基于GC-MS分析避疫驱蚊香囊挥发油成分及抗氧化、抗菌活性

【摘要】目的：对避疫驱蚊香囊挥发油成分及其体外抗氧化、抗菌活性进行分析研究。方法：通过GC-MS、NIST标准谱库和文献检索筛选避疫驱蚊香囊的挥发油成分，以DPPH、ABTS自由基评价其抗氧化活性，并以3种常见致病菌评价其抗菌活性。结果：GC-MS共鉴定出香囊挥发油中48个化合物（含量≥0.2%、匹配度＞800），主要化合物为单萜类（41.28%）和倍半萜类（25.33%），含量较高的是α-Asarone（16.44%），Eucalyptol（10.72%），Patchoulialcohol（9.44%）；香囊挥发油对自由基ABTS清除能力较强［IC50=（180.5±0.9）μg/mL］，并对枯草杆菌（MIC=100μg/mL）有较好的抗菌活性。结论：本研究明确了避疫驱蚊香囊的挥发油成分及体外抗氧化、抗菌活性，为进一步研究该香囊的药效物质基础提供科学依据。

【关键词】避疫驱蚊香囊;挥发油;GC-MS;抗氧化;抗菌

【中图分类号】R284.1

【文献标志码】A【文章编号】1007-8517（2024）18-0035-05

DOI：10.3969/j.issn.1007-8517.2024.18.zgmzmjyyzz202418008

Abstract：ObjectiveToanalyzethevolatileoilcompositions，antioxidantandantibacterialactivitiesinvitroofthesachetforepidemicandmosquitoprevention.MethodsThevolatileoilcompositionsofsachetforepidemicandmosquitopreventionwereanalyzedbyGC-MS，NISTlibraryandliteraturesearch.TheantioxidantactivitywasevaluatedusingDPPHandABTSradicals，andtheantibacterialactivitywasevaluatedagainstthreecommonpathogenicbacteria.ResultsGC-MSidentifiedatotalof48compoundsinthevolatileoilofthesachetforepidemicandmosquitoprevention（content≥0.2%andmatchingdegree＞800），withthemajorcompositionsbeingmonoterpenes（41.28%）andsesquiterpenes（25.33%）.Thehighestcontentswereα-Asarone（16.44%），Eucalyptol（10.72%），andPatchoulialcohol（9.44%）.ThevolatileoilexhibitedstrongABTSradical-scavengingactivity（IC50=180.5±0.9μg/mL）andshowedfineantibacterialactivityagainstBacillussubtilis（MIC=100μg/mL）.ConclusionThisstudyelucidatedthevolatileoilcompositions，antioxidant，andantibacterialactivitiesinvitroofthesachetforepidemicandmosquitoprevention，whichprovidingascientificbasisforfurtherresearchonitsmedicinalefficacy.

Keywords：SachetforEpidemicandMosquitoPrevention;VolatileOil;GC-MS;Antioxidant;Antimicrobial

中药香囊在我国日久岁深，源远流长，因其佩戴方便、安全可靠、无创伤、小儿依从性好，可用于避疫驱蚊、预防和辅助治疗细菌感染等，千百年来被历代医家所采用。中药香囊源自中医外治疗法里的“衣冠疗法”，常选用芳香开窍的中草药研制成粉、佩于腰际，通过呼吸道或皮肤吸收形成高浓度的小环境而发挥其防病治病作用，是中医外治领域一种古老的治疗方法［1］，疗效上达巅顶，下及涌泉，民间有“戴个香草袋，不怕五虫害”的说法。

避疫驱蚊香囊是中药香囊的一种，组方精妙，由七味芳香中药艾叶150g、石菖蒲150g、紫苏100g、佩兰100g、白芷100g、藿香100g、薄荷100g干燥后粉碎、过筛、罐装、封口制成。其中，艾叶、白芷、石菖蒲、紫苏、藿香性温，佩兰性平，可芳香温化湿邪、化浊行气，而薄荷性凉，可芳香凉化热邪、清热解毒，诸药合用可发挥化浊除湿、驱虫辟邪、清心安神的作用。有研究［2-10］表明，艾叶、石菖蒲、紫苏、白芷、藿香、薄荷挥发油具有抗菌作用，紫苏、佩兰、白芷、薄荷挥发油具有抗炎作用，艾叶、石菖蒲、紫苏、白芷、薄荷挥发油具有抗氧化作用等。目前，对中药香囊解热、抗炎、抗菌、消毒等作用机制偶有报道［11］，避疫驱蚊香囊组方成分复杂，对其缺乏深入的研究，且物质基础尚不明确。因此，本研究对避疫驱蚊香囊挥发油成分及其体外抗氧化、抗菌活性进行分析研究，以期为阐明避疫驱蚊香囊的药效物质基础提供科学依据。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1中药材避疫驱蚊香囊由通化师范学院医药学院自制，所用药材艾叶、石菖蒲、紫苏、佩兰、白芷、藿香、薄荷均由河北祥瑞中药饮片有限公司提供。

