顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用检测和鉴定蜈蚣的挥发性成分

周柏松，杨娜，王亚茹，李雅萌，刘金平，李平亚

（吉林大学药学院，长春 130021）

蜈蚣（Scolopendra）为蜈蚣科动物少棘巨蜈蚣（Scolopendrasubspinipesmutilans L.Koch）的干燥体，又名百足虫、千足虫、金头蜈蚣、百脚，是名贵的传统中药材，在我国有着历史悠久的临床应用，最早记载于《神农本草经》，距今已有2000多年历史，性味辛、温，有毒，归肝经，功能主治息风镇痉、功毒散结、通络止痛。临床用于小儿惊风、抽搐痉挛、中风口歪、半身不遂、破伤风、风湿顽痹、疮疡、瘰疬、毒蛇咬伤等[1]。蜈蚣具有多种加工炮制方法，主要分为加辅料和不加辅料两大类，不加辅料的方法有生用、炒炙、烘焙、煨等，加辅料方法包括酒炙、油炙、醋炙、姜炙、葱汁炙、薄荷叶煨等。研究表明，加辅料的炮制方法有助于去除蜈蚣的腥臭味，减少对胃肠道的刺激，而且有杀菌解毒的作用，具体选择哪种炮制方法应视病症而定[2～4]。

现代研究发现，蜈蚣中主要的化学物质是蛋白质和组织胺类，还含有酶、糖类、脂肪酸、胆甾醇、蚁酸及组氨酸、精氨酸、亮氨酸等多种氨基酸[5～8]，此外还含Fe、Zn、Mn、Ca、Mg 等多种微量元素[9]。蛋白多肽类物质是蜈蚣的主要活性成分，这类蛋白多肽不仅来自于蜈蚣体内，在蜈蚣毒素中也含有多种[10]。研究表明，蜈蚣具有抗血栓[11]、抗菌[12]、抗肿瘤[13]、镇痛[14]、抗炎[15]、免疫功能调节[16]等生物活性。目前，对蜈蚣的研究主要集中在蜈蚣体内及毒素中的蛋白多肽类、小分子环肽类以及多糖类物质，未见对其挥发性成分的研究报道。本试验首次采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）技术检测蜈蚣的挥发性成分，为中药蜈蚣的进一步研究提供科学依据。

1 材料与仪器

1.1 材料

蜈蚣药材由吉林金宝药业股份有限公司提供，由吉林大学李平亚教授鉴定为动物少棘巨蜈蚣（S.subspinipes mutilans L.Koch）的干燥体。

1.2 仪器

固相微萃取装置、PDMS/DVB萃取纤维头（涂层厚度65m）（美国Supelco公司）；5975-6890N气相色谱/质谱联用仪（GC-MS，美国Agilent公司）；FA1104N型电子分析平（上海菁华科技仪器有限公司）。

2 实验方法

2.1 挥发性成分的提取

取蜈蚣样品1g，放入20mL顶空瓶中，密封。利用固相微萃取针萃取60min，萃取温度60℃，解析温度260℃，解析时间2min。

2.2 GC-MS分析条件

2.2.1 GC分析条件 色谱柱：气相毛细管柱（30m×0.25mm，0.25m）；程序升温：起始温度60℃，保持3min，以10℃/min升温到280℃；进样口温度：260℃；载气：He（纯度 99.99%）；柱流量：1.0mL/min；不分流进样。

2.2.2 MS分析条件 电子电离源（EI）；电子轰击能量70eV；离子源温度230℃；采集模式为全扫描；质量扫描范围m/z 20～600；扫描速度150u/s。

3 结果

按照上述实验方法和仪器分析条件进行实验，HPMSD化学工作站给出蜈蚣挥发性成分总离子流图（图1）；对总离子流图中的各吸收峰进行质谱扫描后得质谱图，经过质谱计算机数据系统检索、核对标准质谱图以及结合Kovats指数法对所检出化合物进行定性分析，采用峰面积归一化法确定各成分的相对含量，结果见表1。

图1 蜈蚣挥发性成分总离子流Fig.1 Total Ion current chromatogram of volatile components of scolopendra

表1 蜈蚣挥发性成分的GC-MS分析Tab.1 Analysis of volatile components from scolopendra by GC-MS

续表1

续表1

通过HS-SPME-GC-MS分析方法对中药蜈蚣的挥发性成分进行分析，所得总离子流图包含53个吸收峰，通过质谱计算机数据系统检索、核对标准质谱图以及结合Kovats指数法对所检出化合物进行定性分析，共鉴定出50个化合物，通过峰面积归一化法可知所鉴定化合物的含量占挥发性成分的95.03%，其中包括萜类化合物17种（33.52%）、有机酸类化合物5种（28.70%）、芳香族化合物5种（12.56%）、杂环衍生物6种（8.39%）、醛酮类化合物8种（8.25%）、脂肪烃4种（1.46%）、含硫化合物2种（1.50%）、其他类化合物2种（0.65%）。

研究结果显示，萜类化合物是蜈蚣挥发性成分中主要的活性成分，从蜈蚣的挥发性成分中共鉴定出17种萜类化合物，占总挥发性成分含量的33.52%，是蜈蚣挥发性成分中含量最高的一类化合物，其中以-姜黄烯（11.70%）-蒎烯（8.83%）、-甜没药烯（1.73%）、1 ，6 ，7-Cadina-4，9-diene（1.72%）、-倍半水芹烯（1.54%）、（R）-樟脑（1.38%）相对含量较高，除（R）-樟脑以外，其余均为倍半萜烯类化合物。

4 讨论

首次采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对中药蜈蚣的挥发性成分进行了分析，该技术是一种快速、高效、绿色的分析方法，其中，顶空固相微萃取法与传统的水蒸气蒸馏法相比具有快速、稳定、准确、操作简单等优点，对样品选择性高、重现性好，适合与大型分析仪器联用[17]。

蜈蚣的挥发性成分中含有萜类化合物、醛酮类化合物、芳香族化合物、杂环衍生物等多类具有特殊气味的物质，故蜈蚣药材具有刺鼻腥臭气味；挥发性成分中主要为萜类化合物，有研究表明，萜类化合物具有多种生物活性，如其中含量最高的-姜黄烯（11.70%）具有多种抗肿瘤活性[18～20]，-倍半水芹烯（1.54%）具有抗病毒、抗生育和抗溃疡等生物活性[21]，（R）-樟脑（1.38%）具有镇痛作用[22]等，研究表明，萜烯类化合物还具有杀虫[23]、抗菌[24]、抗病毒[25]、抗氧化[26]、抗炎[27]等生物活性。通过对蜈蚣挥发性成分的研究，为蜈蚣药用价值的进一步开发提供了理论依据。