王曉萍, 邱金雪, 李松

(長白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(延邊大學(xué)),吉林延吉133002)

獨(dú)活揮發(fā)油成分的快速GC-MS分析

王曉萍, 邱金雪, 李松

(長白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(延邊大學(xué)),吉林延吉133002)

采用氣流吹掃微注射器萃取法(GP-MSE)和水蒸氣蒸餾法(SD)萃取獨(dú)活中的揮發(fā)油,利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對揮發(fā)油化學(xué)成分進(jìn)行分離、檢測和定性分析,并對兩種萃取方法進(jìn)行了比較.結(jié)果顯示:氣流吹掃微注射器萃取法獲得106種成分,已定性的有78種,占總組分含量的91.42%,其中主要成分為含氧雜環(huán)化合物(63.58%);水蒸氣蒸餾法獲得59種成分,已定性有42種,占總組分含量的86.99%,其中主要成分為脂肪族化合物(56.90%).與水蒸氣蒸餾法對比表明,氣流吹掃微注射器萃取技術(shù)具有省時、省力、省溶劑,所需樣品量少,萃取效率高且重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于植物揮發(fā)油成分的快速分析.

氣流吹掃微注射器萃取;獨(dú)活;水蒸氣蒸餾;揮發(fā)油;氣相色譜-質(zhì)譜

0 引言

中藥獨(dú)活是傘形科植物獨(dú)活(AngelicapubescensMaxim.f.biserrataShahetYuan)的干燥根.據(jù)《中國藥典》記載,獨(dú)活具有祛風(fēng)除濕、通痹止痛的功效,對風(fēng)寒濕痹、腰膝疼痛、少陰伏風(fēng)頭痛等具有很好的療效.揮發(fā)油是獨(dú)活的主要有效成分之一,被廣泛應(yīng)用到香料、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域[1].目前,常見的揮發(fā)油萃取方法有水蒸氣蒸餾法[2],頂空液相微萃取[3],頂空固相微萃取[4]和超臨界流體萃取[5]等.其中:水蒸氣蒸餾法是萃取揮發(fā)油的傳統(tǒng)方法,雖然操作簡單、費(fèi)用低,但它具有萃取時間長,需要的樣品量和溶劑量相對較多,而且一些易水解和氧化的揮發(fā)油成分在萃取過程中易發(fā)生化學(xué)變化等缺點(diǎn)[6];頂空液相微萃取法雖然所用溶劑量相對較少,但懸于針尖的萃取溶劑液滴很難控制[7-8];頂空固相微萃取法所用的纖維價格昂貴,易損壞,使用壽命短,而且使用前需要高溫活化[9].氣流吹掃微注射器萃取技術(shù)是最近開發(fā)的一種新型的樣品前處理方法[10],它集萃取、凈化和濃縮于一體,具有高的萃取效率,而且省時省力、操作簡便[9],所需的樣品量和溶劑量較少,是一種較為理想的環(huán)境友好型樣品前處理技術(shù).

本實(shí)驗(yàn)采用氣流吹掃微注射器萃取技術(shù)和水蒸氣蒸餾法萃取獨(dú)活中的揮發(fā)油,利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對獨(dú)活的揮發(fā)油成分進(jìn)行分離、檢測和定性分析,并對這兩種萃取方法進(jìn)行了比較.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器有:GC-MS 2010(日本島津公司),250 μL微型注射器(美國 HAMIL TON公司),AS20500AH型超聲波清洗器(天津 AU-TOSCIENCE公司),FW-100高速萬能粉碎機(jī)(天津泰斯特儀器有限公司).試劑有:正己烷,二氯甲烷,甲醇,均為色譜純.

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

1.2.1 樣品采集及處理 獨(dú)活植物于2009年7月采自吉林省長白山海拔1 290 m處.洗凈,除去須根,曬干[11].用粉碎機(jī)(FW-100高速萬能粉碎機(jī))粉碎后,過200目篩,裝在棕色樣品瓶中,在-4℃下貯存?zhèn)溆?