1.1.2试剂乙醚（天津市科密欧化学试剂有限公司，色谱纯）；无水硫酸钠（上海百舜生物科技有限公司）；DPPH（飞净生物科技有限公司，纯度≥97%）；ABTS（SigmaA1888，纯度≥98%）；Trolox（安徽酷尔生物工程有限公司，纯度≥98%）；二甲基亚砜（沈阳华东试剂厂，分析纯）。

1.1.3标准菌株ATCC0157大肠埃希菌、CMCC63501枯草杆菌、ATCC13048产气杆菌由通化师范学院微生物实验室提供。氯霉素、硫酸链霉素购自上海麦克林生化科技股份有限公司。MH培养基和LB培养基购自北京鼎国生物科技有限公司。

1.1.4设备气质联用仪（ThermoTSQ8000EVO，美国赛默飞公司）；Secura613-1CN型电子天平（赛多利斯科学仪器北京有限公司）；挥发油提取器（上海沪实实验室设备有限公司）；DZTW型电子调温电热套（北京市永光明医疗仪器有限公司）；ReadMax1900Plus型光吸收全波长酶标仪（上海闪谱生物科技有限公司）；SK200型光学显微镜（麦克奥迪实业集团公司）；SW-CJ-2FD洁净工作台（上海博迅实业有限公司）；SPX-250B-Z型生化培养箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；高压蒸汽灭菌锅YXQ-LS-75SII（上海博迅实业有限公司）。

1.2方法

1.2.1避疫驱蚊香囊挥发油提取及处理水蒸气蒸馏法提取避疫驱蚊香囊的挥发油，取香囊各药材适当粉碎置于5L圆底烧瓶中，添加6倍药材量的蒸馏水连续提取5h，得到具有芳香气味的黄绿色透明油状液体，经无水硫酸钠脱水干燥，密封保存，备用。

1.2.2避疫驱蚊香囊挥发油的GC-MS分析气相色谱（GC）-质谱（MS）系统（ThermoTSQ8000EVO）分析避疫驱蚊香囊的挥发油成分，挥发油用乙醚稀释至浓度为0.1mg/mL，并通过0.22μm的过滤器。

气相色谱条件：色谱柱为石英毛细管柱TG-5（30m×0.25mm×0.25μm），载气为氦气，流速为1.0mL/min，使用如下柱温程序60℃保持5min，以2℃/min升至150℃，再以10℃/min升至200℃，最后以20℃/min升至250℃保持5min。

质谱条件：电子轰击（EI）离子源，电子能量70eV，传输线温度为280℃，离子源温度300℃，进样口温度为280℃；扫描质量范围为50～550amu；溶剂延迟时间为3.0min。

1.2.3抗氧化活性测定根据文献［12］的方法测定DPPH、ABTS清除活性。

DPPH测定：将100μL香囊的挥发油和100μLDPPH甲醇溶液（50μm）在微孔板中混合，在室温下在黑暗中静置30min。在515nm处记录样品的吸光度。丁基化羟基甲苯（BHT），L-抗坏血酸和6-羟基-2，5，7，8-四甲基色烷-2-羧酸（Trolox）被用作阳性参考。计算半数最大抑制浓度（IC50）值。

ABTS测定：将190μL稀释的ABTS溶液和10μL在DMSO中的香囊挥发油在微孔板中混合，在黑暗中孵育20min。在734nm处记录样品的吸光度。以BHT、L-抗坏血酸和Trolox为阳性参考，计算IC50值。

1.2.4抗菌活性测定根据文献的方法［13］测定抗菌活性。以4%的Tween80作溶剂制备浓度为128mg/mL的香囊挥发油母液，用MH肉汤培养基为稀释剂以二倍稀释法制备不同浓度的供试品溶液。在96孔板的每个孔中填充100μL的供试品溶液和100μL的工作菌液（菌落计数为5×108CFU/mL），37℃恒温培养24h后观察孔中的变化。第1个干净透明孔对应的浓度确定为最小抑菌浓度（MIC）。在此基础上，将澄清的培养液转移到MH培养基上，于37℃再恒温培养24h。若没有观察到菌落生长，则认为此时的浓度为最低杀菌浓度（MBC）。以氯霉素和硫酸链霉素作为阳性对照。

1.3统计学方法所有实验平行测定3次，利用SPSS22.0软件处理数据。

2结果

2.1避疫驱蚊香囊挥发油的GC-MS图谱取以乙醚溶解的避疫驱蚊香囊挥发油，按“1.2.2”项下实验条件进样1μL，得到挥发油的总离子流图。如图1所示。

2.2避疫驱蚊香囊挥发油的GC-MS鉴别结果采用Xcalibur软件（版本2.2.42，ThermoFisherScientific，USA）记录和分析数据。通过检索标准质谱图库NIST，以匹配度为基础（SI＞800）结合相关文献［14-19］进行筛选。用离子流色谱峰面积归一化法计算各组分的相对含量。共鉴定出48个化合物（占比87.58%），并对峰进行了药材归属。结果见表1。

