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HS-SPME-GC-MS法分析铜锤玉带草的挥发性成分*

2022-08-26马洁瑶

广州化工 2022年15期
关键词:倍半萜玉带空瓶

何 琴,马洁瑶,陈 秧

(1 湖南医药学院,湖南 怀化 418000;2 湖南医药学院民族医药研究中心,侗医药研究湖南省重点实验室,湖南 怀化 418000)

铜锤玉带草[Pratiabegonifolia(Wall.) Lindl]又名小铜锤、地茄子、地钮子、铜锤草等,为桔梗科(Campanulaceae)铜锤玉带草属(PratiaGaud)一年生阴生草本植物,全草入药,性味归经为辛、苦、平。其分布较为广泛,在我国的贵州、湖南、四川、湖北、广东、广西和云南等地方均有分布,生于田边、路旁、低山草披或疏林中的潮湿地[1]。具有祛风除湿、活血化瘀、消炎解毒等功效,可用于治疗风湿疼痛,跌打损伤,月经不调,目赤肿痛,乳痈,无名肿毒[2-5],铜锤玉带草的物质成分研究报道较少,目前报道的有聚乙炔、黄酮类、高级脂肪酸和萜类化合物[6-8],铜锤玉带草具有药食两用的特点,果实可做成果脯,茎叶可被当做野菜进行烹饪食用[9]。目前该植物应用仅限于民间治疗,未得到全面研究和开发,文献调研发现,并没有相关文献对铜锤玉带草的挥发性成分进行研究。因此,本研究首次采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)对铜锤玉带草的挥发性成分进行分析。

1 仪器与试药

Thermo ScientificTMTrace 1300 ISQ LT气相色谱串联质谱联用仪,美国赛默飞世尔科技有限公司;Thermo Scientific AI 1310自动进样器,美国赛默飞世尔科技有限公司;质谱检索数据库:NIST 17;手动固相微萃取装置,美国Supelco公司;75 μm Carboxen/PDMS萃取纤维头,美国Supelco公司;4 mL的顶空瓶,美国Supelco公司;Thermo Scientific TG-5MS型毛细管色谱柱(5%苯基二甲基聚硅氧烷,30 m×0.25 mm,0.25 μm),美国赛默飞世尔科技有限公司;十万分之一电子天平,赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;中草药粉碎机,天津市泰斯特仪器有限公司。

铜锤玉带草的全草从湖南怀化购置,经湖南医药学院汪冶教授鉴定为桔梗科(Campanulaceae)铜锤玉带草属(PratiaGaud)的干燥全草,标本保存在湖南医药学院民族医药研究中心。

2 方法与结果

2.1 固相微萃取提取挥发性组分

将适量铜锤玉带草的干燥全草放入中药粉碎机,研磨 2次,2 min/次,收集研碎后的粉末,置于密封袋中于阴凉干燥处保存备用。取10 mg铜锤玉带草的全草粉末,置于容积为4 mL的顶空瓶中,将75 μm Carboxen/PDMS萃取纤维头插入密封的顶空瓶上部,密闭顶空瓶,在55 ℃平台上顶空萃取 30 min以吸收挥发物,将萃取头抽出,迅速插入气相色谱仪进样口中,300 ℃热解析5 min拔出进样。

2.2 GC-MS分析条件

色谱柱为TG-5MS型毛细管色谱柱(5%苯基二甲基聚硅氧烷,30 m×0.25 mm,0.25 μm),初始温度50 ℃(保持3 min),以2 ℃/min速率升温至100 ℃(保持15 min),以2 ℃/min的速率升温至150 ℃(保持5 min),再以10 ℃/min的速率升温至280 ℃(保持8 min);载气为高纯度He(纯度为99.999%);载气流速为1.0 mL/min。进样口温度保持300 ℃,分流比:50∶1。

离子源为EI源;离子源温度280 ℃;传输线温度: 250 ℃;电子能量:70 eV;扫描质量范围:50~620 amu。

2.3 结 果

铜锤玉带草的挥发性成分总离子流图如图1所示。

根据总离子流图进行分析,各化合物峰通过NIST 17库检索,从中共鉴定出43种化学成分,占总挥发性成分的86.62%,用峰面积归一化法对各化学成分进行相对百分比含量的计算。结果如表1所示。

图1 铜锤玉带草的挥发性成分总离子流图

表1 铜锤玉带草的挥发性成分

续表1

3 讨 论

在前期条件摸索中,作者曾尝试采用水蒸气蒸馏方法对铜锤玉带草中的挥发性成分进行提取,发现没有明显的挥发油被提取出来,后经过文献查阅得知,由于铜锤玉玉带草这类草质药材质地柔软疏松,经过采收、加工、干燥、贮存等过程后,挥发油容易散失[10],而顶空固相微萃取技术具有高效、便捷、快速、无需溶剂、样品用量少、绿色环保等特点,特别适合微量挥发性成分的富集,目前已被广泛应用于中药单味药材和中药复方制剂的挥发性成分定性定量研究[11]。

本文应用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术,对铜锤玉带草中挥发性成分进行分析,在方法摸索中,选用了适用于气体和小分子量化合物检测的Carboxen/PDMS萃取纤维头,另对萃取温度和萃取时间进行优化,发现温度对萃取效果具有较大的影响,随着温度的升高,总峰面积呈现先增后减的趋势,萃取时间考察了30 min、40 min和50 min,未发现谱图有很大区别,最后的萃取条件确定为:在55 ℃平台上顶空萃取30 min以吸收挥发物。

从结果分析中可知铜锤玉带草中主要挥发性成分为:β-石竹烯(11.64%)、顺式-β-法呢烯(7.03%)、植酮(6.80%)、依兰烯(5.64%)、二氢猕猴桃内酯(4.63%)和(+)-δ-紫穗槐烯(3.95%)等,其中包括倍半萜类19种,醛类7种,酮类 5种,醇类3种,酯类2种,其他类型7种。倍半萜类成分的主要药理活性包括抗肿瘤、抗炎、免疫抑制、抑菌和抗病毒等[12],β-石竹烯在铜锤玉带草挥发性成分中含量最高,研究表明其具有较好的抗炎活性,不仅能抑制LTB4、PGE2、NO和iNOS炎症介质的产生,而且能下调TNF-α、IL-1β、COX-2、5-LOX、FLAP、NF-κB-p65的表达[13];植酮具有抗菌、镇痛和抗炎活性;依兰烯是一种香料成分[14];二氢猕猴桃内酯带有香豆素样香气,可以用来调配烟用香精[15];紫穗槐烯对金黄色葡萄球菌有显著抑制作用[16]。综上所述,推测铜锤玉带草祛风除湿、消炎解毒等功效与其丰富的倍半萜类成分有着密切关系,另β-石竹烯起着主要的抗炎作用。

4 结 论

本文首次通过顶空固相微萃取技术提取铜锤玉带草中挥发性成分,并从中共鉴定出43种化学成分,占总挥发性成分的86.62%,其主要成分为倍半萜类化合物,其次为醛类、酮类化合物。该方法可快速鉴定铜锤玉带草中的挥发性成分,为铜锤玉带草的进一步质量标准和药效物质基础研究奠定基础。

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