中藥干姜揮發(fā)油化學(xué)成分的GC-MS分析 ①

張國裕，李淑賢

(佳木斯大學(xué)藥學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

干姜為植物姜(Zingiber officinale Rosc)的干燥根莖。其揮發(fā)油中含有姜烯、水芹烯等多種成分[1]。干姜中揮發(fā)油成分，含量都會根據(jù)產(chǎn)地、干燥程度、加工方法、炮制等多種因素的不同而受到一定的影響[2～3]。在此我們采用的是四川干姜。干姜性溫、辛，多用于溫中散寒、溫肺化飲，燥濕消痰、回陽通脈等效果?，F(xiàn)代藥理和臨床研究表明，干姜在臨床的應(yīng)用中在抗腫瘤、抗炎抑菌、鎮(zhèn)吐止嘔改善心血管系統(tǒng)和抗氧化等方面具有良好作用，但是其機(jī)制尚不明確[4]。對干姜揮發(fā)油成分的提取與分析對其在臨床上的應(yīng)用，在與其他藥物配伍時(shí)能夠發(fā)揮更佳的療效提供一定的數(shù)據(jù)支撐。例如最早在《傷寒論》中提到的干姜黃芩黃連人參湯和半夏瀉心湯為黃連-干姜的配伍提供了一定的理論基礎(chǔ)，兩藥一寒一熱，相互制約，共奏調(diào)理腸胃，消痞除滿之效[5]。本文將闡述干姜揮發(fā)油中的化學(xué)成分的分析和鑒別兩個(gè)方面。

1 材料與儀器

7890A-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國安捷倫科技有限公司)；揮發(fā)油提取器(天津泰斯特儀器有限公司)；正己烷和無水硫酸鈉均為分析純(廣州化學(xué)試劑廠)；干姜藥材(購自佳木斯市藥材公司)，經(jīng)佳木斯大學(xué)藥學(xué)院杜娟副教授鑒定，為干姜科植物姜(Zingiber officinale Rosc)的干燥根莖。

2 方法

2.1 揮發(fā)油成分的提取

將干姜樣品粉碎，過40目篩，精密稱取干姜粉末各50g，加8倍量蒸餾水浸泡12h，藥粉混合裝入1000mL圓底燒瓶中，參照《中國藥典》(2015版)一部附錄“揮發(fā)油提取法”甲法進(jìn)行提取，連接揮發(fā)油測定器與回流冷凝管，然后進(jìn)行水蒸氣蒸餾，并保持微沸約6h，至測定器中油量不再增加為止，停止加熱。按規(guī)定操作，用吸管取出揮發(fā)油，用無水硫酸鈉干燥，揮發(fā)油呈淡黃色的透明液體。

2.2 色譜條件

色譜柱：HP-5MS石英毛細(xì)管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；載氣為氦氣(99.999 %)；載氣流速為1.0mL/min；檢測器溫度250℃；無分流進(jìn)樣；進(jìn)樣口溫度260℃；柱溫采取程序升溫：起始溫度為60℃柱溫，恒溫3min，以5℃/min速率升至120℃，再以10℃/min速率升至260 ℃，恒溫15min；樣量1μL。

2.3 質(zhì)譜條件

電離方式為電子轟擊離子源(EI)；電子能量為70eV；傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四級桿溫度為150℃；質(zhì)量掃描范圍為50～650amu；數(shù)據(jù)采集掃描模式為全掃描；溶劑延遲3min。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按照上述測試條件下通過采用GC-MS，獲得提取物的相關(guān)化學(xué)成分。對GC-MS聯(lián)用儀得到提取物中相應(yīng)的色譜和質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過對總離子流圖掃描得出的質(zhì)譜圖，再結(jié)合NIST08譜庫、干姜揮發(fā)油相關(guān)文獻(xiàn)、人工分析確定其化學(xué)成分，采用峰面積歸一化法對其相對百分含量測定。干姜的總離子流圖(TIC)見圖1。干姜揮發(fā)油中主要化學(xué)成分分析見表1。

圖1 干姜揮發(fā)油的總離子流圖

表1 干姜揮發(fā)油化學(xué)成分分析

4 討論

應(yīng)用GC-MS聯(lián)用技術(shù)分離鑒定，得到的質(zhì)譜與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索比對，結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn)，人工圖譜解析，從中鑒定出54種化合物成分，占總峰面積的57%，其主要成分為α-古蕓烯、β-柏木烯、羅漢柏烯、β-芹子烯、(1R)-(+)-反式-異檸檬烯、α-愈創(chuàng)木烯、正辛醛、正辛酸、α-水芹烯，分別占其揮發(fā)油總量的25.50%、12.40%、10.94%、6.57%、3.04%、2.03%、1.24%、1.19%、1.18%。在主要成分中大部分為萜類化合物，其中α-水芹烯、(1R)-(+)-反式-異檸檬烯屬于單環(huán)單萜類化合物，α-古蕓烯、β-柏木烯、羅漢柏烯、α-愈創(chuàng)木烯屬于倍半萜類化合物，β-芹子烯屬于雙環(huán)倍半萜類化合物。根據(jù)色譜數(shù)據(jù)顯示，在干姜揮發(fā)油的化學(xué)成分中相對含量高于0.1%的化學(xué)成分有69種。α-古蕓烯具有鎮(zhèn)靜心神，穩(wěn)定情緒的功效。羅漢柏烯對祛風(fēng)除濕，解毒療瘡有一定的作用。α-水芹烯是水芹烯的異構(gòu)體，天然存在于桉葉油、月桂油、小茴香油、欖香油等植物油中。呈無色至微黃色油狀液體。α-水芹烯在主要成分中含量較少，但發(fā)現(xiàn)α-水芹烯對圓弧青霉和灰霉均存在不同濃度的抑制作用，α-水芹烯對圓弧青霉的最小抑菌濃度為170μL/L，最小殺菌濃度為180 μL/L[6]，而且α-水芹烯可以抑制人體肝腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞增殖。細(xì)胞死亡的機(jī)制可能涉及壞死或自噬，但不涉及凋亡。對于α-水芹烯的研究不夠透徹，我們可利用化學(xué)全合成或半合成的方法對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，使其藥理作用得到加強(qiáng)，此數(shù)據(jù)可為后續(xù)干姜作為藥對的配伍研究提供一定理論基礎(chǔ)。