1.2.2 氣流吹掃微注射器萃取法 準(zhǔn)確稱取粉碎的獨(dú)活植物樣品5 mg,放入樣品槽中,塞上進(jìn)樣墊,拔出針桿,將250μL微型注射器(依次用甲醇、二氯甲烷、正己烷洗滌[12])通過冷凝器刺透進(jìn)樣墊,針尖剛好穿過進(jìn)樣墊底端即可.在針筒里插入細(xì)鐵絲,加入20μL萃取溶劑正己烷,通入氮?dú)獠⒄{(diào)整流速,設(shè)定加熱和冷凝溫度后進(jìn)行萃取.萃取結(jié)束后,用正己烷定容至100μL,取2μL進(jìn)樣GC/MS分析.萃取條件:氮?dú)饬魉贋? mL/min,溫度為250℃,時間為2min,冷凝溫度為-4℃.

1.2.3 水蒸氣蒸餾法 稱取5 g植物樣品粉末,放入1 000 m L的水蒸氣發(fā)生裝置中,分別向蒸餾裝置和水蒸氣發(fā)生裝置中加入1/2和1/3體積的蒸餾水,打開冷凝水,開始加熱.當(dāng)?shù)谝坏握麴s液滴入接收管內(nèi)的萃取溶劑中時開始計時,萃取時間為6 h.萃取結(jié)束后,用膠頭滴管移出含有揮發(fā)油的萃取溶劑,用無水 Na2SO4干燥后定容至1 m L.

1.3 GC-MS分析條件

DB-5MS毛細(xì)石英柱(30 m×0.25 mm×0.25μm),載氣為氮(純度 =99.99%),進(jìn)樣口溫度為280℃,進(jìn)樣量為2m L,分流比為50∶1,載氣(He)流速為0.98 mL/min。升溫程序?yàn)?5℃保持1 min,4℃/min升至250℃,6℃/min升至280℃,保持5 min.離子源為 EI,離子源溫度為200℃,電子能量為70 Ev.

2 結(jié)果與討論

2.1 獨(dú)活揮發(fā)油的化學(xué)成分分析及含量比較

2.1.1 成分及相對含量 各色譜峰通過N ISI 08質(zhì)譜庫檢索、定性,如圖1所示.氣流吹掃微注射器萃取法(圖1 A)得到106種成分,已定性的有78種,占總組份的91.42%;水蒸氣蒸餾法(圖1 B)獲得59種成分,已定性的有42種,占總組份相對含量的86.99%.比較可知,氣流吹掃微注射器萃取法比水蒸氣蒸餾法多萃取到36種揮發(fā)油成分.

從兩種方法的 GC-MS分析結(jié)果對比可知,在已鑒定的物質(zhì)中,相同揮發(fā)油化學(xué)成分共有27種,含量分別約占各自總組分的 71.01%和82.43%.其中只在水蒸氣蒸餾法萃取中得到的揮發(fā)油成分有15種,只在氣流吹掃微注射器萃取法萃取中得到的揮發(fā)油成分有51種.

2.1.2 主要成分及其含量 在鑒定的成分中,氣流吹掃微注射器萃取法萃取得到獨(dú)活揮發(fā)油的主要成分為:8,8-Dimethyl-2-oxo-2,8,9,10-tetrahydropyrano(2,3-f)chromene-9,10-diylbis((Z)-2-methyl-2-butenoate)(28.71%)(圖 1 A中的6);3-Methyl-but-2-enoic acid,2,2-dimethyl-8-oxo-3,4-dihydro-2H,8H-pyrano [3,2-g]chromen-3-yl ester(22.8%)(圖1A中的5);Elemol(4.63%)(圖1 A中的3);1,7,7-Trimethylbicyclo[2.2.1]hep t-2-yl acetate(3.22%)(圖1 A中的2);alpha-Pinene,(3.08%)(圖1 A中的1);beta.-Eudesmol(2.06%)(圖1 A 中的4).水蒸氣蒸餾法萃取得到的獨(dú)活揮發(fā)油成分為:β-Elemol(17.28%)(圖1 B 3);1,7,7-Trimethylbicyclo[2.2.1]hep t-2-yl acetate(14.43%)(圖1 B 2);alpha-Pinene(12.15%)(圖1 B 1);beta.-Eudesmol(10.48%)(圖1 B 4);gamma.-Eudesmol(7.45%)(圖1 B 8);Limonene(4.99%)(圖1 B 7).

