气相色谱-质谱法结合直观推导式演进特征投影法分析牡丹皮和赤芍挥发油成分

2024-05-30和薛欧阳云邹宜志魏亚男徐小娜

品牌与标准化 2024年2期

和薛欧阳云邹宜志魏亚男徐小娜

【摘要】采用水蒸气蒸馏法分别提取牡丹皮和赤芍的挥发油成分，利用气相色谱-质谱法（GC-MS）结合直观推导式演进特征投影法（HELP）对挥发油成分进行定性定量分析。分别在牡丹皮和赤芍的挥发油中鉴定出54种和78种组分，定性组分含量分别占二者挥发油总含量的97.35%和52.45%，共有化合物36种；含量最大的组分为丹皮酚，其在二者中的含量分别为82.19%和13.27%。

【关键词】挥发油成分；气相色谱-质谱；直观推导式演进特征投影法；牡丹皮；赤芍

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.006

【基金项目】本文受广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（2023KY0527），桂林医学院人才引进科研项目（20501020028）资助。

Analysis of Volatile Constituents of Paeonia suffruticosa and Paeonia lactiflora by GC-MS and HELP Method

HE Xue1， OUYANG yun1， ZOU Yizhi1， WEI Yanan2， XU Xiaona1，3*

（1.Guilin Medical University〔The School of Public Health〕， Guilin 541199， China； 2.University of South China〔The School of Public Health〕， Hengyang 421001， China； 3.The Guangxi Key Laboratory of Environmental Exposomics and Entire Lifecycle Health， Guilin 541199， China）

Abstract： The essential oils from Paeonia suffruticosa （PS） and Paeonia lactiflora （PL） were first analyzed by gas chromatographymass spectrometry （GC-MS） and a chemometric resolution method，namely heuristic evolving latent projection （HELP）. In total， 54 and 78 volatile chemical components in essential oils of PS and PL were separated and identified， accounting for 97.35% and 52.45% of total contents of the two tested samples， respectively. There are a total of 36 common compounds. The main volatile constituent is Paeonal， which content in both is 82.19% and 13.27%， respectively.

Keywords： volatile oil； GC-MS； HELP；paeonia suffruticosa； paeonia lactiflora

牡丹皮和赤芍属临床常用清热凉血药，具有清热凉血、活血化瘀、消炎、杀菌、清除氧自由基等作用，在药品、食品、化妆品、保健品等诸多领域具有重要应用价值[1-2]。挥发油成分为牡丹皮及赤芍的主要药效成分之一。本文采用水蒸气蒸馏法提取牡丹皮和赤芍中的挥发油，利用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）和直观推导式演进特征投影法（HELP）[3]对挥发油化学成分进行定性定量分析和系统比较分析，以期为牡丹皮和赤芍的开发利用提供基础数据。

1实验部分

1.1儀器与试剂

Shimadzu 2010A型气相色谱-QP2010型质谱联用仪（GC-MS）QP2010岛津质谱工作站；NIST05质谱库；D1810C自动双重纯水蒸馏器；挥发油提取器。

高纯氦气、正己烷和无水硫酸钠均为分析纯（天津市科茂化学试剂厂）；正构烷烃标准溶液（C8-C20，No.04070；C21-C40，No.04071）购于Fluka Chemika公司；二次蒸馏水（自制）。牡丹皮和赤芍药材购于北京同仁堂（长沙店）。

1.2样品制备

药材先置于50℃烘箱中烘干4 h，粉碎。准确称取50 g药材粉末，置于500 mL圆底烧瓶中，再加入300 mL蒸馏水，浸泡12 h，按《中华人民共和国药典》四部“2204挥发油测定法”中的甲法[4]提取4 h，经无水硫酸钠干燥后存放在样品瓶中，密封保存于4℃冰箱，备测。

1.3气相色谱-质谱分析条件

色谱分析条件：DB-5毛细管柱（0.25μm×0.25 mm×30 m）为分析柱；柱温：初始温度设置为50℃，保持2 min，然后以4℃/min升至280℃，保持7 min，总分析时间为66.5 min，进样口温度设置为250℃，柱流量为1.00 mL/min，总流量为14.0 mL/min，分流比10∶1。尾吹气流速3.00 mL/min。

