不同貯存期艾葉正構烷烴的GC-MS分析

洪宗國,魏海勝,呂豐,吳煥淦

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不同貯存期艾葉正構烷烴的GC-MS分析

洪宗國1,魏海勝1,呂豐1,吳煥淦2

(1.中南民族大學藥學院,武漢 430074;2.上海市針灸經(jīng)絡研究所,上海 200030)

目的 探索艾葉燃燒與艾灸光熱效應的機制。方法 對產(chǎn)于湖北蘄春的1、3、5年艾葉用梯度溶劑萃取法提取,硅膠柱層析洗脫得到正構烷烴,進行氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)分析。結果 1、3、5年艾葉正構烷烴含量(TOA)分別為318.65、528.23和394.20mg/g。從這3種年份的艾葉中共檢出17類正構烷烴,均以31碳烷烴的含量最高。結論 由于正構烷烴影響艾葉燃燒溫度與燃燒穩(wěn)定性,它可能是解釋“猶七年之病,求三年之艾”的物質(zhì)基礎。

艾葉;不同貯存期;正構烷烴;GC-MS;燃燒機制

艾葉灸治百病,其機制主要在于光熱效應[1]。目前,對施灸材料艾葉的研究著重于對其揮發(fā)油成分、燃燒后產(chǎn)生的煙氣及灰燼的化學成分所產(chǎn)生的藥物作用效應[2-4],而對影響艾的燃燒溫度及穩(wěn)定性的研究報道甚少。艾葉能長期在灸法中作為灸材,應與其可燃性好、燃燒溫度高等優(yōu)點是分不開的。研究表明,燃燒艾葉時產(chǎn)生高溫,并轉化為熱輻射-近紅外光[5]。有學者從艾葉提取物中得到有機成分庚三十烷(C37H76),比較經(jīng)過提取處理和未處理的兩種艾的燃燒溫度-時間曲線的形成時,發(fā)現(xiàn)如沒有C37H76,艾的燃燒將發(fā)生困難[6]。我們認為艾葉中正構烷烴是艾葉燃燒溫度和燃燒穩(wěn)定性的主要物質(zhì)基礎,是影響艾灸治療效果的重要因素。為探明不同貯存期艾葉燃燒性質(zhì)的差異,筆者采用GC-MS方法分析了產(chǎn)于湖北蘄春的1、3、5年貯存期艾葉中正構烷烴的種類與含量,現(xiàn)報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

艾葉,產(chǎn)地湖北蘄春,品種鑒定和藥材提供由湖北省蘄春縣醫(yī)藥工業(yè)辦公室郭雙喜工程師完成,采集期分別為2011、2009和2007年端午節(jié)。

1.2 試劑與儀器

正己烷、二氯甲烷、甲醇等均為分析純,均經(jīng)全玻璃系統(tǒng)二次重蒸。層析用硅膠(100-200目),經(jīng)二氯甲烷抽提后180℃活化4 h。六甲基苯,分析純,由上海晶純試劑有限公司提供。

色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,450-GC/320-MS,美國Varian公司提供;MNT-2800D 12孔氮吹儀,上海楚柏實驗室設備有限公司提供;SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵,鄭州長城科工貿(mào)有限公司提供;SB-3200DTD超聲清洗機,寧波新芝生物科技股份有限公司提供。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品的處理[7]

分別稱取1、3、5年艾葉5 g,分置于150 mL燒杯中加入適量甲醇,于旋轉混合器上振動,超聲提取2次,合并上清液;再依次用甲醇/二氯甲烷(1:1)、二氯甲烷分別提取2次。合并所有上清液,用旋轉蒸發(fā)儀旋干,稱重。將上述提取物用20 mL去離子水混懸后,用50 mL二氯甲烷萃取。取15 mL萃取液濃縮至1 mL,加入10 mL正己烷,再次濃縮至1～2 mL以轉化溶劑。將轉換的濃縮液加入硅膠柱進行純化,用 20 mL正己烷進行洗脫。收集的洗脫液吹干后,用1 mL六甲基苯(1 mg/mL)溶解,進行氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)檢測。

1.3.2 GC-MS分析

氣相色譜條件為VF-5MS石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25mm),程序升溫為50℃保持1 min,以5 ℃/min升溫至280 ℃,保持10 min,進樣口溫度280 ℃,進樣量為1mL,氮氣為載氣,FID檢測器,不分流,六甲基苯作內(nèi)標。質(zhì)譜條件為EI電離,電子能量為70 eV,全質(zhì)量掃描范圍為45.0×600.0 m/z。質(zhì)譜檢索標準庫為NIST庫。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

以下式計算正構烷烴的含量,正構烷烴含量(mg)＝(ACnC內(nèi)標物V×103)/(A內(nèi)標物×1.5),ACn為正構烷烴(Cn)的峰面積,n=16～33,表示正構烷烴的碳數(shù);A內(nèi)標物為內(nèi)標物的峰面積;C內(nèi)標物為內(nèi)標物的濃度(1.00 mg/mL);V為樣品的總體積(1.00 mL)。

