GC-MS结合保留指数分析不同方法提取的白术挥发性成分

潘欢欢，陈美君，刘友平，刘飞，张鑫，陈林，陈鸿平

GC-MS结合保留指数分析不同方法提取的白术挥发性成分

潘欢欢，陈美君，刘友平，刘飞，张鑫，陈林，陈鸿平*

目的：分析比较不同提取方法提取的白术挥发性成分。方法：分别采用水蒸气蒸馏法和顶空进样法对白术中挥发性成分进行提取，气相色谱-质谱联用（GC-MS）结合Kovats保留指数（Retention index，RI）对挥发性成分进行分析。结果：两种提取方法共鉴定了26个化合物，其中水蒸气蒸馏法鉴定了17个化合物，主要为烯类、酮类、醇类和醛类；顶空进样法鉴定了16个化合物，主要为烯类、酮类和酚类。结论：水蒸气蒸馏法和顶空进样法分别侧重不同沸点挥发性成分的提取，两者结合可得到较全面的白术挥发性成分信息，为白术挥发油的质量控制提供一定科学依据。

白术： 挥发性成分; 水蒸气蒸馏法; 顶空进样法; GC-MS; 保留指数

白术为菊科植物白术Atractylodes macrocephala Koidz.的干燥根茎，主产于浙江、安徽、四川等地，其性温，味甘苦，具有健脾益气、燥湿利水、止汗、安胎等功效，可用于脾虚食少、腹胀泄泻、胎动不安等症，是临床常用药物[1]。

挥发油为白术主要活性成分之一，具有抗肿瘤、促进胃肠运动和提高机体耐缺氧能力等作用[2-4]，但其成分复杂，不同的提取方法提取的挥发油成分也不同，周日宝等[5]分别采用水蒸气蒸馏法、超声波溶剂提取法和超临界CO2萃取法提取白术挥发油成分，经GC-MS分析分别鉴定出15、20、37个化合物。为较全面研究白术挥发油的成分组成，本实验分别采用水蒸气蒸馏法和顶空进样法对白术中挥发性成分进行提取，GC-MS进行分析，并结合保留指数对化合物定性，为白术挥发油的质量控制提供一定科学依据。

1 材料与试药

Agilent 7890 A GC气相色谱仪，Agilent 5975C MSD 质谱仪，Agilent 7697 A HS 顶空进样器，色谱数据处理系统（MSD Chemstation Data AnalysisApplication、AMDIS Chromatogam）；NIST 11质谱数据库。正构烷烃混合对照品C7～C30（sigma公司，编号：49451-U），所用试剂为分析纯。

白术由四川新荷花饮片公司提供，产地四川，经成都中医药大学卢先明教授鉴定，为菊科植物白术Atractylodes macrocephala Koidz.的干燥根茎。

2 方法及结果

2.1 挥发性成分的提取

2.1.1 水蒸气蒸馏法 取白术样品粉末（过2号筛）约50 g，置1000 mL圆底烧瓶中，加蒸馏水500 mL，浸泡2小时，照《中国药典》2015年版（通则2204）挥发油测定法甲法测定。

2.1.2 顶空进样法 取白术粉末（三号筛）0.5 g，精密称定，放入容量为20 mL的顶空进样瓶中，密封，置顶空进样器中进样。样品瓶加热温度120 ℃；样品环温度140 ℃；传输线温度160 ℃；样品瓶加热时间10 min；样品环平衡时间0.5 min，进样时间1 min。

图1 C7～C30混合对照品、白术GC-MS总离子流图

2.2 GC-MS分析条件

色谱柱HP-5MS 5% Phenyl Methyl Siloxane ( 0.25 μm × 30 m × 0.25 mm)，气化室温度260 ℃，接口温度270 ℃，程序升温：初始温度60 ℃，以每分钟10℃升温至120 ℃，再以5 ℃每分钟升温至220 ℃，最后10 ℃每分钟升温至270 ℃。进样量量为1 μL，分流比10：1。离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃，EI电离，电子能量70 eV，扫描范围20～450 m/z。测定正构烷烃C7～C30混合对照品和白术样品的总离子流图，见图1。

2.3 Kováts 保留指数的测定

取正构烷烃C7～C30混合对照品，按照“2. 2”项下色谱条件分析。根据 Van Den Dool 与 Kratz 提出的公式[6]计算各待鉴定化合物的保留指数。RI=100(txtn)/( tn+1-tn) ，其中，tx为被分析组分的保留时间（min），tn、tn+1分别为碳原子数为n和n+1的正构烷烃的保留时间（min），且tn+1 ＞ tx＞ tn。

将待鉴定化合物的计算RI与NIST质谱库检索出匹配度高的化合物在文献中的RI*进行比对，以质谱图相似度和保留指数接近度最高的化合物为最佳鉴定结果[7]。保留指数的应用见表1 。

