MathJax.Hub.Config({tex2jax: {inlineMath: [['$','$'], ['\\(','\\)']]}}); HS-SPEM-GC-MS分析丹蒌片中的挥发性化学成分
  天津中医药大学学报  2016, Vol. 35 Issue (4): 258-261

文章信息

张娜, 李琳, 高杉, 朱彦, 王家明, 张鹏, 于春泉
ZHANG Na, LI Lin, GAO Shan, ZHU Yan, WANG Jia-ming, ZHANG Peng, YU Chun-quan
HS-SPEM-GC-MS分析丹蒌片中的挥发性化学成分
HS-SPEM-GC-MS analysis of the volatile components of Dan-lou tablets
天津中医药大学学报, 2016, 35(4): 258-261
Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2016, 35(4): 258-261
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2016.04.10

文章历史

收稿日期: 2016-04-02
HS-SPEM-GC-MS分析丹蒌片中的挥发性化学成分
张娜1,2, 李琳1, 高杉1, 朱彦1, 王家明3, 张鹏1, 于春泉1     
1. 天津中医药大学, 天津市现代中药重点实验室, 天津 300193;
2. 天津国际生物医药联合研究院, 中药新药研发中心, 天津 300457;
3. 天津科技大学, 生物工程学院, 天津 300457
摘要: 目的 用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术鉴定丹蒌片挥发性化学成分。 方法 采用顶空固相微萃取法(HS-SPEM)提取丹蒌片中的挥发性成分,利用GC-MS 结合保留指数法(KI)对其主要挥发性成分进行分析鉴定。 结果 从丹蒌片挥发性成分中鉴定出44个组分,占总挥发性组分的72.46%.其中相对含量超过 5% 的成分有蒿本内酯(17.49%),β-榄香烯(11.07%),(-)斯巴醇(8.95%),3-丁烯基-1(3H)-异苯并呋喃酮(5.50%)等6个化合物。 结论 丹蒌片中的挥发性成分得到全面分析,根据其相对含量,丹蒌片中的挥发性成分主要来源于川芎、郁金、泽泻,为丹蒌片的质量控制和进一步药效研究提供一定的参考。
关键词丹蒌片     挥发油     GC-MS分析    
HS-SPEM-GC-MS analysis of the volatile components of Dan-lou tablets
ZHANG Na1,2, LI Lin1, GAO Shan1, ZHU Yan1, WANG Jia-ming3, ZHANG Peng1, YU Chun-quan1     
1. Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin State Key Laboratory of Modern Chinese Medicine, Tianjin 300193, China;
2. Tianjin International Joint Academy of Biomedicine, Research and Development Center of Traditional Chinese Drug, Tianjin 300457, China;
3. Tianjin University of Science and Technology, Engineering College of Biology, Tianjin 300457, China
Abstract: Objective Using gas chromatography-mass spectrometry technology(GC-MS) to identify the chemical composition of volatile oil of Dan-lou tablets. Method In this paper, volatile components of Dan-lou tablets were extracted by headspace solid phase microextraction (HS-SPEM). Their structures were identified based GC-MS database combined with Retention Index (KI) calculated. Results Fourty-four kinds of volatile oil compounds were identified from Dan-lou tablet, which accounted 72.46% of the total volatile oil components. The ingredients which have content more than 5% were Ligustilide (17.49%), β-Elemenone (11.07%), (-)-Spathulenol(8.95%), 3-butenyl-1(3H)-isobenzofuranone (5.502%) et al. Conclusion Volatile components of Dan-lou tablet are fully analyzed. The identifiedcompounds have multiple activities according the prevent reports. This article provides a scientific basis for quality control and further pharmacological research of Dan-lou tablets.
Key words: Dan-lou tablet     volatile oil     GC-MS analysis    

