固体直接进样-气相色谱-质谱分析黑叶小驳骨的挥发性成分△

冀晓雯，付金娥，钟晟哲，廖苏奇

广西壮族自治区药用植物园/西南濒危药材资源开发国家工程实验室，广西 南宁 530023

黑叶小驳骨Justiciaventricosa，异名Gendarussaventricosa和Adhatodaventricosa[1]，又名大驳骨、黑叶接骨草、大还魂、偏肿鸭嘴花等，产于我国南部和西南部，是广西传统瑶药。其味苦、微涩，性平。具有活血散瘀、续筋接骨、消肿镇痛之功效[2]。据《中国现代瑶药》记载，黑叶小驳骨可用于治疗闭合性骨折、跌打扭伤、腰椎间盘突出、腰肌劳损、坐骨神经痛等疾病[3]。现代药理研究证明，黑叶小驳骨可减轻骨性关节炎模型大鼠膝骨关节软骨的退变[4]，并具有抗炎镇痛的功效[5]。市售某些中成药配方中也含有该味药，如驳骨水。目前黑叶小驳骨的基础性研究薄弱，笔者未见国内外对其挥发性成分进行报道。

气相色谱-质谱法(GC-MS)是一种高选择性、高灵敏度、高效能的分析方法，尤其适合于挥发性化合物的分析[6]。固体直接进样技术是一种新颖的样品前处理方法，通过进样杆(Chromato Probe)将样品直接送入进样器。与常规的水蒸气蒸馏法、溶剂浸提法相比较，该方法具有样品量小、操作简便、无需溶剂、操作时间短和灵敏度高等优点。目前应用类似技术分析中药材挥发性成分的研究较少[7-8]。本实验采用固体直接进样技术，通过气相色谱质谱法结合保留指数(科瓦茨指数，Kovats retention indices，KI)分析黑叶小驳骨的挥发性成分，为该植物在医药、保健领域的应用提供理论参考，为中药材挥发性成分的研究提供一种方便、快捷的分析手段。

1 材料

1.1 药材

供试品采自广西壮族自治区药用植物园引种繁育圃，经广西壮族自治区药用植物园吕慧珍主任技师鉴定为爵床科驳骨草属植物黑叶小驳骨Justiciaventricosa的地上部分。

1.2 仪器

3800/300型 GC-MS联用仪，带固体进样杆组件(美国Varian公司)；电子天平(美国Sartorius公司)。

2 方法

2.1 材料处理

取一定量的黑叶小驳骨，阴干，粉碎，过40目筛，取1 mg供试品粉末于专用微型样品瓶中，将样品瓶小心放入固体进样杆。

2.2 仪器工作条件

色谱条件：进样口采用程序升温，初始温度40 ℃，保持3 min，然后以200 ℃·min-1升至220 ℃，保持3 min后，以10 ℃·min-1降至40 ℃。分流比为20。色谱柱为VF-5 ms石英毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)。初始柱温为40 ℃，保持7 min，然后以10 ℃·min-1升至150 ℃，再以5 ℃·min-1升到250 ℃，保持5 min，后以20 ℃·min-1升到280 ℃，保持5 min。载气为高纯氦气，流速为1.0 mL·min-1。

质谱条件：电离方式EI，70 eV。GC-MS传输线温度为280 ℃，离子源温度为200 ℃，四极杆温度为40 ℃。质量范围为m/z45～500。

2.3 KI值的测定

取正构烷烃混合对照品(美国AccuStandar公司)，稀释后按照2.2条件分析，进样量1 μL。记录各正烷烃保留时间，采用线性升温公式(1)计算药材各组分的KI值[9]。

(1)

式中：tx、tn和tn+1分别为被分析组分和碳原子数处于n和n+1之间的正烷烃(tn

3 结果与讨论

3.1 总离子流图与成分分析

按2.2条件对黑叶小驳骨进行测试，得到总离子流图，见图1。通过NIST标准谱库检索各峰质谱图，选取质谱匹配度高的前6个可能物质，计算KI值并与NIST库KI值检索结果相比较，以质谱和KI值匹配度最高的化合物为鉴定结果，采用面积归一化法计算各组分的相对含量，见表1。

