高　巖，王知斌，楊春娟，吳高松，陳亞軍，匡海學(xué)

（黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)教育部北藥基礎(chǔ)與應(yīng)用研究重點實驗室，黑龍江省中藥天然藥物藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究重點實驗室，黑龍江哈爾濱150040）

GC-MS聯(lián)用法分析白芷揮發(fā)油的化學(xué)成分*

高巖，王知斌，楊春娟，吳高松，陳亞軍，匡海學(xué)

（黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)教育部北藥基礎(chǔ)與應(yīng)用研究重點實驗室，黑龍江省中藥天然藥物藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究重點實驗室，黑龍江哈爾濱150040）

目的：研究白芷揮發(fā)油的化學(xué)成分，并推測其主要成分的質(zhì)譜裂解規(guī)律。方法：采用水蒸汽蒸餾法提取白芷揮發(fā)油，GC毛細(xì)管柱色譜法分析并以峰面積歸一化法檢測化學(xué)成分的相對含量，再以氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)輔助人工檢索鑒定其化學(xué)成分。結(jié)果：鑒定出39個化合物并推測單萜及其衍生物的質(zhì)譜裂解規(guī)律為支鏈斷裂后六元環(huán)開環(huán)。結(jié)論：本研究通過對白芷揮發(fā)油成分的分析及其主成分化合物質(zhì)譜裂解規(guī)律的總結(jié)，為其質(zhì)量控制及標(biāo)準(zhǔn)制定提供科學(xué)依據(jù)。

白芷；揮發(fā)油；氣相色譜-質(zhì)譜

白芷為傘形科植物白芷Angelicadahurica（Fisch. ExHoffm.）Benth.et Hook.f.的干燥根。具有解表散寒，祛風(fēng)止痛，宣通鼻竅，燥濕止帶，消腫排膿的功效[1]。白芷的主要有效成分為香豆素類和揮發(fā)油，其中揮發(fā)油是鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜及抗過敏作用的活性成分[2，3]。本研究對白芷揮發(fā)油進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析，并總結(jié)其主要化合物的質(zhì)譜裂解規(guī)律。

1　實驗部分

1.1儀器與試藥

7890A氣相色譜儀和5975C型質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Agilent公司）；5975C數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)NIST標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫；DB-1701毛細(xì)管柱（0.25mm×60m，0.25μm）。

藥材購于惠仁堂藥店，經(jīng)中藥資源學(xué)教研室王振月教授鑒定為傘形科植物白芷（A.dahurica（Fisch.ExHoffm.）Benth.et Hook.F）的干燥根。

1.2GC-MS條件

程序升溫：起始柱溫50℃，以2.5℃·min-1升溫至200℃維持6min。進(jìn)樣口溫度300℃；流速1.2mL·min-1；分流比為5∶1；進(jìn)樣量1μL；載氣為高純氦氣（99.99%）。接口溫度280℃；EI電離；離子源溫度230℃；電子轟擊能量70eV；掃描范圍m/z20～55；溶劑延遲時間6min。

1.3揮發(fā)油樣品的制備

稱取已粉碎至20目的白芷藥材粉末20g，按固液比1∶10加入蒸餾水200mL，浸泡1h后按2015年版《中國藥典》一部附錄方法（不加二甲苯）進(jìn)行水蒸氣蒸餾，至餾出液無油珠止（約4h），得淡黃色透明狀揮發(fā)油，無水硫酸鈉干燥，置于4℃冰箱備用。

1.4白芷揮發(fā)油的GC-MS分析

精密移取白芷揮發(fā)油0.1mL置于10mL容量瓶中，加甲醇至刻度，搖勻得供試品溶液。按“1.1”所述實驗條件下對白芷揮發(fā)油樣品進(jìn)行分析得總離子流圖（TIC）及相應(yīng)的質(zhì)譜圖。

2　結(jié)果與討論

2.1GC-MS分析結(jié)果

圖1為白芷揮發(fā)油的TIC圖。

圖1　白芷揮發(fā)油成分的TIC圖Fig.1TIC of angelica dahurica essential oil

由圖1知，鑒定出39個化合物，主要為單萜及其衍生物和倍半萜及其衍生物，其中，含量較高的為單萜及其衍生物，主要有：α-蒎烯（α-Pinene）、莰烯（Camphene）、β-水芹烯（β-Phellandrene）、檸檬烯（Limonene）、松油烯（Terpinene）、莰酮（Camphor）、聚傘花素（Cymene）等。

經(jīng)NIST質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)檢索并反復(fù)與相關(guān)文獻(xiàn)資料核對，確認(rèn)揮發(fā)油的化學(xué)成分[4-6]。然后以色譜峰面積歸一化法計算各組分的相對百分含量，結(jié)果見表1。

表1　白芷揮發(fā)油成分的化學(xué)組成Tab.1Chemical composition of angelica dahurica essential oil

2.2白芷揮發(fā)油中主要單萜及其衍生物的質(zhì)譜裂解規(guī)律推斷

從GC-MS分析結(jié)果中發(fā)現(xiàn)α-蒎烯、莰烯、β-水芹烯、檸檬烯、松油烯有相同m/z 136；莰酮和聚傘花素分別有m/z152和m/z134。

