GC-IMS结合化学计量学区分不同产地瓜蒌皮

张敏敏， 东莎莎， 崔 莉， 庄洪秀， 于金倩， 刘 伟， 赵恒强*

[1.齐鲁工业大学(山东省科学院)，山东省分析测试中心，山东 济南 250014；2.齐鲁工业大学(山东省科学院)药学院，山东 济南 250014；3.中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东 济南 250014；4.山东中医药大学药学院，山东 济南 250355]

瓜蒌皮为葫芦科植物栝楼TrichmantheskiriloxviiMaxim.或双边栝楼TrichosanthesrosthorniiHarms.干燥成熟果实的外皮，其性甘，味寒，功效清热化痰、利气宽胸，常用于治疗痰热咳嗽、胸闷胁痛等疾病[1]。我国瓜蒌种植面积广泛，集中山东、河南、河北等北方地区[2]。山东产瓜蒌历史悠久，是道地产区[3]；河北也是瓜蒌重要产区，全国药材市场流通的药材有一部分产自该地[4]。产地对中药材品质影响较大，不同来源药材所含成分也存在差异，故明确药材产地是指导临床合理用药的重要依据[5]。

瓜蒌皮中含有三萜、黄酮、醇类、醛类、脂肪酸类等成分，具有抑菌、抗肿瘤等多种药理活性，在食品、医药等工业领域发挥重要作用[6-7]。目前，瓜蒌皮成分检测主要是通过HPLC、GC等仪器实现，虽然该类技术普及度较高，但样品处理复杂，实验周期长，效率较低[8-10]，亟需发展高效快速的分析鉴别手段。

近年来，气相-离子迁移谱(GC-IMS)作为一种新的检测手段，以高分辨率、高灵敏度、高准确度等优势逐渐应用于中药鉴别分析研究中[11-15]，但目前尚未发现采用该技术鉴别区分瓜蒌皮产地的报道。因此，本实验建立GC-IMS法快速分析瓜蒌皮挥发性成分，并结合化学计量学用于不同产地瓜蒌皮区分，以期为开展该药材道地性和质量评价研究提供技术支持。

1 材料

GAS FlavourSpec®气相离子迁移谱(德国Gesellschaft für analytische Sensorsysteme mbH公司)，配置Laboratory Analytical Viewer(LAV)，Reporter、Gallery Plot、Dynamic PCA插件、GC×IMS

Library Search定性软件；HAMAG 20 mL磁盖螺口顶空瓶(浙江哈迈科技有限公司)；SE-54 (15 m×0.32 mm,0.25 μm) 非极性色谱柱 (德国CS公司)；BT125D万分之一电子天平(德国赛多利斯公司)。

瓜蒌皮共60批，其中编号S1～S30均购于建联中药店，产地山东；H1～H30均购于安国药材市场，产地河北，经山东省分析测试中心王晓研究员鉴定为葫芦科植物栝楼TrichmantheskiriloxviiMaxim.干燥成熟果实的外皮。

2 方法与结果

2.1 样品制备 将不同批次样品粉碎后过60目筛，称取粉末1.0 g，置于磁盖螺口顶空瓶中封口备用。

2.2 GC-IMS条件 条件见表1，图谱见图1。

表1 GC-IMS条件

再结合NIST、IMS数据库对挥发性成分进行鉴别，结果见表2。由此可知，共有88种成分(包含单体和二聚体)，以醛类、酯类、醇类、酮类、脂肪酸类为主，另外还有醚类、萜类、吡嗪类等。

表2 瓜蒌皮中挥发性成分

续表2

2.3 数据处理 GC-IMS包含离子迁移时间、气相保留时间、峰强度三维信息，形成1个以离子迁移时间为横坐标，气相保留时间为纵坐标，峰强度为颜色亮度的谱图。通过LAV软件和内置的Gallery plot插件对不同样品的指纹图谱进行分析，另外利用DPS数据处理系统和SPSS数据处理系统对不同样品进行聚类分析以及主成分分析。

2.4 图谱对比 山东、河北产瓜蒌皮挥发性成分具有差异，见图2。

2.5 Gallery-plot分析 图3显示，河北产瓜蒌皮中反-2-辛烯醛、2-庚酮、5-甲基-2-糠醛、正壬醛、1,8-桉叶素含量高于山东产瓜蒌皮中，而2-乙基-1-己醇、1-己醇、糠醇、丙烯酸乙酯、2-甲基吡嗪、环己酮含量更低；河北产区H25、H28样品与当地其他产区样品成分的分布特征有差别，可能是由于取样均匀度不同，个体间存在较大差异所致。

2.6 聚类分析 图4显示，2个产区瓜蒌皮可实现区分，其中山东产区类间距均匀，而河北产区较大，说明前者相似度高，质量均匀，而后者质量波动较大；河北产H25～H30与山东产样品的距离较近，表明它们相似度较高。

2.7 主成分分析 表3显示，第一、二、三主成分特征值均大于1，累积方差为80.828%。图5显示，河北、山东产区瓜蒌皮可实现区分，表明产地对其挥发性成分存在一定影响；河北产H25～H30与山东产样品的距离较近，可能是由于部分河北采集地与山东较近、样品均匀度不一等因素所致。

3 结论

本实验建立GC-IMS结合化学计量学来快速区分不同产地瓜蒌皮，共鉴别出88种挥发性成分，该方法分析速度快，实现了山东、河北产区瓜蒌皮的区分，也为中药挥发性成分快速分析及产地鉴别研究提供了新方法。

表3 主成分特征值