丹蒌片是临床治疗冠心病、心绞痛的常用复方制剂,由川芎、丹参、赤芍、泽泻、郁金等10味中药组成,主要用于治疗痰瘀互结所致的胸痹心痛,症见胸闷胸痛、憋气、舌质紫暗、苔白腻,冠心病心绞痛见上述证候者;具有宽胸通阳,化痰散结,活血化瘀之功效[1-2]。丹蒌片复方药味众多,成分复杂,董娟等[3]已用液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)技术分析丹蒌片中的非挥发性成分,但对丹蒌片中的挥发性成分尚未有研究报道。丹蒌片中的郁金[4]、川芎[5]、泽泻[6]等中药的挥发性成分主要包括酚酸、酮类、萜类和酯类等,其中的某些挥发性成分对心、脑血管疾病具有一定的预防和治疗作用[7-9],因此对丹蒌片中挥发性成分值得研究。

气相色谱质谱技术(GC-MS)对挥发性成分的定性分析与鉴定常用的是 NIST 谱库检索的方法、保留指数法、谱库检索和保留指数法相结合的方法[10],其中保留指数(KI)是被国际公认的气相色谱定性指标的一种参数,可以有效地区分结构上细微差别的同分异构体,将质谱检索和保留指数相结合分析可显著提高鉴定的准确性[11]。顶空固相微萃取技术(HS-SPEM)是固相微萃取技术的一种较常用的萃取模式,克服了水蒸气蒸馏法、超临界二氧化碳(CO2)萃取法等传统方法中操作复杂,费用高等缺点[12-14]。对于中药、生物样本,该方法能够很好的避免萃取固定相受到样品中的大分子物质和难挥发性物质的污染与干扰[15],并且在处理一些不稳定的化学成分时,还可以防止它们出现加热分解与转化的现象[16]。该方法已经广泛应用于食品、药品、环境以及生物样品的分析。本文采用HS-SPEM提取丹蒌片中的挥发性成分,利用GC-MS结合KI[17]对其主要成分进行分析鉴定。以期为丹蒌片药效物质基础的研究提供实验基础。

1 材料和方法 1.1 材料、试剂与仪器

Agilent 7890A-5975C GC-MS气质联用质谱仪(美国Agilent科技公司),色谱数据处理系统(MSD ChemStation E.02.01,美国Agilent科技公司),NIST08.L谱库;HJ-3磁力搅拌加热器(金坛市医疗仪器厂),100 μm聚二甲基硅氧烷涂层固相萃取头(PDMS,Supelco,Bellefonte,Pa),HP-5MS毛细管柱(美国 Agilent 科技公司),超纯水机(天津市奥佳科技有限公司)。

正构烷烃对照品溶液C8-C20(美国FLUKA公司),氯化钠为分析纯(天津市化学试剂一厂)。丹蒌片(吉林康乃尔药业有限公司生产,批号20140602)。

1.2 方法 1.2.1 HS-SPEM法提取挥发油

取5片丹蒌片粉碎,将粉碎过的样品0.658 4 g、饱和氯化钠3.6 g 及12 mL水放入顶空瓶中,在65℃磁力搅拌下萃取40 min,取出,立即插入气相色谱仪进样口,解吸5 min。进样口温度250 ℃,进样模式为不分流进样。

1.2.2 色谱条件

色谱柱:HP-5MS (60 m×320 μm×0.25 μm);载气He,流量1 mL/min;汽化温度:250 ℃;接口温度:280 ℃;色谱柱初始温度60 ℃(保持1 min),以4 ℃/min升温速率升至150 ℃(保持5 min),以4 ℃/min升温速率升至240 ℃(保持3 min);溶剂延迟:0 min。

1.2.3 质谱条件

电离方式:EI源,能量70 eV;离子源温度:230 ℃;四极杆温度:150 ℃;质量范围:(35 ~ 800)AMU;电子倍增器电压: 1 400 V。谱图检索:采用NIST08.L谱库进行检索。

1.2.4 KI值测定

取正构烷烃混合对照品,按1.2.2项下条件分析,记录各正构烷烃保留时间,根据化合物的保留时间找到相邻的两个正构烷烃后按下式计算待测化合物的KI值:KI=100Z+100[TR(x)-TR(z)]/[TR(z+1)-TR(z)]式中:TR(x),TR(z),TR(z+1)分别代表待测化合物及碳数为Z,Z+1正构烷的保留时间。且TR(z)<TR(x)<TR(z+1)[18]

