石菖蒲揮發(fā)油化學(xué)成分的GC-MS分析*

★ 唐怡 任剛 黃群 楊改紅 劉校妃 袁金斌* 羅小泉 陳海芳 嚴(yán)志宏

(1.江西中醫(yī)藥大學(xué)現(xiàn)代中藥制劑教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江西 南昌 330004；2.江西中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科技中心 江西 南昌 330006)

石菖蒲為天南星科植物石菖蒲(AcorusTatarinowiiSchott.)的干燥根莖，具有化濕開胃、開竅豁痰、醒神益智之功效[1]。石菖蒲治療老年性癡呆療效顯著，在所有抗老年性癡呆中藥中的使用頻率最高，而且大都為主藥[2]。有文獻(xiàn)報(bào)道：石菖蒲總揮發(fā)油是鎮(zhèn)靜、催眠、抗驚厥作用的主要藥效部位[3,4]。

研究人員已采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)分離和鑒定了石菖蒲揮發(fā)油中的部分化合物[5-8]，魏剛建立了石菖蒲的GC-MS指紋圖譜[7,8]，發(fā)現(xiàn)石菖蒲揮發(fā)油的主要成分為甲基丁香酚、順式甲基異丁香酚、反式甲基異丁香酚、γ-細(xì)辛醚、β-細(xì)辛醚和α-細(xì)辛醚等。本文采用水蒸汽蒸餾法提取石菖蒲根莖的揮發(fā)油，應(yīng)用GC-MS方法進(jìn)行分離和分析鑒定，并通過氣相色譜面積歸一法測定了各成分的相對含量。

1 儀器與試藥

Agilent 7890A/5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)(美國安捷倫公司)；色譜柱為DB-5石英毛細(xì)管柱(0.25μm×250μm×30.0m)；MH-1000型1000mL可調(diào)式電熱套(北京科偉永興儀器有限公司)；TG328A型萬分之一電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)。

乙醚(西隴化工股份有限公司)、無水硫酸鈉(天津市大茂化學(xué)試劑廠)均為市售分析純；水蒸氣蒸餾裝置(自制)；蒸餾水(自制)。

石菖蒲，2013年10月購買于湖南振興中藥飲片公司，產(chǎn)地為中國四川，由江西中醫(yī)藥大學(xué)曹嵐副教授鑒定為AcoriTatarinowiiRhzizoma的根莖。購買后，貯存于陰涼、干燥處備用。

2 方法與結(jié)果

2.1 揮發(fā)油的提取 按2010版《中國藥典》提取揮發(fā)油的方法[1]，稱取石菖蒲葉粉末(過2號(hào)篩)1 g，加水500 mL于1000 mL電熱套中，于揮發(fā)油提取器中提取4 h，取0.1 mL精油用少量乙醚將析出的揮發(fā)油反復(fù)溶出，并用無水硫酸鈉脫水過夜，并經(jīng)0.45 μm的微孔濾膜濾過，裝入樣品瓶中，密封保存。

2.2 氣相色譜條件 石英毛細(xì)管柱(0.25 μm×250 μm×30.0 m)，載氣為高純氦氣(99.999%)，柱流量1.0 mL/min，汽化室溫度250 ℃。升溫程序?yàn)椋褐鶞?0 ℃，保持1min，以3 ℃/min速率升至120 ℃，后以2 ℃/min的速率升至140 ℃，保持3 min，然后以5 ℃/min的速率升至190 ℃，最后以10 ℃/min的速率升至260 ℃，保持2 min。分流比50∶1，進(jìn)樣量1.0 μL。

2.3 質(zhì)譜條件 電離方式為電子轟擊(EI)，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃，接口溫度280 ℃，質(zhì)量掃描范圍m/z 40～350 amu，全掃描方式，NIST11質(zhì)譜庫。

表1 石菖蒲的揮發(fā)油成分及相對含量

圖1 石菖蒲揮發(fā)油的GC-MS色譜圖

2.4 分析結(jié)果 在氣相色譜法中，化合物一般按照沸點(diǎn)的高低先后流出色譜柱，柱溫是最重要的分離參數(shù)。為改善復(fù)雜體系中化合物的分離和縮短分析時(shí)間，常采用程序升溫。本實(shí)驗(yàn)對升溫程序進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化，獲得了2.2項(xiàng)下的色譜分離條件。如圖1所示，各化合物得到了較好的分離，峰形較好，分析時(shí)間適中。

