曾星星 陳波 谷陟欣 劉靖婧 王建芬

[摘要] 目的 建立白術生、制品的解吸附電暈束離子化質譜（DCBI-MS）（秒級）快速鑒別方法。 方法 采用原位跟蹤技術跟蹤蒼術酮的轉化，初步探討白術的最佳炮制溫度；采用DCBI-MS法對白術生、制品的化學成分進行分析。 結果 白術最佳的炮制溫度為120～140℃。60批樣品中包括對照藥材1批，生藥材27批，土炒白術19批，麩炒白術13批；與生品相比較，加熱炮制品中蒼術酮的含量均有不同程度的降低，白術內酯Ⅱ（atractylenolide Ⅱ）和白術內酯Ⅲ（atractylenolide Ⅲ）的相對響應豐度值有顯著增高；生白術的相似度為0.90～0.95，土炒白術的相似度為0.83～0.90，而麩炒白術的相似度為0.71～0.82，且可直觀地將白術生品、土炒白術和麩炒白術分為三類。 結論 DCBI-MS法可有效跟蹤炮制過程中蒼術酮向白術內酯（atractylenolide）Ⅰ～Ⅲ轉化的情況，獲得其最佳炮制參數(shù)，并可有效辨別白術生、制品，可作為炮制條件優(yōu)化的快速檢測工具，為中藥材的質量控制提供參考。

[關鍵詞] DCBI-MS；白術；蒼術酮；白術內酯

[中圖分類號] R283.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2018）12（a）-0032-05

白術為菊科植物白術（Atractylodes macrocephala Koidz）的干燥根莖，其性溫，味甘苦，具有健脾益氣，燥濕利水，止汗，安胎之功效，常用于脾虛食少、腹脹泄瀉、痰飲眩悸、水腫、自汗、胎動不安等[1-3]。白術炮制的機制及其主要目的是“減酮減燥，增酯增效”[4-6]。目前，白術的鑒別方法主要有液相色譜[7-9]、UPLC-MS/MS[10-12]、氣相色譜及氣質聯(lián)用技術[13]等。其具有耗時、耗力、低通量、有機溶劑消耗大、不環(huán)保等缺點，且分析通量低，無法對藥材直接分析，無法實現(xiàn)快速篩查和真?zhèn)舞b別。近年來開發(fā)的敞開式質譜技術（ambient mass spectrometry，AMS）可以在常溫常壓環(huán)境條件下將處于固態(tài)或液態(tài)的樣品直接電離，無需或僅需很少的樣品制備過程；該技術具有分析速度快、前處理少、高通量、原位檢測等優(yōu)點，應用廣泛[14-18]。本研究以白術為研究對象，考察了解吸附電暈束離子化質譜（DCBI-MS）作為超快速質量控制方法的可行性。解吸附電暈束離子源（DCBI）具有可見電暈束，可以方便地進行樣品表面定位；結合ChemPattern計量學軟件處理，可直觀有效地區(qū)分炮制品和生品，跟蹤炮制過程中的成分變化，對炮制飲片質量控制的意義重大。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

Thermo finnigan-LCQ離子阱質譜，配LCQ-tune工作站（菲尼根，美國），DCBI離子源及控制器（島津分析技術研發(fā)（上海）有限公司）。

1.2 試藥

白術生品購自邵東宏盛民中藥材有限公司，其主要產地是湖南、江西、福建、安徽、四川等。所有樣品經九芝堂股份有限公司藥材檢驗員陳湘林鑒定均為菊科植物白術（Atractylodes macrocephala Koidz）的干燥根莖。土炒和麩炒白術按中國藥典白術藥材炮制方法進行炮制。白術的化學成分白術內酯Ⅰ～Ⅲ、蒼術酮的分子信息見表1。

2 方法與結果

2.1 炮制方法

土炒白術：先將土置于鍋內，用中火加熱，炒至黃土粉呈靈活狀態(tài)，投入同一批次的生白術片，炒至白術表面均勻掛上土粉，取出，篩去土粉，放涼。每100 g白術片，用黃土25 g。