上述兩種方法萃取得到的獨(dú)活揮發(fā)油主要成分中都含有1,7,7-Trimethylbicyclo[2.2.1]hep t-2-yl acetate,alpha-Pinene,beta.-Eudesmol.從相對含量來看(表1),這3種成分由氣流吹掃微注射器萃取法得到的含量比水蒸氣蒸餾方法低,而從絕對含量的角度來看,氣流吹掃微注射器萃取法萃取到這3種成分的含量明顯高于水蒸氣蒸餾法.由此可知,氣流吹掃微注射器萃取法較水蒸氣蒸餾法具有更高的萃取效率.

圖1 獨(dú)活揮發(fā)油的氣相色譜-質(zhì)譜總離子流圖

表1 2種萃取方法得到的揮發(fā)油主要化學(xué)成分的比較

2.2 獨(dú)活揮發(fā)油化學(xué)成分的分類分析

對已鑒定結(jié)構(gòu)的獨(dú)活揮發(fā)油成分按照功能團(tuán)進(jìn)行分類.從表2可知:由氣流吹掃微注射器萃取法獲得的揮發(fā)油主要成分為含氧雜環(huán)化合物,水蒸氣蒸餾法萃取獲得的揮發(fā)油主要成分為脂肪族化合物;在水蒸氣蒸餾法得到的成分中,單萜類化合物和脂肪族中的酮類化合物均比氣流吹掃微注射器萃取法相對含量高;氣流吹掃微注射器萃取法得到的揮發(fā)油成分中,半揮發(fā)性含氧雜環(huán)化合物的含量明顯高于水蒸氣蒸餾法;氧化單萜中的醇、酮,氧化倍半萜,脂肪族中的醛、酮,芳香族化合物和酚類化合物僅在氣流吹掃微注射器萃取法萃取GC-MS分析中被檢測.從表2絕對含量的分析中得出(以單萜類化合物為例),氣流吹掃微注射器萃取法獲得的單萜類成分的含量比水蒸氣蒸餾法獲得的含量高,此結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了氣流吹掃微注射器萃取法較水蒸氣蒸餾法具有更高的萃取效率.

表2 2種萃取方法得到的揮發(fā)油化學(xué)成分的分類比較

3 結(jié)論

利用氣體流吹掃微注射器萃取法和 GC-MS聯(lián)用從獨(dú)活中檢測到106種揮發(fā)油成分,主要成分為含氧雜環(huán)化合物,相對含量占已定性成分的63.58%.水蒸氣蒸餾法和 GC-MS聯(lián)用檢測到59種成分,主要成分為脂肪族化合物,相對含量占已定性成分的56.90%.與傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾法相比,氣流吹掃微注射器萃取法具有萃取時間短,樣品和溶劑消耗少,操作簡單,萃取率高等優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確地分析植物中的揮發(fā)油成分.

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Rapid GC-MSAnalysis of Essential Oils in Radix Angelicae Biseratae

WANG Xiao-ping, Q IU Jin-xue, L ISong
(KeyLaboratoryofNaturalResouraloftheChangbaiMountainandFunctionalMolecules(YanbianUniversity),MinistryofEducation,Yanji133002,China)

Gas purge microsyringe extraction(GP-MSE)and steam distillation(SD)were used fo r extracting the essential oils inRadixAngelicaeBiseratae.The components of the essential oils were analyzed by gas chromatographic-mass spectrometric.GP-MSE has obtained 106 components and 78 compounds were identified,SD hasobtained 59 components and 42 compounds were identified.GP-MSE has some advantages,such as time,labor,and solvent saving,needs little amountsof samp le aswell asobtained high extraction efficiency and rep roducibility.GP-MSE can be widely used in the rapid analysis of essential oils from p lants.

gas purge microsyringe extraction;Radixangelicaebiseratae;steam distillation;essential oils;GC-MS

O658.2

A

1004-4353(2011)02-0128-04

2011-04-13

吉林省科技發(fā)展計劃項(xiàng)目(20100343)

王曉萍(1986—),女,碩士研究生,研究方向?yàn)橛袡C(jī)分析.