化合物的鑒定過程如下：總離子流色譜圖中的各峰經(jīng)質(zhì)譜掃描后得到相應(yīng)的質(zhì)譜圖，經(jīng)過計(jì)算機(jī)質(zhì)譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索(質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫：NIST11庫)，結(jié)合保留時(shí)間及相關(guān)文獻(xiàn)資料，確定其歸屬。在默認(rèn)的積分設(shè)置下，石菖蒲揮發(fā)油中可檢測到100多個(gè)化合物，但相當(dāng)一部分化合物的含量非常低。本文僅報(bào)道相對含量在0.01%以上的化合物的鑒定結(jié)果，合計(jì)為25個(gè)化合物(見表1)。表1所給出的化合物鑒定結(jié)果的匹配度均大于85%，相對含量為默認(rèn)積分設(shè)置下的歸一化計(jì)算結(jié)果。

如表1所示，已鑒定的25個(gè)化學(xué)成分占石菖蒲揮發(fā)油總量的93.27%。從化學(xué)類型來看，石菖蒲揮發(fā)油中主要含單萜氧化物、倍半萜氧化物、苯丙素類衍生物以及脂肪族醛酮類。結(jié)果顯示石菖蒲揮發(fā)油主要含有甲基異丁香酚、異丁香酚甲醚、β-細(xì)辛醚、α-細(xì)辛醚等4個(gè)特征成分，占揮發(fā)油總量的91.86%。β-細(xì)辛醚和α-細(xì)辛醚和欖香素互為同分異構(gòu)體(分子式C12H16O3，分子量208.1)，三者占揮發(fā)油總量的87.18%。其中，含量最高的是β-細(xì)辛醚(54.73%)，能明顯降低動(dòng)脈粥樣硬化癥、改善高年血癥以及降低心肌組織損傷程度和壞死率；其次是α-細(xì)辛醚(32.18%)，其常用作抗癲癇病的治療等。

3 討論

氣相色譜柱的柱溫是最重要的分離參數(shù)。實(shí)驗(yàn)中，為改善石菖蒲揮發(fā)油中組分的分離和縮短分析時(shí)間，對升溫程序進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化。程序升溫的速率、初溫和終溫的設(shè)置是根據(jù)樣品的組成與含量而確定的。柱溫的初溫一般要設(shè)為組分里面所有物質(zhì)的最低沸點(diǎn)，終溫則是所有物質(zhì)的最高沸點(diǎn)。參考魏剛等[7,8]的數(shù)據(jù)，設(shè)置初溫和終溫分別為90℃和260℃。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，石菖蒲揮發(fā)油在120℃～140℃時(shí)流出色譜柱的的成分居多，所以降低了該區(qū)段的升溫速率，使得分離度得到改善。

對比參考文獻(xiàn)[5-8]，本實(shí)驗(yàn)檢測到了六個(gè)新的化合物：β-欖香烯、白菖烯、隱綠原酸、丹香酚、巴倫西亞橘烯和異喇叭烯(見表1)。其中，β-欖香烯具有降低腫瘤細(xì)胞有絲分裂能力，誘發(fā)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤細(xì)胞生長的作用。隱綠原酸具有良好抗氧化、抗炎、抗微生物等生物活性[9]。這些新組分的發(fā)現(xiàn)有利于進(jìn)一步解釋石菖蒲的藥理活性。

[1]國家藥典委員會(huì).中國藥典[S].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:57.

[2]劉柳芳，魏剛，張瓊丹，等．含石菖蒲復(fù)方煎劑中β-細(xì)辛醚的含量測定研究[J].中藥新藥與臨床藥理，2012,23(2):194-197.

[3]胡錦官，顧健，王志旺．石菖蒲及其有效成分對中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].中藥藥理與臨床，1999,15(3):19.

[4]林晨，安紅梅．石菖蒲的中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥理作用研究[J].長春中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2014,30(2):230-233.

[5]王睿，費(fèi)洪新，李曉明，等.石菖蒲的化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展[J].中華中醫(yī)藥學(xué)刊,2013,31(7):1 606-1 610.

[6]吳奇端，王淑英，袁德俊,等.石菖蒲揮發(fā)油質(zhì)量研究[J].廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，30(1):72-76.

[7]魏剛．石菖蒲揮發(fā)油GC-MS特征指紋圖譜在復(fù)方制劑中的應(yīng)用模式研究[J].中成藥，2006,28(10):1 411-1 413.

[8]魏剛，林雙峰，方永奇，等.GC-MS建立石菖蒲揮發(fā)油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究[J].中國中藥雜志，2005,30(10):794-796.

[9]張鞍靈,馬瓊，高錦明.綠原酸及其類似物與生物活性[J].中草藥，2001，32(2):173-176.