麩炒白術：先將鍋用中火燒熱，撒入麥麩，待冒煙時投入同一批次的生白術片，不斷翻動，炒至焦黃色、透出焦香氣，取出，篩去麥麩，放涼。每100 g白術片，用麥麩10 g。

2.2 DCBI-MS檢測方法

2.2.1 質譜條件 離子源：DCBI，氦氣流速：1.5 mL/min，熱解析溫度：20℃，正離子模式，電流：30 μA，毛細管溫度：250℃，毛細管電壓：10 V。

2.2.2 測定 用鑷子夾住切好的一小片白術（長約1.5 cm，厚約3 mm，寬5 mm），固定于進樣夾板后置DCBI源的薄的紫色的可視電暈束下，按“2.1.1”項下質譜條件，開啟掃描，進行質譜響應信號采集（圖1）。DCBI可直接對藥材進行分析，操作簡單、快速。

2.3 結果分析

2.3.1 白術生、制品的鑒別 為了消除不同批次不同產地的樣品帶來的差異性的影響，土炒白術和麩炒白術均取同一批次生白術由九芝堂制藥有限公司的專家按照“2.1”項下方法炮制；按照“2.2”項下方法進行檢測。

經加熱炮制后，樣品中蒼術酮的離子的相對豐度值降低，提示樣品中蒼術酮均有不同程度的降低（表2），白術內酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量都有所增加（圖2），其原因可能是生白術在加熱炮制過程轉化為白術內酯類成分。其中麩炒白術中的蒼術酮降低最多，即：麩炒白術<土炒白術<生白術。蒼術酮含量降低，消除了對胃腸的刺激性，緩和燥性；白術內酯類含量增加，增強了健脾和胃作用，此結果與文獻報道一致[19-20]。

為了證實該方法的可行性，本研究檢測了九芝堂公司提供的3個批次的生白術和同批次自制的加熱炮制品。白術加熱炮制后白術內酯Ⅱ的含量高于蒼術酮，即加熱炮制前的白術蒼術酮豐度值/白術內酯Ⅱ的比值>1；而加熱炮制后的蒼術酮豐度值/白術內酯Ⅱ的比值<1。詳見表2。比值越小，說明在加熱過程中蒼術酮轉化成其他成分越多。為更好地鑒別和評價白術炮制前后的化學成分的變化，本研究采用原位跟蹤技術跟蹤蒼術酮的轉化，初探蒼術酮的轉化機制。

2.3.2 原位跟蹤蒼術酮的轉化機制 蒼術酮在加熱條件下會發(fā)生轉化，主要轉化為白術內酯類物質。通過分析蒼術酮的氧化反應機制，結合文獻報道，發(fā)現(xiàn)這是由于蒼術酮有兩個共軛雙鍵，易與水發(fā)生1，4加成反應，得到半縮醛羥基產物；而水的存在使得半縮醛羥基不穩(wěn)定，開環(huán)并導致C-O鍵斷裂，生成羰基，羰基氧化生成羧基[21-23]。原因可能是羧基上的碳原子為sp2雜化，羥基可從兩面進攻生成的羧基，羥基與羧基發(fā)生分子內脫水反應，生成白術內酯Ⅱ，其7位碳上的氫活潑，易被水中的羥基取代，生成的白術內酯Ⅲ發(fā)生分子內脫水失去1分子水而生成白術內酯Ⅰ。蒼術酮的轉化機制圖見圖3。

2.3.3 市售樣品中的生、炮制品的快速鑒別 為驗證該方法的實際可用性和檢測的可靠性、穩(wěn)定性，本研究檢測了60批樣品。結果表明蒼術酮在加熱的條件下向內酯的轉化，土炒白術的炮制程度百分比（生品與炮制品的蒼術酮豐度值的比值）為38.59%～58.60%，而麩炒白術的炮制程度百分比為42.81%～67.21%。

