基于顶空-气相色谱-离子迁移谱的北柴胡与藏柴胡鉴别

樊洪利， 刘亚雄， 乔莉， 陈馥， 罗卓雅

（1.广州中医药大学，广东广州 510006；2.广东省药品检验所，国家药品监督管理局药品快速检验技术重点实验室，广东广州 510663）

北柴胡为伞形科植物柴胡（Bupleurum chinenseDC.）的干燥根，是临床最为常用的解表药之一，具有疏肝解郁、解肌退热的功效，用于治疗感冒发热、寒热往来、疟疾、肝郁气滞等病证[1-2]。藏柴胡[Bupleurum marginatumvar.Wall.ex DCstenophyllum（Wolff）Shan et Li]主产于甘肃，其解热、抗炎作用与北柴胡相似，但保肝作用不明显[3]，且具有药理毒性[4]，其常作为民族药但并未收录于《中华人民共和国药典》。不同的道地药材其有效成分含量不同，直接关系到其临床疗效，目前市场上时有利用藏柴胡替代北柴胡的事件发生，因此，建立有效的药材鉴别方法尤为必要[5-6]。鉴别柴胡的方法多为性状鉴别[7]、薄层色谱（TLC）[8]、高效液相色谱（HPLC）[9]、高效液相色谱-质谱（HPLC-MS）联用[10]等，其中，性状鉴别的主观因素影响较大，TLC、HPLC及HPLC-MS等方法需要对药材进行复杂的前处理，且分析周期较长。本研究使用顶空-气相色谱-离子迁移谱（HSGC-IMS）技术对北柴胡与藏柴胡直接检测，可快速鉴别北柴胡与藏柴胡。

1 材料与方法

1.1 仪器HS-GC-IMS仪（德国G.A.S.公司）；MS204S型1/万电子天平（瑞士梅特勒-托利多公司）。

1.2 数据分析采用HS-GC-IMS仪器配套的分析软件LAV（laboratory analytical viewer）及3款插件Reporter、GalleryPlot、Int Dynamic Principal Components Analysis（Int Dynamic PCA）对样品离子迁移谱图进行分析。

1.3 样品北柴胡药材（编号：BCH1～21），藏柴胡药材（编号：ZCH1～17），已经广东省药品检验所中药室李华主任药师进行鉴定。样品的详细来源见表1。

表1 柴胡样品的来源Table 1 Resource of samples of Bupleurum Chinense DC.and B.Marginatum var.Stenophyllum.

1.4 样品前处理取0.1 g柴胡样品置于20 mL顶空进样瓶中，120℃孵化30 min，经顶空进样并使用HS-GC-IMS进行分离检测，每个样品平行测定2次。

1.5 分析条件MXT-WAX色谱柱（15 m×0.53 mm，1.0μm），MXT-5色谱柱（15 m×0.53 mm，1.0μm），载气/漂移气为氮气，载气流量（0～5 min，5 mL/min；5～10 min，5～25 mL/min；10～15 min，25～125 mL/min；15～30 min，125 mL/min），漂移气流量150 mL/min，柱温80℃，IMS温度80℃，进样针温度125℃，进样体积500μL。

2 结果

2.1MXT-5色谱柱检测柴胡采用MXT-5色谱柱分别检测21批北柴胡及17批藏柴胡，其典型图谱详见图1-a，通过统计获得北柴胡挥发性特征峰1个，藏柴胡挥发性特征峰5个。其Gallery图谱详见图1-b，颜色越深表明该挥发性物质的含量越高。由图可见，北柴胡与藏柴胡的主要区别在于挥发性特征物质含量的高低。采用Int Dynamic PCA软件对21批北柴胡及17批藏柴胡进行主成分分析，详见图1-c，可见北柴胡BCH 1～21聚成一堆，藏柴胡ZCH 1～17聚成一堆，两者各自独立聚成一堆，表明两者有明显的差异，且PC-1与PC-2总占比为87%，表明通过弱极性MXT-5柱可以对北柴胡与藏柴胡进行有效区分。

图1 MXT-5色谱柱检测北柴胡及藏柴胡的特征峰与主成分分析Figure 1 Characteristic peaks and principal component analysis of Bupleurum chinense DC.and B.marginatum var.stenophyllum using MXT-5 column