表1 保留指数的应用

2.4 白术挥发性成分分析结果

经GC-MS分析得到C7～C30混合对照品、白术挥发性成分的总离子流图，面积归一化法对化合物定量，再结合保留指数对化合物进行鉴定，结果见表2。

表2 不同提取方法白术挥发性成分分析结果

注：RI为测定值；RI*为NIST11检索值；“ --” 表示未检出或低于检测限。

3 结论与讨论

本实验采用GC-MS结合保留指数分析2种提取方法提取的白术挥发性成分，结果共鉴定了26个化合物。采用水蒸气蒸馏法提取的挥发油中共鉴定了17个化合物，主要为烯类、酮类、醇类和醛类，占挥发油总量的98.14%，其中含量较高的3个化合物为苍术酮（60.94%）、3,7(11)－芹子二烯（8.06%）、γ-榄香烯（4.79%）；采用顶空进样法提取的挥发性成分中共鉴定了16个化合物，主要为烯类、酮类和酚类，占挥发油总量的95.19%，其中含量较高的3个化合物为苍术酮（42.96%）、3,7(11)－芹子二烯（13.83%）、大根香叶烯B（10.75%）。可见两种提取方法得到的挥发性成分中含量较高的化合物基本相同，但相对含量差别较大。两种分析结果中共有的化合物有7种，分别为苍术酮、3,7(11)－芹子二烯、大根香叶烯B、γ-榄香烯、β-桉叶烯、反式石竹烯和7-乙炔基-1,4a-二甲基-4a,5,6,7,8,8a-六氢-2（1H）-萘酮，它们的出峰时间集中在11.925～16.871 min，顶空进样法提取的其他挥发性成分集中在前阶段出峰，主要为易挥发的小分子化合物，水蒸气蒸馏法提取的其他挥发性成分集中在后阶段出峰，主要为沸点相对较高的难挥发性成分。

本研究首次采用顶空进样法分析白术中挥发性成分，该方法药材需要量小，操作简单快捷，且无溶剂残留，但由于加热时间较短，挥发性成分可能提取不够充分；水蒸气蒸馏法为传统的中药挥发油提取方法，操作简便，成本较低，但提取时间较长，药材需要量较大。两种提取方法各有利弊，且分别侧重于不同类型的挥发性成分，两者结合可得到较全面的白术挥发性成分信息，为白术挥发油的质量控制提供科学依据。

中药挥发油成分复杂，仅通过组分的质谱峰与NIST质谱库图谱匹配，对化合物定性并不可靠，本实验采用GC-MS结合保留指数对不同提取方法得到的白术挥发性成分进行分析，较单纯使用NIST质谱库图谱匹配准确度大大提高，从而对白术挥发性成分有效定性。

[1] 中国药典. 一部[S]. 2015：103.

[2] 郭楠楠. 苍术酮诱导人肝癌细胞(HepG_2)凋亡的实验研究[D]. 深圳大学, 2015.

[3] 陈镇, 夏泉, 黄赵刚,等. 白术挥发油对小鼠胃肠功能的影响[J]. 中国实验方剂学杂志, 2009, 15(8)：66.

[4] 李昕, 何花, 肖木欣,等. 白术挥发油对小鼠耐缺氧能力的影响[J]. 湖南师范大学学报：医学版, 2012, 9(3)：17.

[5] 周日宝, 吴佳, 童巧珍,等. 不同提取方法中白术挥发油成分的比较研究[J]. 中药材, 2008, 31(2)：229.

[6] Van Den Dool H, Kratz PD. A generalization of the retention index system including linear temperature programmed gasliquid partition chromatography[J]. J Chromatogr, 1963,11：463.

[7] 王坚, 陈鸿平, 刘友平,等. Kováts保留指数在中药挥发油成分定性中的作用—青皮[J]. 中国实验方剂学杂志, 2013,19(14)：92.

Analysis of Baizhu volatile components extracted with different methods by GC-MS combing with Kovats RetentionIndex

PAN Huan-huan, CHEN Mei-jun, LIU You-ping, LIU Fei, ZHANG Xin, CHEN Lin, CHEN Hong-ping//(School of Pharmacy,Chengdu University of Traditional Chinese Medicine; Key Laboratory of Standardization for Chinese Herbal Medicine, Ministry of Education; National Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources, Chengdu 611137, Sichuan)

Objective: To analyze volatile components in Baizhu extracted with different methods. Method: Volatile compounds were extracted using steam distillation and headspace sampling. GC-MS combing with Kovats retention index was used to detect and analyze the chemical constituents of the volatile compounds. Result: There was a certain difference between the volatile compounds extracted by the above two methods. Totally, 26 volatile components were identi fi ed. 17 compounds were identi fi ed by steam distillation, mainly alkenes, ketones, alcohols and aldehydes. 16 compounds were identi fi ed by the method of headspace sampling, mainly alkenes, ketones and phenols. Conclusion: Steam distillation and headspace sampling are used to extract the volatile components from different boiling points. The combination of them can get comprehensive information of Baizhu volatile components to provide a scienti fi c basis for the quality control of Baizhu volatile oil.

Baizhu; volatile compounds; steam distillation; headspace sampling; GC-MS; retention index

R 283.6

A

1674-926X(2017)04-007-03

国家自然科学基金青年科学基金项目(81303226)；四川省中医药管理局中医药科学技术研究专项（2016C061）

成都中医药大学药学院，中药材标准化教育部重点实验室,中药资源系统研究与开发利用省部共建国家重点实验室培育基地，四川 成都 611137

潘欢欢(1990～)，女，汉，在读硕士研究生，从事中药化学成分与质量标准化研究。Tel：18280131525 Email：745957352@qq.com。

*陈鸿平（1980～），女，汉，博士，高级实验师，从事中药炮制、中药质量标准化及药效物质基础研究Tel：13982283303 Email：chen-hongping@126.com

2017-1-5

(责任编辑：傅舒)