顶空-气相色谱-质谱法分析线叶旋覆花不同入药部位中挥发性成分的差异

魏 婧，李彦灵，刘 艳，楚雨汝，宋 庸，王 璐，钱慧琴

(新乡医学院 三全学院,新乡 453000)

线叶旋覆花(Inulalineariifolia)为菊科旋覆花属草本植物,其地上部分是中药金沸草的主要原料,具降气、消痰、行水之效,用于治疗外感风寒、痰饮蓄结、咳喘痰多、胸膈痞满等病症[1]。现代药理研究表明,线叶旋覆花的挥发油具有较显著的抗炎和抗肿瘤的作用,这对于抗炎、抗肿瘤药的临床研发具有重大意义[2-4]。

《中华人民共和国药典》、《中药大辞典》和《中华本草》对线叶旋覆花均有记载,但记载的入药部位却并不统一[1,5-6]。其中,《中华人民共和国药典》和《中华本草》记载的药用部位均为地上部分,即茎叶和花,而《中药大辞典》记载的药用部位仅为茎叶。由于入药部位不统一,线叶旋覆花在临床应用和科学研究上比较混乱[7],但是目前关于茎叶和花中挥发性成分差异的研究鲜有报道。鉴于此,本工作采用顶空-气相色谱-质谱法分析线叶旋覆花茎叶和花中的挥发性成分差异,旨在为明确线叶旋覆花的入药部位提供基础资料。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

7890B-7000C 型气相色谱-质谱联用仪,配7697A 型顶空自动进样器;FA2004 型电子天平;FW-100型高速万能粉碎机;101型电热恒温鼓风干燥箱。

试验用水为纯净水;线叶旋覆花样品采集于南阳市桐柏县,经新乡医学院三全学院闫福林教授鉴定。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 顶空条件

平衡温度120 ℃;平衡时间30 min。

1.2.2 色谱条件

DB-5色谱柱(60 m×0.25 mm,0.25μm);柱升温程序:初始柱温35 ℃,保持5 min;以10 ℃·min－1速率升温至200 ℃,保持10 min;以20 ℃·min－1速率升温至280 ℃,保持10 min;进样口温度300 ℃;进样量1μL;载气为氦气,纯度99.99%;分流进样,分流比为50∶1;流量1.0 mL·min－1;质谱检测器传输线温度300 ℃。

1.2.3 质谱条件

电子轰击离子源;电离能量70 e V;离子源温度230 ℃,四极杆温度150 ℃;扫描方式SCAN,扫描范围质荷比(m/z)20～550;溶剂延迟时间4.0 min。

1.3 试验方法

将采集的线叶旋覆花按照茎叶和花的顺序裁剪,分别用水清洗干净,吸水纸吸取表面水分,置于电热恒温鼓风干燥箱中,于50℃干燥24 h。将干燥后的样品粉碎,过孔径为0.25 mm 筛网,所得粉末分别装入密封袋中,于－4 ℃冷冻保存,备用。分取线叶旋覆花茎叶和花的粉末各0.02 g置于20 mL顶空瓶中,按照仪器工作条件测定。

2 结果与讨论

2.1 色谱行为

按照试验方法分析线叶旋覆花茎叶和花中的挥发性成分,总离子流色谱图见图1。

图1 线叶旋覆花不同入药部位中挥发性成分的总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatograms of volatile components from different medicine parts of Inula lineariifolia

2.2 不同部位挥发性成分分析

根据检出组分的保留时间和质谱碎片离子等信息,利用质谱数据库NIST14.lib检索,并结合相关文献进行谱图解析,确定各挥发性成分的名称和其所属种类,并利用峰面积归一化法计算各挥发性成分的相对含量(用%表示),结果见表1。

由表1可知,从线叶旋覆花茎叶和花中共鉴定出挥发性成分68种,分为九大类,包括烯烃类(27种)、醛类(12种)、醇类(5种)、酸类(5种)、烷烃类(7种)、芳香烃类(3种)、酯类(3种)、酮类(2种)和其他类挥发性成分(4种),说明线叶旋覆花所含挥发性成分的组成较为复杂。

表1 线叶旋覆花不同入药部位中挥发性成分信息及其相对含量Tab.1 Information and relative content of volatile components from the different medicine parts of Inula lineariifolia

表1(续)

