CN109884232A - 一种艾纳香中挥发性成分的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于药材化学成分分析技术领域，具体为一种艾纳香中挥发性成分的分析方法。其以艾纳香叶粉末为材料，采用静态顶空‑气相色谱‑质谱联用法对其挥发性成分进行分析，通过化学工作站及面积归一化法进行数据处理后，从总离子流色谱图中计算出各组分的百分含量，按照各峰的质谱图经NIST谱库检索，进行定性分析。本发明首次采用静态顶空‑气相色谱‑质谱法对艾纳香中挥发性成分进行分析，弥补了以往通过溶剂提取法、水蒸气蒸馏法等提取挥发油之后再进行分析的不足之处，能更真实反应艾纳香样品中挥发性成分的组成。同时，本方法对样品需求量小，不使用溶剂，具有对环境友好等优点。本方法能为该药材品质的筛选提供可靠依据。

Description

一种艾纳香中挥发性成分的分析方法

技术领域

本发明属于药材化学成分分析技术领域，具体涉及一种艾纳香中挥发性成分的分析方法。

背景技术

艾纳香(Blumea balsamifera(L.)DC.)为菊科(Asteraceae)艾纳香属植物，在民间有大风艾、牛耳艾、大枫草、冰片艾等别名，可作中草药或香料使用。属于多年生草本植物或类灌木植物，其茎粗壮，株直立，高约1-3米，全株被银白色绒毛覆盖。目前，艾纳香为贵州省十大苗药之一，在《贵州省中药材、民族药材质量标准》中收载。由艾纳香叶和小枝提取加工制成的艾片被2015版中国药典(一部)收载。

许多市售的名贵中成药中含有天然艾片，主要是利用艾片可抑制多种细菌如金黄色葡萄球菌的生长和具有较强的抗真菌活性的作用。

传统中医对艾纳香的使用和研究可追溯到一千年以前，但研究点主要集中在生药学、中药药理学方面，对艾纳香中的化学成分研究不多。随着近几十年现代分析科技的发展进步，研究人员有了更多先进的技术来研究艾纳香中的有效成分。

查阅近年来有关艾纳香挥发性成分的研究文献发现，多数研究是通过制备艾纳香挥发油来研究它的化学成分。常用的方法为萃取法，如水蒸汽蒸馏萃取法和有机溶剂萃取法等。此外还有溶剂直接浸提法和一些新方法，如超声辅助提取法，微波辅助提取法和顶空固相微萃取等。

周欣等采用水蒸气蒸馏及乙醚萃取的方法从贵州罗甸县艾纳香叶片中获得挥发油，经过气相色谱-质谱法分析，共检测到41种物质(周欣，杨小生.艾纳香挥发油化学成分的气相-质谱分析.分析测试学报，2001，20(5)：75-78.)。

王远辉等比较研究了不同季节艾纳香叶挥发性成分的区别(王远辉，王洪新，田洪芸，马朝阳，陈涛，邹纯礼，王兴.HS-SPME与GC-MS联用分析不同季节艾纳香叶香气成分.食品科学，2012，33(14)：166-170.)。在这项研究中他们运用顶空固相微萃取采样后，通过气相色谱-质谱法进行分析。他们还考察了三种不同的艾纳香叶预处理方法，结合气相色谱-质谱法进行定性分析，所采用的三种获得挥发油的方法分别为：水蒸气蒸馏法、蒸馏萃取法和顶空固相微萃取法(王远辉，田洪芸，何思佳，胡乾鹏，王洪新，邹纯礼，王兴.不同方法提取艾纳香叶挥发性成份的气相色谱-质谱分析[J].食品工业科技，2012，33(12)：97-105.)。

在另一篇文章中(王远辉，赵丹丹，王洪新，邹纯礼.GC测定艾纳香叶中左旋龙脑、异龙脑、樟脑的不同预处理方法比较[J].现代食品科技，2014，30(6)：250-256.)，该研究组比较了六种预处理方法提取艾纳香叶中的左旋龙脑、异龙脑、樟脑的效果。六种预处理方法分别为：水蒸气蒸馏法，溶剂提取法、同时蒸馏提取法、微波辅助提取法、超声辅助提取法以及超声-微波协同提取法。

