明党参挥发油成分GC-MS 指纹图谱

杜 清， 秦民坚， 吴 刚

（1. 青海民族大学药学院， 青海省青藏高原植物资源化学研究重点实验室， 青海 西宁810007； 2. 青海省药物分析重点实验室， 青海 西宁810007； 3. 中国药科大学中药资源学研究室， 江苏 南京210038）

明党参Changium smyrnioides Wolff. 是双子叶植物纲伞形科芹亚科明党参属的植物[1], 又名土人参、 百丈光[2],为江苏、 安徽、 浙江、 江西和湖北等地的珍稀药材之一[3-4]。 明党参的根入药载于明·王肯堂《证治准绳》[5]和清·赵学敏《本草纲目拾遗》[6], 具有润肺、 化痰止咳、 平肝舒胃、 解毒的功效[7]。

陈建伟等[8]在1992 年对明党参挥发油成分水蒸气蒸馏提取后, 经气相色谱-质谱分析结合美国NBS 谱库进行计算机检索[9-10], 鉴定出6, 9-十八碳二炔酸甲酯（52.48%）、β-蒎烯、 1, 7, 7-三甲基-二环[2, 2, 1] 庚烯-2、 1, 2,4 A, 5, 6, 8 A-4, 7-二甲基-1- （1-甲基乙基） -萘、 十氢-1, 6-双（亚甲基） -4- （1-甲基乙基） -萘、 橙花叔醇、 橙花醇丙酯、 乙酸十二烷酯、 2, 3, 4, 5, 6, 7-六氢-1H-茚醇-2、 乙酸十四烷醇等成分； 郑汉臣等[11]提炼明党参饮片精油成分, 检索并鉴定出27 种成分, 主要以棕榈酸（58.27%）、 亚油酸、 11, 14-十八碳二烯酸甲醋、 12, 15-十八碳二烯酸、 棕榈酸乙酯、 鲸蜡醇、 牻牛儿醇乙酸酯为主； 李祥等[12-13]对明党参鲜品和炮制品挥发油进行分析,从鲜品挥发油中鉴定29 种成分, 主成分明党炔（CSY） 含有量达70.9%, 炮制品中鉴定了11 种, CSY 含有量67.2%及过氧化明党参炔, 从茎叶中鉴定27 种成分, 主要成分是牻牛儿醇乙酸酯（46.6%）、 明党炔（11.5%）、β-金合欢烯（10.99%） 和β-石竹烯 （7.28%）, 研究表明挥发油具有I型、 Ⅳ型并存的变态免疫反应, 由此引发过敏反应, 且6, 9-十八碳二炔酸甲酯可能具有镇咳祛痰作用。

采用明党参种植基地和明党参商品药材提取挥发油并采用GC-MS 通过方法学和指纹图谱对明党参根部的挥发油成分进一步研究和鉴定分析[14]。

1 材料

水浴锅（国华电器有限公司）； HH-3 数显恒温油浴锅（江苏金坛市江南仪器厂）； Finnigan Voyager 气相色谱-质谱联用仪。 石油醚（分析纯, 北京益利精细化化工品有限公司）； 无水硫酸钠（分析纯, 南京化学试剂一厂）； 实验用水为实验室自制蒸馏水。

明党参根部药材采集于江苏句容红山栽培基地, 商品药材采购于安徽亳州饮片厂, 经中国药科大学秦民坚教授鉴定为伞形科明党参Changium smyrnioides Wolff. 的干燥根, 具体见表1。