2 结果

取1.1 项下的丹蒌片供试品,按1.2.1项下条件提取供试品中的挥发性成分,按1.2.2项下条件对丹蒌片中的挥发性化学成分进行GC-MS分析,见图1。

图 1 丹蒌片在GC-MS 中的TIC 图

采用峰面积归一化法计算各组分相对含量,对总离子流图中各色谱峰计算其KI值,利用各色谱峰对应的质谱图进行 NIST 标准谱库检索,选取质谱匹配度高的 10 个可能物质,并检索其理论保留指数(KI*)值,以质谱图和KI值匹配度都高的化学结构为最佳鉴定结果,见表 1

表 1 丹蒌片中挥发性成分鉴定结果
编号保留时间(min) 化合物分子式相对含量(%)相似度保留指数(KI)理论保留指数(KI*)(KI- KI*)/KI*/(%)
18.66糠醛C8H4O20.01868678314.15
213.79桉油精C10H18O0.01961 0371 0231.35
324.46(3R-反式)-4-乙烯基-4-甲基-3-(1-甲基乙烯基)-1-(1-甲基乙基)环己烯C15H240.19981 3431 3340.67
425.291-苯基-1-戊酮C11H14O0.41911 3661 3550.81
526.55[1S-(1α,2β,4β)]-1-乙烯基-1-甲基-2,4-双(1-甲基乙烯基)环己烷C15H240.28921 4011 3980.21
627.91石竹烯C15H240.1911 4301 4240.42
728.32γ-榄香烯C15H240.23981 4391 4310.56
828.5[1αR-(1α.α.,7α.α.,7α.,7β.α)]- 1α,2,3,5,6,7,7α,7β-八氢-1,1,7,7α-四甲基-1H-环丙[a]萘C15H240.12971 4431 4271.12
930.661-(1,5-二甲基-4-己烯基)-4-甲基苯C18H220.55961 4891 4721.15
1031.44莪术呋喃烯C15H20O0.44951 5071 5321.63
1131.65金合欢烯C15H240.21941 5111 4990.8
1232.912,7-二甲基-5-(1-甲基乙烯基)-1,8-壬二烯C14H240.15871 5401 4148.91
1333.57α-二去氢菖蒲烯C15H200.27981 5551 5470.52
1434.73[1aR-(1a.α,3a.α, 7b.α)] -1a,2,3,3a,4,5,6,7b-八氢 1,1,3a,7-四甲基-1 H-环丙[a]萘C15H240.19941 5811 5770.25
1535.15(+)桉油烯醇C15H24O0.65931 5911 5770.89
1635.51环氧香橙烯C15H24O1.77931 5991 5900.57
1735.692-异丙基-3-六甲基-3,5-正烷C10H14O0.43901 6041 7629.85
1835.92吉马酮C15H22O1781 6101 6894.68
1936.14β-榄香烯C15H22O11.07941 6151 6020.81
2037.13(-)斯巴醇C15H24O8.95601 6421 6191.42
2138.082-氯-1-(2,4-二甲基苯基)-2-甲基-1-丙酮C12H15ClO5.13781 6671 5279.17
2238.36芳姜黄酮C15H20O1.77931 6741 6600.84
2338.47百秋李醇C15H26O0.57921 6771 6541.39
2438.843-丁烯基-1(3H)-异苯并呋喃酮C1H12O25.5981 6871 6730.84
2539.29十七烷C17H360.44961 6991 7000.06
2640.554-庚基苯酚C13H20O6.14691 7361 6694.01
2740.74顺-2,9-反-9,10-顺-1,10 三环[8.6.0.0 (2,9)]十六烷-3,15 二烯C16H244.28601 7421 6873.26
2841.04反式-蒿本内酯C12H14O217.49691 7511 6287.56
2942.48十四酸乙酯C16H32O20.18931 7951 7790.9
3042.718-乙烯基 -3,4,4α,5,6,7,8,8α-八氢-5-亚甲基-2-萘甲酸C14H18O20.23901 8071 9719.08
3142.862,6,10,14-四甲基十六烷C20H420.96961 8081 8110.17
3244.891,2-苯二甲酸 2-甲基丙基丁酯C16H22O40.21861 8762 0197.08
3345.462-乙基-13-甲基十四烷C17H34O20.09961 8951 8144.47
3445.57十九烷C19H400.07951 8981 9000.11
3546.35棕榈酸甲酯C17H34O20.22971 9271 9081
3647.52正十六酸C16H32O20.36951 9681 9680
3747.98Pyridine-3-carbonitrile,1-(2-hydroxypropyl)-4,6-dimethyl-2-oxo-1,2C11H14N2O2-dihydro-0.05891 9871 8795.75
3848.17棕榈酸乙酯C18H36O20.8596Nc1 994Nc
3949.84-脱-N-(4,5-亚甲二氧基-2-硝基苯)酪胺C16H14N2O40.0587Nc2 087Nc
4050.217-异丙基 1,1,4α 三甲基-1,2,3,4,4α,9,10,10α-八H38C20H300.0789Nc2 106Nc
4150.75Methyl2-octylcyclopropene-1-heptanoateC19H34O20.0590Nc2 121Nc
4252.32亚油酸乙酯C20H36O20.5199Nc2 148Nc
4352.44油酸乙酯C20H38O20.1986Nc2 171Nc
4453.06Heptadecanoicacid, 15-methyl-, ethyl esterC20H40O20.0595Nc2 210Nc
注:Nc 代表未计算出来。
3 讨论