2.2MXT-WAX色谱柱检测柴胡采用MXTWAX色谱柱分别检测21批北柴胡及17批藏柴胡，其典型图谱详见图2-a。通过统计获得北柴胡挥发性特征峰4个，藏柴胡挥发性特征峰4个。其Gallery图谱详见图2-b。颜色越深表明该挥发性物质的含量越高。由图可见，北柴胡与藏柴胡的主要区别在于挥发性特征物质含量的高低。采用Int Dynamic PCA软件对21批北柴胡及17批藏柴胡进行主成分分析，详见图2-c，可见北柴胡BCH 1～21聚成一堆，藏柴胡ZCH 1～17聚成一堆，两者各自独立聚成一堆，表明两者之间有明显的差异，且PC-1与PC-2总占比为91%，表明通过强极性MXT-WAX柱可以更好地对北柴胡与藏柴胡进行有效区分。

图2 MXT-WAX色谱柱检测北柴胡及藏柴胡的特征峰与主成分分析Figure 2 Characteristic peaks and principal component analysis of Bupleurum chinense DC.and B.marginatum var.stenophyllum using MXT-WAX column

2.3 取样量的优化取北柴胡10与藏柴胡4样品，分别称取0.05、0.1、0.2、0.3 g，于120℃孵育30 min后进行检测。结果显示：0.05 g样品出峰较少；0.2 g及0.3 g样品出峰较多，但信号强度过高，峰分离度较差；0.1 g样品出峰较好，且峰与峰之间分离度好。因此，选择北柴胡与藏柴胡的取样量为0.1 g。

2.4 顶空孵育温度的优化固定孵育时间为30 min，优化顶空孵育温度。取北柴胡10与藏柴胡4样品，分别于80、90、100、110、120℃孵育。结果显示，随着孵育温度的升高，出现的峰增多，但温度过高可能造成挥发性物质的降解，因此选择顶空孵育温度为120℃。

2.5 顶空孵育时间的优化固定孵育温度为120℃，优化顶空孵育时间。取北柴胡10与藏柴胡4样品，分别于10、20、30、40、50 min进行孵育。结果显示，随着孵育时间的增加，出现的峰增多，30 min后出现峰的个数和强度增加不明显，因此选择顶空孵育时间为30 min。

3 讨论

柴胡的化学成分种类繁多，包括挥发油、柴胡皂苷、香豆素和脂肪酸等，其中挥发油是柴胡的有效成分之一[8]。目前，有较多方法分析柴胡的化学成分[4，7-11]，杨印军等[4]采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）方法比较了北柴胡、竹叶柴胡、藏柴胡与小叶黑柴胡之间的化学成分构成，该方法需要复杂的样品前处理，且需要质谱仪完成，成本高；于丹等[8]采用TLC及HPLC对柴胡的有效成分进行研究，但该方法需要对柴胡的样品进行研粉、浸泡、提取等复杂的前处理，且研究周期长，不能满足快速检验技术的要求；廖远熹等[11]运用静态顶空-毛细管气相色谱-质谱法及质谱检索和保留指数相结合技术对6种不同产地柴胡的挥发性成分进行了检测，该方法分析周期较长且需要质谱仪完成，成本高。

HS-GC-IMS是一种顶空气相色谱与离子迁移谱联用的技术，既具备了顶空气相色谱无需样品前处理与突出分离的特点，又具备了离子迁移谱高灵敏度、高分辨率、操作简单等优点[12-15]。HSGC-IMS可以从分子水平上快速检测待测样品中的挥发性物质，被广泛应用于中药[14-18]、化妆品[19-20]、食品[21-22]等检测领域，而北柴胡与藏柴胡含有大量的挥发性成分[23]，基于此，本研究采用HS-GC-IMS对北柴胡与藏柴胡进行鉴别。

综上所述，本研究采用HS-GC-IMS可简单、快速地鉴别北柴胡与藏柴胡，并使用MXT-WAX色谱获得北柴胡与藏柴胡的挥发性特征峰分别为4个，为鉴别北柴胡与藏柴胡提供了可靠的参考资料。