传统的萃取方法通常需要大量溶剂，提取效率低，操作步骤繁琐，提取时间长。由于在提取过程中样品暴露时间长，有些易挥发性成分损失较大，这样就导致样品信息有一定程度的失真。固相微萃取技术存在由于萃取装置的萃取头可选种类少，价格不菲，使用周期短等缺点而导致分析成本较高。鉴于上述问题，急需建立更加简单快速、选择性高、使用范围广泛、价格低廉、环境友好的样品前处理方法用于分析中草药中的挥发性成分。

静态顶空技术是分析样品基质中挥发性物质的一种新方法，包括两个步骤，首先将样品放置在密闭顶空瓶中，在恒温下使气液或气固两相之间达到平衡。然后顶空瓶中的气体被定量移取，同时由载气带入色谱柱中进行分析。顶空技术具有对样品需求量小，样品无需处理或简单处理即可，不使用溶剂，对环境友好等优点。

经文献调研，目前尚未有采用静态顶空直接分析艾纳香中挥发性成分的研究报道，本发明基于静态顶空-气相色谱-质谱法测定艾纳香中的挥发性成分，分析方法快速、简单、准确，可为艾纳香叶品质的筛选提供参考依据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种快速、简单、准确、环保的测定艾纳香中挥发性成分的方法。

本发明提供的测定艾纳香中挥发性成分的方法，具体步骤如下：

(1)取艾纳香叶2-10g，用粉碎机粉碎后，取样30-80mg于顶空瓶中，密封待用；

(2)静态顶空-气相色谱-质谱联用分析条件：

静态顶空条件：平衡温度80-110℃，环线温度90-120℃，传输线温度100-130℃，平衡时间10-20min，载气为高纯氮气或高纯氦气，样品压力10-20psi，进样时间0.5-1min；

气相色谱条件：载气为高纯氮气或高纯氦气，流速为0.5-1mL/min，分流或者不分流进样，HP-5MS石英毛细管柱或同类色谱柱；采用程序升温技术，例如，初始温度50-60℃，保持1-2min，以10-12℃/min升温至150-160℃，保持1-2min，再以10-12℃/min升温至210-230℃保持1-2min；

质谱条件：离子源：EI，电子能量：65-75eV，电子倍增器电压：910-930V，离子源温度：210-240℃，四极杆温度：145-160℃，扫描方式：全扫描；质量扫描范围：35～500m/z；

(3)挥发性成分的定性及定量分析：

定性分析通过化学工作站检索NIST 11标准质谱图库，同时结合有关文献进行解析，确认艾纳香中挥发性成分，标准图库和文献报道一致的可以确定其成分，两者不一致的标注为未知化合物(Unknown)，具体见表1；定量分析通过化学工作站数据处理系统，按照面积归一化法进行计算，求出各组分的相对百分含量，具体计算方法为：将所有化合物的峰面积加和得总的峰面积，然后将单个化合物的峰面积除以总的峰面积既得该化合物的相对百分含量。

本发明共分离出66个组分，通过标准质谱图库确定了其中60个组分。

作为比较，同时采用了文献报道的水蒸汽蒸馏法提取艾纳香中的挥发油，通过气相色谱-质谱法对所得挥发油进行分析，分离出61个组分，鉴定出55个组分。

由以上结果可以看出静态顶空-气相色谱-质谱法鉴定出的化合物数目多于水蒸汽蒸馏法提取挥发油后进样的方法。由此可以推断一些含量较低，极易挥发的物质在制取挥发油的过程中可能有所损失，从而导致了两种方法检出物质数目的不同，以及含量的差异。

本发明首次采用静态顶空-气相色谱-质谱法对艾纳香中挥发性成分进行分析，弥补了以往通过溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、同时蒸馏萃取法、顶空固相微萃取法等提取挥发油之后再进行分析的不足之处，能更真实反应艾纳香样品中挥发性成分的组成。同时，本方法对样品需求量小，不使用溶剂，具有对环境友好等优点。本方法能为该药材品质的筛选提供可靠依据。

附图说明

图1为静态顶空-气相色谱-质谱法所得艾纳香中挥发性成分的总离子流色谱图。

图2为水蒸汽蒸馏法提取挥发油后进样所得艾纳香中挥发性成分的总离子流色谱图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