圖2　可能的質(zhì)譜裂解途徑Fig.2Cracking reaction

由圖2可知，α-蒎烯可能的裂解途徑：先斷開甲基支鏈給出m/z93為基峰，再開環(huán)給出m/z41碎片峰。莰烯可能的裂解途徑：先雙鍵重排，失去甲基支鏈，給出基峰m/z93，再開環(huán)給出m/z41碎片峰。β-水芹烯可能的裂解途徑與莰烯相似。檸檬烯可能的裂解途徑：先雙鍵重排，失去支鏈甲基，給出m/z 79碎片峰，接著六元環(huán)裂開給出基峰m/z68。聚傘花素可能的裂解途徑：先失去一個異丙基上的支鏈甲基給出基峰m/z119，接著失去所有支鏈得m/z77碎片峰，之后六元環(huán)開環(huán)給出m/z41碎片峰。松油烯可能的裂解途徑：先斷開異丙基，給出基峰m/z 93，之后甲基斷裂，六元環(huán)開環(huán)給出碎片峰m/z41。莰酮可能的裂解途徑：先脫一個水分子再斷橋環(huán)給出基峰m/z95，之后再斷開支鏈甲基并開環(huán)給出碎片峰m/z41。

3　結(jié)論

（1）白芷揮發(fā)油的主要化學(xué)成分白芷揮發(fā)油中已鑒定的化合物占揮發(fā)油總量的99.89%。其中，單萜及其衍生物的相對含量較高，主要為α-蒎烯、莰烯、β-水芹烯、檸檬烯、松油烯、莰酮、聚傘花素等，占總揮發(fā)油含量的72.51%，其中，含量最高的成分為聚傘花素（16.55%），其次為莰酮（12.75%）、β-水芹烯（10.11%）、檸檬烯（9.87%），與文獻(xiàn)報道[6-8]的白芷揮發(fā)油成分以飽和烴、醇類、脂類、有機酸類等為主有所不同，這種差異可能與其品種、產(chǎn)地、種植條件以及藥材前處理、檢測條件等因素有關(guān)。

（2）白芷揮發(fā)油中單萜及其衍生物的質(zhì)譜裂解規(guī)律本研究推測白芷揮發(fā)油中單萜及其衍生物的質(zhì)譜裂解規(guī)律為——側(cè)鏈斷裂后六元環(huán)開環(huán)。為GC-MS法分析生白芷、白芷飲片及含白芷中藥復(fù)方等中單萜及其衍生物的定性分析提供一定依據(jù)，也為大多數(shù)此類化合物的質(zhì)譜分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)，對單萜及其衍生物的結(jié)構(gòu)鑒別，定性分析和藥代動力學(xué)研究有一定的參考作用。

［1］國家藥典委員會.中華人民共和國藥典（一部）［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2015.105-106.

［2］吳媛媛,蔣桂華,馬逾英,等.白芷的藥理作用研究進(jìn)展［J］.時珍國醫(yī)國藥,2009,20（3）:625-627.

［3］朱藝欣,李寶莉,馬宏勝,等.白芷的有效成分提取、藥理作用及臨床應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.中國醫(yī)藥導(dǎo)報,2014,31（11）:159-166.

［4］趙愛紅,楊秀偉,楊鑫寶,等.祁白芷揮發(fā)油成分的GC-MS分析［J］.中國中藥雜志,2011,5（36）:603-607.

［5］李玲,呂磊,張薇,等.運用GC-MS結(jié)合PCA技術(shù)對川白芷與杭白芷揮發(fā)油成分的比較分析［J］.藥物分析雜志,2011,31（1）: 112-118.

［6］聶紅,沈映君.白芷揮發(fā)油的GC-MS分析［J］.貴陽中醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2002,24（2）:58-60.

［7］馬逾英,王娜,張利,等.亳白芷揮發(fā)油成分的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析［J］.時珍國醫(yī)國藥,2009.11（20）:2667-2669.

［8］郭耀杰,吳衛(wèi),李靜夜,等.川白芷不同品種（系）揮發(fā)油成分GC-MS分析［J］.中國實驗方劑學(xué)雜志,2013,19（8）:110-115.

Analysis of the volatile components of angelica dahurica by GC-MS*

GAO Yan，WANG Zhi-bin，YANG Chun-juan，WU Gao-song，CHEN Ya-jun，KUANG Hai-xue
（Key Laboratory of Chinese Materia Medica（Ministry of Education）,Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040,China）

Objective:To analyze the constituents of the essential oil from Angelica dahurica,and to speculate the mass frag-mentation rules of its main components.Method:The essential oil was extracted by water-steam distillation and analyzed by GC-MS,relative content of compositions for calculating with peak area normalization method.The components were determined with nor-malization method,and identified by GC-MS and co-artificial searches.Result:Thirty-nine components were identified.The mass frag-mentation rules of monoterpene and its derivatives were side-chain cleavage then ring-opening.Conclusion:This study provided scientific foundation for the quality control and standard establishment of A.dahurica by analyzing its essential oil components and speculating the mass frag-mentation rules of monoterpene and its derivatives.

angelica dahurica；essential oil；GC-MS

R284

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20161120

2016-07-18

教育部博士點基金項（20132327120002）；黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)“優(yōu)秀創(chuàng)新人才”支持項目（2012RCD05）；黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)“杰出人才培養(yǎng)”基金項目（2012cj02）

高巖（1993-），女，在讀碩士研究生，主要從事中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究。

匡海學(xué)（1955-），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事中藥性味理論及中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究。