通过GC-MS分析丹蒌片中挥发性成分,经NIST08 质谱库检索与保留指数双重定性的方法鉴定出44种主要成分,其相对含量总和占总挥发性组分的72.46%。由总离子流图和挥发性成分鉴定结果可知,丹蒌片挥发性成分十分复杂,种类较多,且相对含量差别较大。其中相对含量高于5%的成分有蒿本内酯、β-榄香烯等6个成分,相对含量1%~5%的成分有环氧香橙烯、吉马酮等4个成分。

丹蒌片挥发性成分中含量最高的化合物通过NIST 标准谱库比对的匹配度只有69%,低于一般标准匹配度80%(匹配度高于一般标准的化合物,可直接定性)。为了确证该化合物的结构,根据其保留时间,选取了C8-C20正构烷烃,测定了其KI值,采用NIST匹配与保留指数法相结合方法鉴定该化合物,该化合物的实际KI值与反式蒿本内酯KI*值比较,标准偏差阈值小于10%[19],可确定该化合物为反式蒿本内酯,对于保留时间在C8-C20正构烷烃范围内的挥发性成分,本文同时计算了其KI值,对其进行了双重定性。

反式蒿本内酯是本复方制剂中川芎的主要活性成分之一,具有改善微循环[20]、舒张血管[21]、抑制血管平滑肌细胞增殖[22]等作用。同时其他挥发性成分如β-榄香烯[23]等,也具有抗凝血、溶血栓、抗动脉粥样硬化等的功效。由此推测,丹蒌片复方制剂中的挥发性成分也是其发挥抑制心肌缺血、抗动脉粥样硬化、降脂等功效的活性成分,本实验结果为后期进一步研究其药效物质基础提供了实验依据。

