挥发油的主要生物活性化学成分

8个样品中已鉴定的化合物占挥发油总量的89.36%～95.79%。其中，6个倍半萜类化合物的相对含量较高，依次为：β-桉叶醇、苍术酮、茅术醇、马榄烯、β-榄香烯、芹子烯，占总挥发油含量的35.57%～81.82%。其中，A、C、F、G四个样品中挥发油的主要成分为β-桉叶醇(31.66%～46.73%)，其次为苍术酮(14.03%～21.6%)；而B、D、E、H四个样品中挥发油的主要成分为苍术酮(20.97%～42.08%)。另外，茅术醇含量也相对较高。由此可知，不同产地的茅苍术挥发油主成分大致相同，但含量存在差异，可能导致其药效存在差异。苍术挥发油的有效成分主要为倍半萜类和聚乙炔类[9-12]，后者在本研究中检出的相对含量较低。

3.2 茅苍术挥发油中倍半萜类化合物的质谱裂解规律

本研究推测茅苍术挥发油中倍半萜类化合物质谱裂解规律为—侧链断裂后六元环开环。见图2。为GC-MS法分析生苍术、苍术饮片及含苍术中药复方等中倍半萜类化合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，对倍半萜类化合物的结构鉴别，定性分析和药代动力学研究有一定的参考作用。

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Analysis on the Volatile Components ofAtractylodesLanceafrom Different Origins by GC-MS

GAO Yan, WANG Zhi-bin, YANG Chun-juan, WU Gao-song, CHEN Ya-jun, KUANG Hai-xue

(HeilongjiangUniversityofChineseMedicine,Harbin150040,China)

Objective: To analyze the chemical components of the essential oil extracted from different origins ofAtractylodeslancea, and to speculate the fragmentation rules of its main components. Method: The essential oil was extracted by steam distillation and analyzed by GC-MS, and the relative constituent content was calculated with peak area normalization method. The components were finally determined and identified by GC-MS and manual retrieval. Result: Fifty-four components were identified. The fragmentation rules of sesquiterpenes in the essential oil were speculated, i.e. side-chain cleavage before ring-opening. Conclusion: This study provides scientific foundation for the quality control and quality standard ofAtractylodeslanceaby analyzing its essential oil components and speculating the fragmentation rules of sesquiterpenes.

Atractylodeslancea; Essential oil; GC-MS

2016-07-04

2016-08-15

教育部博士点基金项目(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，硕士研究生，主要研究方向:中药药效物质基础研究。

*通讯作者：匡海学(1955-)，男，教授，博士生导师，主要研究方向：中药性味理论及中药药效物质基础研究。

R284

A

1002-2392(2017)03-0035-04