质谱条件：离子源温度设置为200℃，接口温度设置为250℃，溶剂切除时间为2.5 min，光电倍增管电压为0.8 kV，数据导出3 min后开始，质量扫描范围设置为50～500 amu，扫描间隔0.20 s。

2挥发油化学成分分析

2.1定性定量分析

利用Shimadzu GCMS solution工作站，检索标准质谱库确定各个色谱峰的结构。纯物质的色谱峰按条目在NIST05标准质谱库中检索和比对，相似程度在90%以上认为是同一种物质且定性可靠；重叠色谱峰先利用直观推导式演进特征投影法进行解析分辨，再将解析出来的质谱峰与标准质谱进行比对，实现定性分析；定量分析采用峰面积归一化法，结果见表1。

2.2HELP法解析重叠色谱峰

中药挥发油是一个成分十分复杂的活性物质体系，牡丹皮和赤芍的挥发油成分亦是如此。在实验优化的色谱条件下，两种清热凉血药的挥发油成分多数实现了基线分离。赤芍挥发油总离子流图如图1所示。

下面以赤芍挥发油总离子流图中保留时间为9.50～9.62 min色谱峰P为例，简述HELP法解析分辨重叠色谱峰的一般过程。图2（a）为峰簇P的总离子流图，可看出此色谱峰极可能是重叠色谱峰；图2（b）为峰簇P的二维数据图，显示该峰簇峰形比较复杂，至少包含2种化合物。但GC-MS工作站将其视为一个峰簇，定性为4，4，6，6-三甲基双环[3.1.0]己-2-烯，相对含量0.19%。图3和图4分别为峰簇P的演进特征投影图和秩图。图3中两组分的纯组分区域表现为过原点的直线1和直线2，两组分的重叠区域表现为连接二者的曲线。图4中区域I、III为组分1和组分2的纯组分区域，区域II为二者的重叠区。采用HELP法进一步解析该峰簇，利用解析结果质谱图与标准质谱比对，鉴定物质1为6，6-dimethyl-2-methylenebicyclo[3，1，1]heptane，物质2为蒈烯，质谱相似度分别为90.62%和95.44%。采用峰面积归一化法计算得出二者相对百分含量分别为0.18%和0.35%。峰簇P经HELP法解析分辨后的色谱图如图5所示。

与峰簇P的解析过程相似，对牡丹皮和赤芍挥发油成分总离子流图中的其他重叠色谱峰均采用HELP法解析分辨。

3揮发油成分分析

由表1知，牡丹皮挥发油中共定性出54种成分，占挥发油成分总含量的97.35%。主要成分为丹皮酚（82.19%）和Pyrolo[3，2-d]pyrimidin-2，4（1H，3H）-dione（9.15%），两者占牡丹皮挥发油成分总含量90%以上。分析结果与文献报道[5]的基本一致，但各物质的含量不同。

赤芍挥发油中鉴定出78个组分，占挥发油成分总含量的52.45%。主要成分为丹皮酚（13.27%）、十八碳二烯酸（7.65%）、抗坏血酸（5.20%）和葡萄籽油（5.02%），其余成分的含量均在5%以下。所得结果与发表的文献[6]大体相同，但各组分的含量存在差异。

牡丹皮和赤芍两种清热凉血药共有挥发性化学成分36种。其中，含量最大的组分是丹皮酚，在牡丹皮和赤芍中的含量分别为82.19%和13.27%；其次是6，6-dimethyl-2-methylenebicyclo[3，1，1]heptane、D-柠檬烯、芳樟醇、樟脑、乙酸龙脑酯、石竹烯、十五烷、荜澄茄和抗坏血酸等9种组分，牡丹皮和赤芍中的含量均大于或等于0.1%。推测丹皮酚等36种共有组分可能是牡丹皮和赤芍具有相似药理药效作用的物质基础。