CN111579664A - 一种基于气味识别鉴定侧柏炭炮制质量的方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于气味识别鉴定侧柏炭炮制质量的方法和应用，具体为：待测侧柏炭样品粉末经顶空进样用气相色谱‑离子迁移质谱进行测试，通过对待测样品的特征指纹图谱分析确定挥发性有机物，根据挥发性有机物鉴定侧柏炭炮制质量，当含有5‑甲基糠醛、2‑庚醇和2‑乙酰呋喃中的一种以上时为炒制适中侧柏炭。本发明能够快速、无损、无需真空且复杂的样品前处理，方法简单，环保，进行鉴别过程中所用的耗材少，检测成本低，结果直观，适合批量快速鉴别不同炮制程度的侧柏炭。

Description

一种基于气味识别鉴定侧柏炭炮制质量的方法和应用

技术领域

本发明属于中药炮制及分析技术领域，具体涉及一种基于气味识别鉴定侧柏炭炮制质量的方法及应用。

背景技术

侧柏叶为柏科植物侧柏Platycladus orientalis（L.）Franco的枝梢及叶，是历代临床常用中药，始载于《神农本草经》，列为上品，侧柏叶具有凉血止血，生发乌发之功效，主要用于清热凉血，止咳祛痰，治疗血热妄行的出血证，以及咳嗽痰多，湿热带下及脱发等。侧柏叶炒炭后，与侧柏叶相比较其寒凉之性减弱，止血作用增强，尤其偏于收涩止血，临床上多用于血热妄行所致各种出血症。课题组前期对市售侧柏炭质量进行调研发现，12批侧柏炭中有9批不符合现行药典标准要求，均存在炮制过重的问题，因此如何有效控制侧柏炭炮制质量，使其符合传统要求的“炒炭存性”，是亟需解决的问题。

为了提高侧柏炭的炮制质量，完善炮制工艺是一方面，如中国专利CN106727 742A公开了一种侧柏炭生产炮制工艺，继承传统的炮制工艺，采用现代生产设备，设定了可行的工艺参数与生产操作流程，质量控制方面在中国药典的检测标准上增加了检测项，保证了生产过程中产品质量的稳定性与可控性。但除此之外，还应当尽可能的运用新的检测技术方法或手段完善和提升侧柏炭质量评价方法。

中药传统的质量评价方法包括性状、色泽、气味等等，存在判断结果主观性强，不易量化等缺点，但是其作为几千年经验的积累，对现代质量评价的指导意义不容置疑，因此中药质量评价在追求技术科学性和先进性的同时，应与传统质量评价指标有机结合起来，才能使其更具指导意义和实际价值。侧柏叶炒炭后不仅外观色泽发生了较为明显的变化，其气味亦发生了较为明显的变化，最突出的是侧柏叶原有的清香气炒炭后消失了，产生了焦香气，因此认为炮制程度不一应对侧柏叶的气味的影响不一。气相-离子迁移谱（GC-IMS）是这几年新兴的用于中药气味检测的新方法，其应用范围较为广泛，如中药的品种鉴别，生长期识别，储存期研究等。

综上所述，研发一种侧柏叶及不同炮制程度侧柏炭的气味检测方法，对有效判别侧柏炭炮制程度及质量具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中缺乏从气味方面对侧柏炭进行质量进行评价的方法，本发明公开了一种基于气味识别鉴定侧柏炭炮制质量的方法及应用。利用侧柏叶与不同炒制程度的侧柏炭的气味特征，采用气相色谱-离子迁移质谱（GC-IMS）技术建立了一种对侧柏炭进行质量评价的方法，同时还可用于区分不同炮制程度的侧柏炭。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于气味识别鉴定侧柏炭炮制质量的方法，待测侧柏炭样品粉末经顶空进样用气相色谱-离子迁移质谱进行测试，通过对待测样品的特征指纹图谱分析确定挥发性有机物，根据挥发性有机物鉴定侧柏炭炮制质量。

进一步地，所述的挥发性有机物包括5-甲基糠醛、2-庚醇和2-乙酰呋喃中的一种以上时为炒制适中侧柏炭。

进一步地，所述的挥发性有机物包括乙酸乙酯、2,3-戊二酮、(E)-2-己烯-1-醇、环己酮、丙酸、正丙醇、正己醇、2-己醇、甲基异丁基酮、(E)-2-庚醛和乙醇中的一种以上时为侧柏叶。

进一步地，所述的挥发性有机物包括二甲基二硫、丁酸、2,3-丁二醇、2-甲基丁酸、苯乙酮、柠檬烯、戊醛和糠醛的一种以上时为炒轻侧柏炭。

进一步地，所述的挥发性化合物含有苯甲醛时为炒重侧柏炭。

进一步地，所述待测样品的顶空进样方式为：称取待测样品粉末1g，置20 mL顶空进样瓶中，80℃孵育20分钟后进样。

进一步地，所述的气相色谱-离子迁移谱的技术条件为：色谱柱为FS-SE-54-CB-1，15m，ID：0.53mm；载气/漂移气：氮气；载气流量：0-2min，2mL/min，色谱柱温度为40℃；进样口温度为85℃；载气为氮气，载气流速采用程序升气模式，0-2min载气速度为2ml/min；2-30min载气速度由2ml/min逐渐上升到150ml/min，并维持在150ml/min；迁移谱漂移气体流量150ml/min；迁移谱漂移管温度45℃；进样体积为200 ul。

