金钱草和广金钱草挥发性成分分析△

周意，卢金清，陈尊岱，孟佳敏，肖宇硕

(湖北中医药大学/湖北省药用植物研发中心，湖北 武汉 430065)

金钱草LysimachiachristinaeHance为报春花科珍珠菜属的多年生草本药用植物；广金钱草为豆科植物广金钱草Desmodiumstyracifolium(Osb.)Merr.的干燥地上部分，异名马蹄草、落地金钱[1-2]。金钱草和广金钱草均有利湿退黄，利尿通淋之效，为中医治疗结石常用药，但临床用药亦有区别，各有侧重[3]。金钱草主要含黄酮类、酚类、内酯类、甾醇类、鞣制、挥发油等化学成分；广金钱草主要含黄酮类、生物碱类、萜类、甾醇类、酚酸类、挥发油等化学成分[4-5]。近年来市售金钱草常有伪品混入或混用的情况，多由金钱草和广金钱草同名异物所致[6]，影响金钱草应有疗效的发挥，因此，区分二者十分必要。目前主要依据性状、显微和理化特征对金钱草和广金钱草加以区分，也有采用薄层鉴别和ITS2序列鉴别[7]，这些方法各有局限。顶空固相微萃取技术集取样、萃取、浓缩和进样于一体，具有操作简便快捷、无需溶剂、取样量少等特点，在中药材真伪鉴别上有独特优势[8]。目前有关金钱草和广金钱草挥发性成分的研究报道较少，本实验首次采用顶空固相微萃取法结合气质联用技术(HS-SPME-GC-MS)对金钱草和广金钱草的挥发性成分进行分析，为金钱草和广金钱草药材的进一步开发和药理药效研究奠定基础，并通过比较二者挥发性成分之间的差异，为快速鉴别金钱草和广金钱草提供新思路。

1 仪器和材料

1.1 仪器

Agilent 6890/5973气相色谱-质谱联用仪(美国Hewlett-Packard公司)；C-MAG HS-4磁力加热搅拌器(德国IKA公司)；手动固相微萃取进样器(美国Supelco公司)；顶空瓶(15 mL)；65 μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯(PDMS/DVB)萃取头及100 μm聚二甲基硅氧烷(PDMS)萃取头(美国Supelco公司)；ALC-210.2型电子天平(北京赛多利斯天平有限公司)。

1.2 药材

金钱草和广金钱草购于湖北强康中药饮片有限公司，经湖北中医药大学张秀桥教授鉴定分别为报春花科植物过路黄LysimachiachristinaeHance的干燥全草和豆科植物广金钱草Desmodiumstyracifolium(Osb.)Merr.的干燥地上部分。

2 实验方法

2.1 GC-MS色谱与质谱条件

色谱柱：HP-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；升温程序：从50 ℃开始，先以10 ℃·min-1升温至90 ℃，再以2 ℃·min-1升温至106 ℃，然后以10 ℃·min-1升温至120 ℃，最后以8 ℃·min-1升温至215 ℃；载气：高纯度He(99.999%)，柱流速：0.8 mL·min-1，进样口温度：230 ℃；EI源；离子源温度：230 ℃；电离电压：70 eV；四级杆温度：150 ℃；扫描质量范围：35～550 m/z。

2.2 顶空固相微萃取条件的优化

选取影响萃取效果的萃取头种类、样品用量、萃取温度、萃取时间、平衡时间、解吸附时间为考察因素，通过单因素试验，以物质出峰总峰面积为考察指标，确定最佳萃取条件。

2.2.1 萃取头的选择 本实验采用65 μm PDMS/DVB、100 μm PDMS两种不同类型的萃取头分别对金钱草样品进行萃取，按“2.1”项下色谱条件进行分析。经比较后显示，65 μm PDMS/DVB萃取头吸附得到的金钱草易挥发性成分有效峰个数和总峰面积明显大于100 μm PDMS萃取头，故选用65 μm PDMS/DVB萃取头。

2.2.2 样品用量的选择 由图1可知，当样品用量≥0.5 g时，萃取头吸附量已基本达到饱和，故选择0.5 g为最佳样品用量。

图1 样品用量-总峰面积折线图

2.2.3 萃取温度的选择 由图2可知，当萃取温度为110 ℃时，总峰面积达到最大，随着温度的继续升高，吸附量逐渐下降，可能是由于温度过高，挥发性物质不稳定，发生化学反应，故选取110 ℃为最佳萃取温度。

图2 萃取温度-总峰面积折线图

2.2.4 萃取时间的选择 由图3可知，当萃取时间为15 min时，总峰面积达到最大，随着萃取时间的继续延长，总峰面积有所下降，可能是由于萃取时间延长导致萃取头固有成分的流失，萃取能力下降，故选取15 min为最佳萃取时间。

2.2.5 平衡时间的选择 由图4可知，当平衡时间为15 min时，总峰面积达到最大，萃取金钱草挥发性物质的效果最佳，故选取15 min为最佳平衡时间。

图3 萃取时间-总峰面积折线图

图4 平衡时间-总峰面积折线图

2.2.6 解吸附时间的选择 由图5可知，当解吸附时间为3 min时，总峰面积达到最大，随着解吸附时间的继续延长，总峰面积呈下降趋势，可能是由于解吸附时间延长，一些挥发性物质在高温条件下易分解，故选取3 min为最佳解吸附时间。