参考文献
[1] 吴学芹, 董娟, 付爱珍, 等. 丹蒌片 HPLC 指纹图谱研究[J]. 中药新药与临床药理, 2014, 25 (3) : 319–322.
[2] 李琳, 王莹, 高杉, 等. 丹蒌片抗高脂血症的研究进展[J]. 天津中医药大学学报, 2014, 33 (1) : 61–64.
[3] Dong J, Zhu Y, Gao XM, et al. Qualitative and quantitative analysis of the majorconstituents in Chinese medicinal preparation Dan-lou tablet by ultra high performance liquid chromatography/diode-array detector/quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry[J]. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2013 (80) : 50–62.
[4] 杨昭武, 李敏, 苟寒阳, 等. GC /MS 内标法建立黄丝郁金挥发油特征图谱研究[J]. 时珍国医国药, 2013, 24 (7) : 1652–1655.
[5] 刘洪玲, 于良生, 纪恒胜, 等. 川芎挥发油的 GC-MS 指纹图谱研究[J]. 中国药房, 2012, 23 (43) : 4101–4103.
[6] 陈建忠, 李彧, 肖建平, 等. 药对泽泻-白术与其单味药挥发油成分的比较分析[J]. 福建中医药大学学报, 2012, 22 (4) : 43–46.
[7] 岑显娜. 川芎药理作用研究新进展[J]. 实用医技杂志, 1996, 3 (2) : 27–28.
[8] 刘华钢, 刘俊英, 赖茂祥, 等. 郁金化学成分及药理作用的研究进展[J]. 广西中医学院学报, 2008, 11 (2) : 81–83.
[9] 巩丽萍. 泽泻质量评价方法研究[D]. 济南: 山东大学, 2006.
[10] 赵晨曦, 梁逸曾, 胡黔楠, 等. 气相色谱保留指数定性方法研究进展[J]. 分析化学评述与进展, 2005, 33 (5) : 715–721.
[11] 尹昌海, 魏远隆, 左海根, 等. GC-MS 结合保留指数分析南丰蜜桔挥发性成分[J]. 分析试验室, 2012, 31 (11) : 58–62.
[12] Ma QL, Hamid N, Bekhit AED, et al. Optimization of headspace solid phase microextraction (HS-SPME) forgas chromatography mass spectrometry (GC-MS) analysis of aromacompounds in cooked beef using response surface methodology[J]. Microchemical Journal, 2013 (111) : 16–24.
[13] 贾伟娜, 王春华, 王宏涛, 等. HS-SPME-GC/MS 法分析连花清瘟胶囊制剂原料中的挥发性成分[J]. 天津中医药, 2015, 32 (2) : 110–112.
[14] 张义, 高蓓, 徐玉娟. 顶空固相微萃取-气质联用方法分析龙眼中的挥发性化合物[J]. 食品科学, 2010, 31 (16) : 156–160.
[15] 肖丹. 顶空固相微萃取技术的应用与展望[J]. 中国卫生工程学, 2015, 14 (1) : 87–92.
[16] 余倩, 宋双红, 李翠芹. SPME-GC-MS 结合保留指数分析黄连木挥发性成分[J]. 中药材, 2014, 37 (11) : 2022–2025.
[17] 梁晟, 李雅文, 赵晨曦, 等. GC-MS结合保留指数对中药挥发油的定性[J]. 分析测试学报, 2008, 27 (1) : 84–87.
[18] 陈邦杰, 郭西见, 彭少逸. 程序升温毛细管气相色谱保留指数的计算[J]. 色谱, 1987, 5 (6) : 335–338.
[19] 杨帅, 杨文文, 胡金芳, 等. GC-MS 结合保留指数分析白花蛇舌草挥发性成分[J]. 中国实验方剂学杂志, 2012, 18 (9) : 93–95.
[20] 刘 骏, 魏玉平, 刘永福, 等. 顺式藁本内酯的提取方法及药用用途 [P]. 中国: CN1552702A, 2004-12-08.
[21] 钱忠明, 杜俊蓉, 汪程远. 藁本内酯在制备预防和治疗脑缺血性疾病的药物中的应用[P]. 中国: CN1732921A, 2006-02-12.
[22] Kuang X, Yao Y, Du JR, et al. Neuroprotective role of Z-ligustilide against forebrain ischemic injury in ICR mice[J]. Brain research, 2006 (1102) : 145–153.
[23] 段文丽, 白仁仁, 钟颖, 等. β-榄香烯对RAW264.7 巨噬细胞源性泡沫细胞作用的研究[J]. 现代生物医学进展, 2014, 14 (31) : 6014–6019.