表1 样品信息

2 方法与结果

2.1 挥发油提取 称取100 g 明党参根部的药材细粉（过80 目筛）, 装入2 000 mL 圆底烧瓶中, 加入10 倍量水, 浸泡30 min 后, 连接挥发油测定器, 再连接蛇形冷凝管并置冷凝管上端加水使充满挥发油测定器刻度部分至溢入烧瓶为止, 再加1 mL 石油醚（沸程30 ～60 ℃） 浮于水上层,加热至沸腾, 然后控温保持沸腾, 蒸馏8～10 h, 停止加热待冷却后, 从冷凝管上端加入少量（1 mL） 左右石油醚（沸程30～60 ℃） 冲洗冷凝管, 放置使分层完全后, 打开测定器下端的活塞收集石油醚层（用无水硫酸钠脱水） 于精密称取的称量瓶中, 再定温通风避光处使石油醚挥尽,精密称定质量, 换算百分含有量, 置干燥瓶备用。

将明党参样品各采用100 g 根的细粉, 经过以上水蒸气蒸馏法获得明党参挥发油为黄色油状液体, 根据体积数计算挥发油的得率约0.05%。

2.2 分析条件 HP-5.5% 苯甲基硅烷石英毛细管柱（30 m×0.25 mm, 0.25 μm）； 柱温80 ℃ （保持2 min） ～180 ℃ （保持20 min）, 程序升温速度5 ℃/min, 进样口温度180 ℃； 气 化 温 度 250 ℃； 载 气 N2体 积 流 量1.0 mL/min； 分流比20 ∶1； H2体积流量40 mL/min； 空气体积流量450 mL/min； 进样量0.5 μL； 离子源温度230 ℃； 电子能量70 eV； 扫描范围m/z 40～500。

将提取出的明党参挥发油在 “2.2” 项条件下进样0.5 μL, 记录50 min 内的色谱图, 结果表明样品的色谱峰在30 min 内, 见图1。

图1 挥发油总离子流色谱图

2.3 方法学考察

2.3.1 精密度试验 将提取出的明党参挥发油同一份, 在“2.2” 项条件下, 连续进样6 次, 每次0.5 μL, 考察色谱峰相对保留时间的一致性。 以色谱峰10 为内标, 测得各共有峰的相对保留时间RSD ＜2.0%, 相对峰面积RSD ＜2.0%, 表明仪器精密度良好。

2.3.2 重复性试验 按“2.1” 项下方法提取挥发油6 份,在“2.2” 项条件下进样, 每次0.5 μL, 考察色谱峰相对保留时间的一致性。 以色谱峰9 为内标, 测得各共有峰的相对保留时间RSD＜2.0%, 相对峰面积RSD＜2.0%, 表明该方法重复性良好。

2.3.3 稳定性试验 按“2.1” 项下方法提取挥发油, 在“2.2” 项条件下, 分别于0、 2、 4、 8、 12 h 进样1 次, 每次0.5 μL, 考察色谱峰相对保留时间的一致性。 测得各共有峰的相对保留时间RSD ＜2.0%, 相对峰面积RSD ＜2.0%, 表明供试品溶液在12 h 内稳定性良好。

2.4 相似度分析 提取10 份明党参药材中的挥发油, 在“2.2” 项条件下进样0.5 μL, 记录图谱, 用中药色谱指纹图谱相似度软件处理图谱, 结果表明10 批药材图谱各个峰的峰面积相似度皆大于0.95。

2.5 GC-MS 条件 HP-INNOWAX 石英毛细管柱色谱柱（30 m×0.25 mm, 0.25 μm）； 色谱柱初始温度50 ℃ （程序升温10 ℃/min）； 进样口温度250 ℃； 载气为高纯氦气,体积流量1.0 mL/min； 柱压80 kPa； 分流进样, 分流比为20 ∶1； 进样量0.5 μL。 离子源为电子轰击离子源； 电子能量为70 eV； 接口温度200 ℃； 质量扫描范围m/z 40～500,扫描间隙时间1.0 s。