对线叶旋覆花茎叶以及花中的挥发性成分种类及相对含量进行总结。结果显示,从线叶旋覆花茎叶和花中鉴定出的挥发性成分种类和相对含量存在较大差异。从线叶旋覆花茎叶中共鉴定出46种化合物,占总挥发性成分的71.11%,包括烯烃类化合物13种(18.11%)、酸类化合物5种(17.32%)、醇类化合物4 种(12.16%)、醛类化合物9 种(8.76%)、烷烃类化合物7种(4.05%)、芳香烃类化合物2种(0.41%)、酯类化合物3种(0.80%)、酮类化合物2种(0.32%)和其他化合物1 种(9.18%),其中相对含量大于5.00%的挥发性成分有乙酸(14.44%)、2-甲氧基-3-烯丙基苯酚(9.18%)、巴伦西亚橘烯(6.72%)、桉叶油醇(5.88%),共占总挥发性成分的36.22%。从花中鉴定出30 种挥发性成分,占其总挥发性成分的99.98%,包括烯烃类化合物18种(52.67%)、醇类化合物2 种(29.35%)、醛类化合 物5 种(11.50%)、芳香烃类化合物2 种(2.07%)和其他类化合物3 种(4.39%),其中 相对含量大于5.00%的成分有桉叶油醇(28.41%)、γ-橄槛烯(8.41%)、巴伦西亚橘烯(6.30%)、(－)-人参萜烯(5.73%)、7-表-香草酚-5-烯(5.25%)、瑟林-4,11-二烯(5.05%),占挥发性成分总量的59.15%。此外,线叶旋覆花中烯烃类成分的含量差异较大,总相对含量是茎叶中的2～3倍。值得注意的是线叶旋覆花中烯烃类成分均是以异戊二烯为单位的化合物,说明得到烯烃类成分属于萜烯类成分。萜烯类化合物具有抗炎、抗肿瘤和神经保护生物活性[8],对阿尔兹海默病、癌症和心血管疾病等慢性疾病具有潜在的治疗作用[9-11],这是线叶旋覆花发挥抗炎、抗肿瘤等作用的物质基础,而两个入药部位的萜烯类化合物相对含量均较高。因此,在进行相关治疗时,线叶旋覆花的花、茎叶均可入药。

对茎叶、花中共有挥发性成分进行分析,结果显示,线叶旋覆花茎叶和花中有8种共有挥发性成分,包括α-蒎烯、D-柠檬烯、巴伦西亚橘烯、(－)-人参萜烯、异戊醛、正己醛、桉叶油醇、邻-异丙基苯,茎叶和花中的相对含量分别为0.11%,0.28%,6.72%,2.73%,0.74%,3.65%,5.88%,0.17%和2.08%,1.32%,6.30%,5.73%,2.52%,0.97%,28.41%,1.15%,不同部位的共有挥发性成分相对含量差异较大,相对含量大于5.00%的成分为巴伦西亚橘烯和桉叶油醇,前者在不同入药部位的相对含量相差不大,后者在花中的相对含量为茎叶中的4～5倍。桉叶油醇在呼吸道疾病、胰腺炎、结肠损伤、心血管和神经退行性疾病的治疗中具有镇痛、抗炎和抗氧化的活性[12-15];巴伦西亚橘烯可通过抑制NF-κB活性起抗炎作用[16];α-蒎烯能够诱导肿瘤细胞,如肝癌细胞[17]周期阻滞和凋亡;D-柠檬烯对Aβ42蛋白的神经毒性具有一定减缓作用,有望成为治疗阿尔兹海默病的药物[18]。对茎叶、花中特有挥发性成分进行分析,结果显示,线叶旋覆花茎叶中特有成分有38种,相对含量大于2.00%的挥发性成分有2-甲氧基-3-烯丙基苯酚、乙酸、3-硝基-2-丁醇、(－)-香树烯。花中特有成分有22种,相对含量大于2.00%的成分包括γ-橄槛烯、瑟林-4,11-二烯、7-表-香草酚-5-烯、2-甲基丁醛、异丁醛、硼烷二甲基硫醚络合物、2-亚甲基-4,8,8-三甲基-4-乙烯基-双环[5.2.0]正壬烷、β-广霍香烯、γ-松油烯、双-外-α-雪松烯和异松油烯。其中香树烯和γ-橄槛烯对金黄色葡萄球菌有抑制作用[19-20],γ-橄槛烯还对大肠杆菌和白色念珠菌有一定的抑制作用。综上可看出,线叶旋覆花不同入药部位在挥发性成分的种类和相对含量上存在较大差异,但其成分均表现出抗炎、抗肿瘤的药理作用,说明线叶旋覆花的茎叶和花均具有较高的应用价值。

本工作采用顶空-气相色谱-质谱法分析线叶旋覆花茎叶和花中挥发性成分,以保留时间和质谱碎片离子定性,以面积归一化法定量,并分析了茎叶和花中鉴定出的成分的种类及相对含量,可为线叶旋覆花茎叶和花中挥发性成分的开发提供一定理论指导。