进一步地，通过软件内置的Gallery Plot获得待测样品的特征指纹图谱。

本发明所述的鉴定侧柏炭炮制质量的方法在区分不同炮制程度的侧柏炭和鉴定侧柏炭质量中的应用。

有益效果

（1）本发明提供的一种基于气味识别鉴定侧柏炭炮制质量的方法，使用顶空进样，采用气相色谱-离子迁移谱技术对侧柏叶和不同炒制程度的侧柏炭样品进行分析，得到分析谱图，在分析谱图上选择对应的分析区域，鉴定质量差异，该方法可应用于侧柏炭质量的鉴定，并区分侧柏叶和不同炒制程度的侧柏炭。

（2）本发明所提供的一种鉴定侧柏炭炮制质量的方法，能够快速、无损、无需真空且复杂的样品前处理，方法简单，环保，鉴别过程中所用的耗材少，鉴别检测成本低，结果直观，适合批量快速鉴别不同炒制程度的侧柏炭。

附图说明

图1为侧柏叶及不同炒制程度侧柏炭GC-IMS图；

图2为侧柏叶及不同炒制程度侧柏炭的挥发性有机物直接对比图；

图3为不同批次的侧柏叶和不同炒制程度侧柏炭的聚类分析对比图；

图4为不同批次的侧柏叶和不同炒制程度侧柏炭的离子迁移谱图Gallery对比图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例中采用的仪器为气相色谱-离子迁移质谱（GC-IMS）仪（G.A.S.公司生产的FlavourSpec®风味分析仪）。

分析软件仪器配套的分析软件包括ALV（Laboratory Analytical Viewer）和三款插件以及GC×IMS Library Search，可以分别从不同角度进行样品分析。

：用于查看分析谱图，图中每一个点代表一种挥发性有机物；对其建立标准曲线后可进行定量分析。

插件：直接对比样品间的谱图差异（二维俯视图和三维谱图）。

插件：指纹图谱对比，直观且定量地比较不同样品之间的挥发性有机物差异。

插件：动态主成分分析，用于将样品聚类分析，以及快速确定未知样品的种类。

×IMS Library Search：应用软件内置的NIST数据库和IMS数据库可对物质进行定性分析，用户可根据需求利用标准品自行扩充数据库。

气相色谱-离子迁移谱的技术条件为：色谱柱为FS-SE-54-CB-1，15m，ID：0.53mm；色谱柱温度为40℃；进样口温度为85℃；载气为氮气，载气流速采用程序升气模式，0~2min载气速度为2ml/min；2-30min载气速度由2ml/min逐渐上升到150ml/min，并维持在150ml/min；迁移谱漂移气体流量150ml/min；迁移谱漂移管温度45℃；进样体积为200 ul。

本发明实施例中10批侧柏叶为采自济南燕子山、济南南山，临沂东山等地，阴干；10批炒制适中侧柏炭为上述10批侧柏叶按照实验室优选最佳炮制工艺制备而成；5批炒重侧柏炭选取的是市售炒重侧柏炭；5批炒轻侧柏炭为选取上述侧柏叶炒制，炒制时间较炮制适中侧柏炭时间短。

实施例1

（1）样品测定：精密称取10批侧柏叶、5批炒轻侧柏炭、10批炒制适中侧柏炭、5批炒重侧柏炭各1g，分别置20 mL顶空进样瓶中，80℃孵育20分钟后进样，用气相色谱-离子迁移质谱进行测试；每种样品取两个平行样，侧柏叶及不同炒制程度侧柏炭的气相-离子迁移谱图如图1所示；

（2）直观分析：采用Reporter插件直接对比侧柏叶及不同炒制程度侧柏炭的挥发性有机物差异，结果见图2，从图2可以看出，侧柏叶和不同炒制程度侧柏炭的挥发性有机物差异较为明显；

（3）聚类分析：选取所有峰进行PCA分析，结果见图3，可以看出，侧柏叶、炒轻炭可非常明显的与炒制适中炭、炒重炭区分开；同时可看出炒制适中炭和炒重炭之间存在的差异要比与生品和炒轻炭之间的差异小；

