SPME-GC/MS 法测定温郁金挥发性成分

2019-12-02郑思跃张文彬袁江豪凌思豪孟迪超

浙江化工 2019年11期

郑思跃，张文彬，袁江豪，凌思豪，孟迪超，王聪

（杭州职业技术学院临江学院，浙江杭州 310018）

温郁金[1]（Curcuma wenyujin Y.H.Chen et C.Ling）又名温莪术、黑郁金，为姜黄属郁金的栽培品种。将温郁金的块根洗净，上笼蒸后晒干，即为温郁金；根茎洗净后，除去须根及糙皮，蒸熟后晒干为温莪术；将根茎洗净后，用刀纵切成薄片，直接晒干为片姜黄。温郁金是一种植物可加工成三种中药饮片的药材。其主产区为浙江瑞安，气微香，味微苦，具有活血止痛，行气解郁，清心凉血，利胆退黄功效。其根茎挥发性成分主要为倍半萜醇和倍半萜烯等活性物质[2-3]。现代药理研究表明，温郁金具有很好的抗癌作用，对于癌症研究有很大的贡献[4-5]。

固相微萃取技术以熔融石英光导纤维或其它材料为基体支持物，采取“相似相溶”的特点，在其表面涂渍不同性质的高分子固定相薄层，通过直接或顶空方式，对待测物进行提取、富集、进样和解析。然后将富集了待测物的纤维直接转移到气相色谱仪中，在进样口进行热解吸，导入色谱柱进行分离分析。笔者对天然产物采用多种前处理方法进行过研究，包括铁皮石斛的裂解气相色谱指纹图谱及其系统聚类分析[6]、菊花的气相色谱图谱及其系统聚类分析[7]和柠檬草的SFEGC/MS 谱图及其主成分分析[8]，因此积累了较为丰富的经验。本研究收集市售温郁金样品，采用SPME-GC/MS 在选定的条件测得其挥发性组分的色谱图，得到50 多个色谱峰，经质谱分析比对NIST 14 谱库并结合相关文献报道对主要挥发性成分1～35 号峰进行鉴定。

1 仪器与材料

1.1 仪器与材料

Agilent 7890A/5975C 气相色谱/质谱联用仪（美国Agilent 公司）；Supelco 型手动固相微萃取装置，配65 μm 聚二甲基硅氧烷（PDMS）/二乙烯基（DVB）萃取头；Agilent 15 mL 顶空瓶（美国Agilent 公司）；CP224S 分析天平（德国Satorious 有限公司）；天津FW177 中草药粉碎机。市售瑞安市陶山镇温郁金样品。

1.2 仪器分析条件

GC/MS 条件：美国Agilent HP-5ms 石英毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；柱箱升温程序：初始温度50 ℃，以15 ℃/min 速率升至155 ℃（保持1 min），以2 ℃/min 速率升至220 ℃（保持5 min）；进样口温度：280 ℃。不分流；载气：氦气；流速：1.0 mL/min。电子轰击（EI）离子源，电离能量70 eV，温度：230 ℃。扫描范围：m/z 50～650；传输线温度280 ℃。

1.3 试验方法

取干燥温郁金样品10 g，用中药粉碎机打碎成粉末，过0.125 mm 筛子，装密封袋备用。

SPME 操作过程：称取粉末样品2.00 g，装入15 mL 顶空样品瓶中，用聚四氟乙烯隔垫密封，于90 ℃水浴恒温预热30 min，将固相微萃取的萃取头通过隔垫插入样品瓶中，顶空吸附30 min，在气相色谱进样口于280 ℃下解吸5 min 后，经气相色谱和质谱进行分析。

2 结果与讨论

2.1 优化SPME 试验条件

考察萃取条件时，萃取浓度与总峰面积是成正比的，所以把总峰面积作为考察指标。温郁金含有单萜、倍半萜及其衍生物等活性物质，因此采用配65 μm 聚二甲基硅氧烷（PDMS）/二乙烯基（DVB）萃取头（适用于挥发物、胺和硝基芳香化合物的萃取）进行萃取。以样品量、萃取温度和萃取时间为考察因素。结果表明，当样品量为2.00 g、萃取温度90 ℃、顶空时间30 min，温郁金样品达到萃取平衡。

2.2 实验的重现性

取温郁金样品5 份，在优化的条件下，连续进样5 次，考察其色谱峰调整保留时间和相对峰面积的重现性（用RSD 表示）。结果表明：色谱峰调整保留的RSD 均在0.20%以内，峰面积的RSD 均在0.78%以内。因此，该法具有良好的重现性。

2.3 温郁金样品SPME-GC/MS 分析

萃取头上吸附的挥发性组分，在气相色谱进样口瞬间解吸出来，经载气带入到石英毛细管柱进行分离，再经质谱分析，通过计算机以面积归一化法计算温郁金挥发性成分的面积百分含量，通过NIST 14 谱库并结合相关报道文献对主要挥发性成分1～35 号峰进行鉴定。

图1 为温郁金样品SPME-GC/MS 总离子流图，横坐标为时间（单位：min），纵坐标为挥发性成分的丰度。

图1 温郁金样品SPME-GC/MS 总离子流图Fig.1 A typical SPME-GC/MS Total Ion Chromatogram of Curcuma wenyujin samples

由图1 可知，温郁金的SPME-GC/MS 总离子流图共有50 多个色谱峰，结合文献[9]及NIST 14质谱库共鉴定出35 种物质，占总峰面积的81.326%。其中，峰1～4 为单萜类化合物，具有抗氧化、抗菌作用；峰5、6、8～12 均为倍半萜类化合物，具有一定的芳香性；峰19～32 为倍半萜的氧化衍生物，具芳香性、抗炎性等作用；峰33、34 为脂肪酸，峰35 为角鲨烯。峰7 为莪术烯，峰13～18为异莪术呋喃二烯、姜黄酮、吉马酮、莪术二酮、新莪术二酮、莪术醇，均为温郁金的标志性挥发性产物，在抗肿瘤、抗病毒方面发挥重要作用。