2 結果與分析

2.1 不同貯存期艾葉正構烷烴的碳數(shù)分布與含量

表1列出艾葉中檢出的相對含量大于0.1%的正構烷烴的類型,共11種,分別為含16、18、19、25、26、27、29、30、31、32和33碳的正構烷烴,另有6種相對含量低于0.1%,分別為含17、22、23、24、26、28碳的正構烷烴被檢出。3種艾葉的正構烷烴總含量分別為318.65、528.23和394.20mg/g,3年艾葉正構烷烴含量最高。原因可能是1年新艾揮發(fā)油含量高,占據(jù)單位質(zhì)量艾葉中的一部分質(zhì)量,故正構烷烴相對含量較低。而3年艾葉中揮發(fā)油基本揮發(fā),此時單位質(zhì)量艾葉中已很少有揮發(fā)油,故正構烷烴相對含量增加。5年艾葉中正構烷烴也已揮發(fā)一部分,故含量下降。

表1 不同貯存期艾葉正構烷烴的碳數(shù)分布與含量 (mg/g)

注:TOA＝∑(Cn),表示正構烷烴的總含量,其中n＝16～33,表示正構烷烴的碳數(shù),Cn表示每克艾葉中碳數(shù)為n的正構烷烴含量

2.2 不同貯存期艾葉正構烷烴含量分布規(guī)律

由圖1可見,正構烷烴的含量分布隨貯存期變化不大,均呈不規(guī)則的單峰型分布,均以C31含量最高。

圖1 不同貯存期艾葉正構烷烴的總歸一化含量(含內(nèi)標物)及實際含量示意圖

2.3 艾葉產(chǎn)地對正構烷烴含量影響

小林和子曾從日本艾中提取得到C37H78,而本實驗并未檢出,這可能由實驗所選艾葉品種的差異引起。已有文獻[8]表明,植物對碳鏈較長和較短的正構烷烴的合成受環(huán)境影響。因此,有必要對不同產(chǎn)地的艾葉進行正構烷烴種類分布模式比較研究,作為不同來源艾的鑒定依據(jù)。

2.4 艾葉正構烷烴與燃燒性能

正構烷烴是一種易燃的有機物,前人發(fā)現(xiàn)提取出正三十七烷的艾葉不易燃燒,提示長鏈烷烴是艾葉燃燒的主要物質(zhì)基礎。新艾內(nèi)含揮發(fā)油較多,灸療時燃點附近的揮發(fā)油揮發(fā)至燃燒部位,產(chǎn)生短時高溫,一段時間后揮發(fā)油含量減少,溫度下降,導致燃燒不穩(wěn)定,且揮發(fā)油含量高時,灸療火力太強,“易損人肌膚”。筆者發(fā)現(xiàn)3年陳艾正構烷烴總含量明顯高于新艾,而揮發(fā)油明顯減少,保證了艾灸時艾條的易燃并燃燒穩(wěn)定,很可能是古人“猶七年之病,求三年之艾”的物質(zhì)基礎。

[1] 鐘藍.傳統(tǒng)艾灸作用機理初探[J].中國中醫(yī)基礎醫(yī)學雜志,1999,5 (6):46-47.

[2] 趙建新,賈春生,田元祥,等.近十年日本灸法實驗研究進展[J].中國針灸,1999,19(8):507-511.

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[7] 康躍惠,麥碧嫻.珠江澳門河口沉積物柱樣品正構烷烴研究[J].地球化學,2000,29(3):302-310.

[8] 崔金偉,黃俊華,謝樹成.湖北清江現(xiàn)代植物葉片中正構烷烴和烯烴的季節(jié)性變化[J].科學通報,2008,53(11):1318-1323.

GC-MS Analysis of N-alkanes in Artemisia Argyi of Different Storage Periods

HONG Zong-guo1, WEI Hai-sheng1, LV Feng1, WU Huan-gan2.

1.South-central University for Nationalities School of Pharmacy,Wuhan 430074,China; 2.Shanghai Research Institute of Acumoxi and Meridian,Shanghai 200030,China

Objective To explore the mechanisms of Artemisia argyi burning and moxibustion photo-thermal effect. Methods N-alkanes were obtained by gradient solvent extraction and silica gel column chromatography elution from 1, 3 and 5 years’ Artemisia argyi produced in QiChun, Hubei and analyzed by gas chromatography mass spectrometry (GC-MS). Results The n-alkane contents of 1, 3 and 5 years’ Artemisia argyi were 318.65, 528.23 and 394.20mg/g, respectively. A total of seventeen kinds of n-alkanes were detected from the Artemisia argyi of three kinds of years. The 31 carbon alkane content was highest in all of them. Because N-alkanes affect the temperature and stability of Artemisia argyi burning, it may be the material basis for explaining “worrying seven years’ diseases seek 3 years’ Artemisia argyi”.

Artemisia argyi; Different storage periods; N-alkanes; GC-MS; Burning mechanism

R2-03

A

10.13460/j.issn.1005-0957.2015.05.0382

2014-10-12

1005-0957(2015)05-0382-02

國家重點基礎研究發(fā)展計劃(2009CB522900);上海市重點學科建設資助項目(S30304)

洪宗國(1953 - ),男,教授

吳煥淦(1956 - ),男,教授,博士生導師