為了更直觀地鑒別白術生、制品，本研究將所測得的60個批次樣品的質譜數(shù)據(jù)轉化為CDF格式，導入ChemPattern化學計量學軟件，建立質譜解決方案。以對照藥材的質譜圖為代表性樣品，計算60批樣品間的相似度，生白術的相似度為0.90～0.95，土炒白術的相似度為0.83～0.90，而麩炒白術的相似度為0.71～0.82（圖4）。因此，本方法在實際應用中是可行的。

3 討論

3.1 DCBI源溫度的選擇

源溫度直接影響解吸附效率。本研究以生白術為模型，在20～200℃考察了10個不同的源溫度對生白術中化學活性成分的影響。DCBI離子源為大氣壓力化學電離源（APCI），主要得到準分子離子峰，通過ESI-MS驗證和參考文獻報道，可以確定m/z=217、233、249和231分別為蒼術酮、白術內酯Ⅱ、白術內酯Ⅲ和白術內酯Ⅰ的準分子離子峰[10-12]。隨著溫度的升高，響應信號增強。當溫度為160℃時，響應信號最佳，但在溫度升高的過程中，各化學成分的相對豐度值也發(fā)生變化；在溫度為60℃時，蒼術酮的絕對豐度值開始降低，即出現(xiàn)轉化；當溫度達到80℃時，轉化明顯；當溫度達到120～140℃時，響應信號明顯增強，轉化達到穩(wěn)定水平；當溫度達到160℃時，響應值達到最高。即m/z=217（蒼術酮）的相對豐度值隨著溫度的升高明顯降低，而m/z=231（白術內酯Ⅰ），m/z=233（白術內酯Ⅱ），m/z=249（白術內酯Ⅲ）的相對豐度值卻明顯升高，尤其是m/z=233。原因在于蒼術酮化學性質不穩(wěn)定，在加熱的過程中易轉化為白術內酯Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。因此，在檢測中不宜選擇高溫，否則會影響結果的準確性。

3.2 氦氣流速的選擇

解吸附電暈束電離質譜法基本原理是加熱的氦氣經電場產生等離子體，在DCBI源的空心針/環(huán)電極結構形成一可見薄的紫色電暈束，快速將存在于氣體、液體、固體或材料表面的化合物解吸并離子化。因此，氦氣流速的選擇對解吸附效率的影響不容忽視。DCBI源的氣流控制有3個流速，即0.6、0.9、1.5 L/min。經過比較，選擇質譜信號最佳的氦氣流速。

3.3 原位跟蹤蒼術酮的轉化機制

白術炮制的目的是“減酮減燥，增酯增效”。實時原位跟蹤蒼術酮的轉化，該結果可用于炮制溫度的考察及轉化率的跟蹤。根據(jù)蒼術酮與白術內酯豐度的比值的降低程度來判斷蒼術酮的轉化率受溫度的影響強弱，比值降低越快，轉化率增加越明顯；同時，蒼術酮與白術內酯的比值越低，轉化的就越多。在20～200℃范圍內，蒼術酮與白術內酯Ⅱ的比值始終比白術內酯Ⅰ和Ⅲ低，說明蒼術酮轉化為白術內酯Ⅱ是最多的，原因與其機制有關，羥基與羧基發(fā)生分子內脫水反應，先生成白術內酯Ⅱ，其7位碳上的氫活潑，易被水中的羥基取代，生成白術內酯Ⅱ轉化成白術內酯Ⅲ，生成的白術內酯Ⅲ發(fā)生分子內脫水失去1分子水而生成白術內酯Ⅰ。隨溫度的升高，各個物質的轉化率增加，其中白術內酯Ⅰ轉化率增加最多，其次是白術內酯Ⅲ，白術內酯Ⅱ轉化率增加不明顯。在120℃時，其向白術內酯Ⅰ的轉化存在1個拐點；當溫度大于140℃時，白術內酯Ⅲ的轉化存在1個拐點，而白術內酯Ⅱ則一直處于穩(wěn)定轉化過程。因此，炮制溫度的控制是炮制品生產的關鍵因素之一。

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（收稿日期：2018-04-09 本文編輯：王 蕾）