2.3避疫驱蚊香囊挥发油的抗氧化活性本实验选取自由基DPPH、ABTS探究避疫驱蚊香囊的抗氧化活性，IC50值越小，表明样品DPPH自由基清除能力越强，即样品抗氧化性越强。结果见表2。

2.4避疫驱蚊香囊挥发油的抗菌活性研究［19］表明，避疫驱蚊香囊挥发油中的主要化学成分α-Asarone（α-细辛醚，16.44%）具有抗菌作用；主要成分Eucalyptol（桉油精，10.72%）和Patchoulialcohol（百秋李醇，9.44%）来源广泛，也对多种致病菌有抑制或杀灭作用［14］。本实验选取3种常见致病菌大肠埃希菌、枯草杆菌、产气杆菌探究避疫驱蚊香囊的抗菌活性。结果见表3。

3讨论

GC-MS结合NIST标准谱库明确避疫驱蚊香囊挥发油成分共48个（含量≥0.2%、匹配度＞800），包括单萜类（41.28%）、倍半萜类（25.33%）、酚醚酯类（20.97%）化合物，经查阅文献有43个成分得到了归属，成分大多来自于艾叶，其次为石菖蒲。另外，该香囊挥发油含有常见的、共同的化学成分，如α-Pinene（0.50%）、β-Pinene（0.43%）、α-Terpineol（1.44%）为艾叶、石菖蒲、紫苏、薄荷共有，Camphene（0.98%），Eugenol（0.78%），β-Caryophyllene（1.23%）为艾叶、紫苏、薄荷共有，β-Elemene（0.23%）和Caryophylleneoxide（0.59%）为艾叶、石菖蒲、紫苏、白芷、藿香共有。从相对含量来看，含量较高的成分有α-Asarone（16.44%，石菖蒲的主要成分），Eucalyptol（10.72%，艾叶的主要成分），Patchoulialcohol（9.44%，藿香的主要成分）。避疫驱蚊香囊挥发油成分分析的过程中，有少数成分未得到药材归属，例如β-Selinene，它是该香囊成分β-Elemene和β-Caryophyllene的同分异构体，推测其可能在热、溶解、药材生长环境或复杂组方环境下通过化学反应形成，可见混合方中挥发油的成分和相对含量并不是其单味药的简单相加。

避疫驱蚊香囊对自由基ABTS清除能力较强［IC50=（180.5±0.9）μg/mL］而对DPPH清除能力较弱［IC50=（826.3±0.6）μg/mL］，这种差异是由于抗氧化成分对不同类型自由基的反应机制和选择性不同。以往的研究［2-10］表明，艾叶、薄荷挥发油有很强的ABTS自由基清除能力（IC50=42.3～96.88μg/mL），虽然石菖蒲挥发油的ABTS自由基清除能力较弱（IC50=3000.0μg/mL），但是石菖蒲中主要挥发性成分α-Asarone（α-细辛醚）可诱导纹状体、海马、皮质的抗氧化物酶发挥抗氧化作用。另外，艾叶、石菖蒲、紫苏、白芷、藿香、薄荷挥发油对DPPH清除能力均较弱（IC50＞700μg/mL）。这些单味中药抗氧化活性的前期研究结果与避疫驱蚊香囊整体的抗氧化活性结果一致。

避疫驱蚊香囊对革兰氏阳性菌枯草杆菌的抑菌活性相对较强，MIC值为100μg/mL，而对革兰氏阴性菌包括大肠埃希菌、产气杆菌有较弱的抗菌活性。以往的研究［2-10］表明，单味中药艾叶、石昌蒲、藿香、薄荷的挥发油抗菌活性显示，它们对革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌更敏感，紫苏精油对枯草芽孢杆菌的抑制能力明显强于对大肠杆菌的抑制能力，这与避疫驱蚊香囊整体的抗菌活性结果一致。

避疫驱蚊香囊是一个含七味芳香药材的混合香囊组方，本研究明确了避疫驱蚊香囊的挥发油成分及一定的体外抗氧化、抗菌活性，为进一步研究该香囊的药效物质基础提供科学依据，但该组方中复杂的相互作用和内在机制尚需进一步研究。

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（收稿日期：2023-12-20编辑：陶希睿）

基金项目：吉林省中医药科技项目（No.2023091）；通化师范学院大学生创新创业训练计划项目（No.202310202032）。

作者简介：钟爱娇（1990—），女，汉族，硕士，助教，研究方向为中药质量控制与评价。E-mail：aijiao_zhong@163.com

通信作者：武子敬（1980—），女，汉族，硕士，高级实验师，研究方向为中药学及药理活性研究。E-mail：fabeer@163.com