取艾纳香叶2.0g，用粉碎机粉碎后，立即取样50mg于20mL顶空瓶中，密封待用；

静态顶空-气相色谱-质谱联用分析条件：

顶空条件：20mL顶空瓶，平衡温度100℃，环线温度110℃，传输线温度120℃，平衡时间15min，载气为高纯氮气，样品压力15psi，进样时间0.5min；

气相色谱条件：载气为高纯氮气，流速为1.0mL/min，分流进样(分流比1:1)，HP-5MS石英毛细管柱(30m，0.25mm，0.25um)；程序升温：初始温度60℃，保持1min，以12℃/min升温至160℃，保持1min，再以12℃/min升温至210℃保持1min；

质谱条件：离子源：EI，电子能量：70eV，电子倍增器电压：918V，离子源温度：230℃，四极杆温度：150℃；扫描方式：全扫描，质量扫描范围：35～500m/z。

挥发性成分的定性及定量分析：

定性分析通过化学工作站检索NIST 11标准质谱图库，同时结合有关文献进行解析，确认艾纳香中挥发性成分，标准图库和文献报道一致的可以确定其成分，两者不一致的标注为未知化合物(Unknown)，具体见表1；定量分析通过化学工作站数据处理系统，按照面积归一化法进行计算，求出各组分的相对百分含量，具体计算方法为：将所有化合物的峰面积加和得总的峰面积，然后将单个化合物的峰面积除以总的峰面积既得该化合物的相对百分含量。静态顶空-气相色谱-质谱法所得艾纳香中挥发性成分的总离子流色谱图见图1和表1。共分离出66个组分，确定了其中60个组分。

同时采用了文献报道的水蒸汽蒸馏法提取艾纳香中的挥发油，通过气相色谱-质谱法对所得挥发油进行分析，分离出61个组分，鉴定出55个组分。水蒸汽蒸馏法提取挥发油后进样所得艾纳香中挥发性成分的总离子流色谱图见图2。两种方法的定量分析结果比较见表1。

从图1、2和表1中可见，静态顶空-气相色谱-质谱法检测到含量较高的6种物质为樟脑、龙脑、西车烯、罗汉柏烯、石竹烯、花椒素。水蒸汽蒸馏法挥发油进样检测到含量较高的6种物质为樟脑、龙脑、罗汉柏烯、石竹烯、环氧喇叭烯、花椒素。

表1

Claims (3)

1.一种艾纳香中挥发性成分的分析方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)取艾纳香叶2-10g，用粉碎机粉碎，然后取样30-80mg于顶空瓶中，密封待用；

(2)静态顶空-气相色谱-质谱联用分析条件：

静态顶空条件：平衡温度80-110℃，环线温度90-120℃，传输线温度100-130℃，平衡时间10-20min，载气为高纯氮气或高纯氦气，样品压力10-20psi，进样时间0.5-1min；

气相色谱条件：载气为高纯氮气或高纯氦气，流速为0.5-1mL/min，分流或者不分流进样，HP-5MS石英毛细管柱或同类色谱柱，采用程序升温；

质谱条件：离子源：EI，电子能量：65-75eV，电子倍增器电压：910V-930V，离子源温度：210℃-240℃，四极杆温度：145℃-160℃，扫描方式：全扫描；质量扫描范围：35～500m/z；

(3)挥发性成分的定性及定量分析：

定性分析通过化学工作站检索NIST 11标准质谱图库，同时结合有关文献进行解析，确认艾纳香中挥发性成分，标准图库和文献报道一致的，确定其成分，两者不一致的标注为未知化合物(Unknown)；定量分析通过化学工作站数据处理系统，按照面积归一化法进行计算，求出各组分的相对百分含量，具体计算方法为：将所有化合物的峰面积加和得总的峰面积，然后将单个化合物的峰面积除以总的峰面积，既得该化合物的相对百分含量。

2.根据权利要求1所述的艾纳香中挥发性成分的分析方法，其特征在于，所述程序升温的流程为：初始温度50-60℃，保持1-2min，以10-12℃/min升温至150-160℃，保持1-2min，再以10-12℃/min升温至210-230℃保持1-2min。

3.根据权利要求1所述的艾纳香中挥发性成分的分析方法，其特征在于，共分离出66个组分，通过标准质谱图库确定其中60个组分，具体如下表所示：