（4）指纹图谱分析：因挥发性有机物的峰太多，直接对比难以找到差异和规律，因此框选挥发性有机物的峰，形成样品指纹图谱进行对比（Gallery Plot插件），得到的不同批次侧柏叶和侧柏炭间离子迁移谱图Gallery对比图如图4所示；对挥发性有机物进行定性分析（GC×IMS Library Search），侧柏叶及不同炒制程度侧柏炭中共辨识出36种挥发性化合物。辨识出侧柏叶及不同炒制程度侧柏炭特征物质，其中侧柏叶辨识出乙酸乙酯，α-蒎烯，2,3-戊二酮，(E)-2-己烯-1-醇，环己酮，丙酸，正丙醇，正己醇，2-己醇，甲基异丁基酮，(E)-2-庚醛，乙醇等12种特征物质，炒轻炭辨识出二甲基二硫，丁酸，2,3-丁二醇，2-甲基丁酸，α-蒎烯，苯乙酮，柠檬烯，戊醛，糠醛等9种特征物质，炒适中炭辨识出5-甲基糠醛，2-庚醇和2-乙酰呋喃3种特征物质，而炒重炭仅辨识出苯甲醛1种特征物质，这些特征物质中仅生品和炒轻炭中有1种物质重复出现了。由此可以采用这些特征物质作为判别侧柏叶及不同炒炭程度的指标。

侧柏叶，炒轻炭，炒适中炭和炒重炭中挥发性成分区分较为明显，其中：生品、炒轻炭可以非常明显的与炒适中和炒重炭区分开；同时可以看出炒适中炭和炒重炭之间存在的差异要比与生品，炒轻炭的差异小一些。究其原因认为侧柏叶中含有挥发性成分较多，炒轻炭为其加热炮制的初级阶段，因此生品和炒轻炭中挥发性物质存在一定的关联性，两者中均辨识出α-蒎烯。而炒适中炭和炒重炭后侧柏叶中所含挥发性成分发生了较为明显的变化，出现了炭药特有的焦香气味，因此炒适中炭和炒重炭间差异较小。

本发明采用气相色谱-离子迁移谱联用的方式，试图寻找一种控制中药饮片炮制程度的新思路。通过对侧柏叶和不同炒制程度侧柏炭挥发性有机物的检测发现，炒适中炭时明显出现了9种化合物，但鉴于目前数据库不健全，仅辨识出3种：5-甲基糠醛，2-庚醇和2-乙酰呋喃，因此当采用气味检测时，明显出现上述物质时，可判为炒适中炭，由此采用该方法可以有效判断侧柏炭的质量。基于此，通过与仪器生产厂家的对接，认为下一步可以将该仪器与炮制设备相关联，基于每一种饮片炮制前后其气味必定会发生明显的变化，且该变化与其挥发性物质的变化相关，当炮制至最佳程度时出现的特征物质可以作为判断其炮制程度的标准。因此在目前由于炮制过程起烟，大部分饮片色泽不一（表皮和断面）导致无法有效实现实时外观监测的情况下，下一阶段采用实时气味检测的方式可能成为有效控制饮片炮制程度，保障其质量稳定的有力措施。由此，认为气相色谱-离子迁移谱一方面可以用于饮片炮制质量的检测来鉴别其质量优劣，另一方面可以应用在炮制过程的程度把控，而要实现这两方面的应用还须进一步增加检测样本及建立相应的标准数据库。

Claims (7)

1.一种基于气味识别鉴定侧柏炭炮制质量的方法，其特征在于，待测侧柏炭样品粉末经顶空进样用气相色谱-离子迁移质谱进行测试，通过对待测样品的特征指纹图谱分析确定挥发性有机物，根据挥发性有机物鉴定侧柏炭炮制质量。

2.根据权利要求1所述的鉴定方法，其特征在于，所述的挥发性有机物含有5-甲基糠醛、2-庚醇和2-乙酰呋喃中的一种以上时为炒制适中侧柏炭。

3.根据权利要求1所述的鉴定方法，其特征在于，所述的挥发性有机物包括乙酸乙酯、2,3-戊二酮、(E)-2-己烯-1-醇、环己酮、丙酸、正丙醇、正己醇、2-己醇、甲基异丁基酮、(E)-2-庚醛和乙醇中的一种以上时为侧柏叶；

所述的挥发性有机物包括二甲基二硫、丁酸、2,3-丁二醇、2-甲基丁酸、苯乙酮、柠檬烯、戊醛和糠醛的一种以上时为炒轻侧柏炭；

所述的挥发性化合物包括苯甲醛时为炒重侧柏炭。

4.根据权利要求1所述的鉴定方法，其特征在于，所述待测样品的顶空进样方式为：称取待测样品粉末1g，置20 mL顶空进样瓶中，80℃孵育20分钟后进样。

5.根据权利要求1所述的鉴定方法，其特征在于，所述的气相色谱-离子迁移谱的技术条件为：色谱柱为FS-SE-54-CB-1，15m，ID：0.53mm；载气/漂移气：氮气；载气流量：0-2min，2mL/min，色谱柱温度为40℃；进样口温度为85℃；载气为氮气，载气流速采用程序升气模式，0-2min载气速度为2ml/min；2-30min载气速度由2ml/min逐渐上升到150ml/min，并维持在150ml/min；迁移谱漂移气体流量150ml/min；迁移谱漂移管温度45℃；进样体积为200ul。

6.根据权利要求1所述的鉴定方法，其特征在于，通过软件内置的Gallery Plot获得待测样品的特征指纹图谱。

7.权利要求1~6任一项所述的鉴定侧柏炭炮制质量的方法在区分不同炮制程度的侧柏炭和鉴定侧柏炭质量中的应用。

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