本实验共从黑叶小驳骨挥发性化学成分中检出29种成分，运用质谱结合KI的定性方法鉴定了其中22种，其相对含量占总检出物的94.46%。其中含量较高的分别为棕榈酸(39.20%)、角鲨烯(10.25%)、硬脂酸(10.05%)、油酸(7.86%)、植醇(5.21%)、十八炔(3.52%)、肉豆蔻酸(2.77%)等。由此可见，黑叶小驳骨的挥发性成分主要由大量的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸组成。据文献报道，棕榈酸和油酸具有降血脂、抗动脉粥样硬化、抗血小板聚集及血栓形成的作用[10]。角鲨烯属于三萜类化合物，具有广泛的生物活性，如携氧、调控胆固醇的代谢、抗氧化、抗肿瘤、解毒、抗辐射和抑制微生物生长等功效[11]。

图1 黑叶小驳骨挥发性成分分析总离子流图

表1 黑叶小驳骨挥发性成分分析结果

注：*表示测定值；**表示NIST谱库检索值(非极性DB-5柱)；—表示未检出。

章小丽等[12]使用硅胶柱色谱法对黑叶小驳骨的乙酸乙酯提取物进行分离纯化，利用GC/MS对柱色谱50∶1(石油醚/乙酸乙酯)洗脱部分进行了分析，结果显示该部分的主要成分为棕榈酸、硬脂酸和油酸。本实验得到的主成分与文献相近，但比例与文献有一定差异，这可能与样品的前处理方法、产地等因素有关。

3.2 直接进样技术

直接进样技术是美国瓦里安公司的专利技术，是气相色谱进样器的改进。它通过进样杆直接将样品送入进样器。进样杆的主体为一根直径6 mm、长25 cm的不锈钢管，其末端可以盛放专用的石英微型样品瓶。进样杆的主体进行了钝化处理，能够承受高温，不会对样品的检测产生干扰。将进样杆安置于气相色谱仪上配套的进样口后，调节进样口温度，样品中的挥发性成分进入色谱柱，而不挥发的成分会滞留在样品瓶中。因此，应用该技术可以直接分析固体、液体或胶状的样品，免去了提取、净化、浓缩的步骤，简化了预处理程序。同时由于加热过程在氦气保护下进行，可以避免受热过程中样品的氧化，减少样品损失。

3.3 KI在定性分析中的作用

中药挥发性成分复杂且含有大量的同分异构体，质谱图极其相似，通常一个色谱峰会出现几个匹配度都很高的化合物与之对应，仅采用常规谱库检索不易准确定性。KI是一种气相色谱定性参数，用来描述化合物在色谱柱上的保留行为。当固定相一定时，这种行为仅与化合物的拓扑、几何和电性特征相关。不同化合物在色谱柱上通常表现出不同的特征保留行为，故色谱保留指数可以作为一种辅助定性的良好手段[13]。因此，分析中药挥发性成分时，同时考虑色谱峰的质谱匹配度和KI相似度，可提高结果鉴定的准确性。

4 结论

本实验以固体直接进样结合GC-MS联用技术分析黑叶小驳骨的挥发性成分，通过色谱峰的质谱匹配度和KI相似度对色谱峰进行定性，用总离子流色谱峰的峰面积进行归一化定量。实验表明，黑叶小驳骨的挥发性成分主要由大量的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸组成，同时还含有三萜类物质角鲨烯。这些成分也许与黑叶小驳骨活血散瘀的作用有关，其作用机理有待进一步研究。而采用固体直接进样技术，不需要溶剂，能够简化实验步骤，缩短分析时间，更真实地反映样品情况。该技术具有较大的开发前景，其在中药材挥发性成分分析上的应用还有待进一步开发与完善。