综合单因素考察结果，确定顶空固相微萃取的最佳实验条件为：金钱草粗粉0.5 g，置于15 mL顶空瓶中，插入经老化的装有65 μm PDMS/DVB萃取头的手动进样器，在110 ℃下平衡15 min后，再压缩手柄伸出萃取头萃取15 min，取出，立即插入气相色谱仪进样口(温度230 ℃)解析3 min，不分流进样。广金钱草条件同上。

图5 解吸附时间-总峰面积折线图

3 实验结果

经化学工作站数据处理及用面积归一化法从各总离子流图中计算各组分相对百分含量，按各峰的质谱图经 NIST质谱数据库检索，并结合相对保留时间，确定各个组分。从金钱草中检测出26个峰，鉴定出22种成分，占总挥发性成分的90.38%；从广金钱草中检测出17个峰，鉴定出11种成分，占总挥发性成分的79.33%。具体结果见图6、图7以及表1。

图6 金钱草挥发性成分总离子流图

图7 广金钱草挥发性成分总离子流图

峰号保留时间/min化合物名称分子式相对百分含量(%)金钱草广金钱草12.01Methylcyclopropanemethanol 1-甲基环丙烷甲醇C5H10O1.69—22.8Hexanal 己醛C6H12O2.114.0733.4Leaf aldehyde 青叶醛C6H10O1.582.7843.98Heptanal 庚醛C7H14O2.40—54.81trans-2-Heptenal (E)-2-庚烯醛C7H12O2.53—64.811-Hexyn-3-ol 己炔醇C6H10O—2.6375.151-Decen-3-one 1-癸烯-3-酮C10H18O1.26—85.151-Octen-3-one 1-辛烯-3-酮C8H14O—2.9395.28Methylheptenone 甲基庚烯酮C8H14O5.33—105.382-Pentylfuran 2-戊基呋喃C9H14O2.73—115.58trans,trans-2,4-Heptadienal反式-2,4-庚二烯醛C7H10O5.87—126.82(E)-2-Octenal 反-2-辛烯醛C8H14O3.33—137.186-Methyl-1-heptanol 6-甲基-1-庚醇C8H18O4.07—147.97Nonanal 壬醛C9H18O17.7024.921511.09Dodecane 十二烷C12H263.755.911611.36Decanal 癸醛C10H20O5.165.831714.5Tridecane 十三烷C13H289.4520.221816.44Copaene α-蒎烯C15H244.68—1916.9Tetradecane 十四烷C14H302.50—2017.13Tetradecanal 肉豆蔻醛C14H28O2.81—2117.41l-Caryophyllene 1-石竹烯C15H243.653.132218Geranylacetone 香叶基丙酮C13H22O1.472.542318.731-Pentadecene 十五烯C15H30—4.372419.42l-Calamenene l-菖蒲烯C15H221.81—2520.613,11-Tetradecadien-1-ol 3,11-十四碳二烯-1-醇C14H26O4.5—

注：“—”表示成分不存在于该植物中。

4 讨论

研究结果显示，金钱草和广金钱草挥发性成分种类和含量均有一定差异。从金钱草中检测出26个峰，鉴定出22种成分，占总挥发性成分的90.38%，主要为醛类(43.49%)、烷烃类(15.70%)、醇类(10.26%)及烯类(10.14%)成分，其中，含量最高的为壬醛，占挥发性成分的17.70%，其次主要为十三烷(9.45%)、癸醛(5.16%)、α-蒎烯(4.68%)、1-石竹烯(3.65%)等；从广金钱草中检测出17个峰，鉴定出11种成分，占总挥发性成分的79.33%，主要为醛类(37.60%)及烷烃类(26.13%)成分，其中，含量最高的为壬醛，占挥发性成分的24.92%，其次主要为十三烷(20.22%)、十二烷(5.91%)、癸醛(5.83%)、己醛(4.07%)等。金钱草和广金钱草含共有成分8种(己醛、青叶醛、壬醛、十二烷、癸醛、十三烷、1-石竹烯和香叶基丙酮)，分别占总挥发性成分的44.87%和69.40%。金钱草和广金钱草挥发性成分差异明显，容易区分，本实验可为快速鉴别金钱草和广金钱草提供新思路。

壬醛天然存在于德国玫瑰、橙花油、锡兰桂皮油等精油中，是精油发挥抗菌作用的重要物质基础[9]；癸醛天然存在于玫瑰油、柠檬草油、胡荽子油、柑桔油、鸢尾根油、橙花油等中，具有良好的抑菌作用[10]；α-蒎烯天然存在于400多种精油中，具有镇咳、祛痰、抗炎、抗真菌、抗肿瘤等作用[11-12]；1-石竹烯天然存在于丁香油、丁香茎油、锡兰桂皮油、肉桂叶油、薰衣草油、百里香油、胡椒油、甘椒油等精油中，具有镇静中枢神经、保护胃黏膜、抗菌抗炎、镇咳祛痰、抗焦虑作用[13]。金钱草和广金钱草中的这些挥发性成分不仅能为二者的药理作用提供支撑，还能为其进一步研究提供物质基础。