2.6 数据处理及鉴定 明党参植物干根粉末中所得挥发油成分, 应用GC-MS 色谱质谱的分析条件, 在30 min 的分析时间内, 经过GC-MS 分析鉴定, 跟标准质谱图库进行计算机质谱库检索, 并经过人工解析, 初步鉴定出47 个化合物, 总相对含有量98.74%。 根据质谱总离子流图的峰面积, 应用色谱峰面积归一化法确定各化合物成分的相对百分含有量, 结果见表2。

2.7 成分分析 表2 表明, 明党参挥发油成分的种类和含有量为炔醇类（1 种, 55%）、 脂肪酸类（6 种, 35.14%）、脂肪酸酯类（12 种, 2.81%）、 烷烃类（12 种, 1.72%）、倍半萜类（2 种, 0.31%）、 醇类（1 种, 0.03%）、 醛类（1 种, 0.07%）、 酮类（3 种, 2.37%）、 烯醇醛类（6 种,0.81%）、 羧酸酰胺 （1 种, 0.22%）、 芳香萘类 （1 种,0.05%） 及其苯环衍生物类（1 种, 0.21%）； 主要化合物为人参炔醇（55%）、 棕榈酸（21.53%）、 顺, 顺-9, 12-亚油酸（10.71%）、 5-甲基-4- （4, 4-二甲基-2, 3-二亚甲基环己烯-1, 3-二氧戊环-2-酮 （2.12%）、 棕榈酸甲酯（0.23%）、 棕 榈 酸 乙 酯 （0.34%）、 牻 牛 儿 醇 丁 酸 酯（0.11%）、 β-倍 半 水 芹 烯 （0.08%） 和 石 竹 烯 氧 化 物（0.23%） 等倍半萜化合物。

3 讨论

水蒸气蒸馏法提取明党参根部的挥发油并采用GC-MS对挥发油成分进行了分析, 挥发油成分具有镇痉、 平喘、祛痰、 利胆、 抗菌、 杀虫等作用[15]。 通过气相色谱方法学考察, 其精密度、 重复性和稳定性均较好, 且对10 批药材各个色谱峰的相似度进行评价, 其相似度均大于0.95, 表明方法和药材中挥发油成分相对稳定。 应用质谱库检索,结合图谱解析, 共鉴定出47 个化合物。 挥发油的主要成分有人参炔醇, 相对含有量55%, 人参炔醇又名镰叶芹醇[16], 是聚乙炔醇类化合物的1 种, 主要分布在五加科、伞形科、 菊科、 桔梗科等植物中, 具有抗癌、 抗细菌、 抗真菌和神经细胞保护等功能, 并可作为治疗迟发型超敏反应性疾病的主要活性成分[17]。 与前期李祥等[18]对明党参药材中挥发油的致敏成分明党炔CSY 的药理活性一致； 脂肪酸类成分棕榈酸及其酯类, 郑汉臣等[11]在对明党参炮制前后的根中挥发油的研究中也发现该类物质, 其具有强有力的抗氧化作用[19]； 顺, 顺-9, 12-亚油酸为不饱和脂肪酸, 是植物挥发油成分常见的成分, 可用于降低机体脂肪积累、 抗肿瘤、 抗动脉粥样硬化以及免疫调节作用等[20]；牻牛儿醇丁酸酯, 与陈建伟等[21]对明党参嫩茎叶中挥发油的研究中鉴定出的一致, 其与牻牛儿醇乙酸酯、 倍半萜β-倍半水芹烯均可作香料及添加剂； 倍半萜石竹烯氧化物具有镇痛和抗炎、 抑制真菌的生长[22]。

表2 挥发油化学成分分析

GC-MS 常选用石英毛细管色谱柱, 在升温程序确定后, 挥发油各组分保留时间的相对标准偏差均很小, 因此组分的相对含有量成为更确切的评价标准[23]。 挥发油易挥发散失, 采收、 加工、 贮藏过程不妥都可能影响含有量和药材外观、 气味及质量。 含挥发油芳香性药材应密闭贮藏,置阴凉干燥处, 防霉、 防高温, 以免香气走失。