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薄荷素油的气相色谱法指纹图谱研究



全 文 :[作者简介] 陆继伟(1977 -) ,女,硕士,主管药师,从事中药质
量控制研究和农药残留分析和检测方法研究。
【化学测定方法】
薄荷素油的气相色谱法指纹图谱研究
陆继伟,苗水,杨新华,王柯,季申*
(上海市食品药品检验所,上海 201203)
[摘要] 目的:建立薄荷素油的 GC指纹图谱测定法,为薄荷素油质量控制提供参考。方法:采用 HP - FFAP
弹性石英毛细管柱,火焰离子化检测器(FID) ,测定了不同生产厂家的薄荷素油的 GC指纹图谱,通过中药色
谱指纹图谱相似度评价确定了其对照指纹图谱,并对方法进行了一系列的验证试验,通过 GC - MS 确定了
薄荷素油的主要化学成分。结果:建立的薄荷素油 GC 指纹图谱测定方法分离良好、专属性强,可用于薄荷
素油质量的比较和控制。结论:以特征对照品为参照进行薄荷素油指纹图谱相似度评价,结果可靠,重复性
好,可全面有效地控制薄荷素油的质量。
[关键词] 薄荷素油;气相色谱法;指纹图谱
[中图分类号] O657. 7 + 1 [文献标识码] A [文章编号] 1004 - 8685(2013)08 - 1885 - 03
Study on fingerprint chromatogram of peppermint oil by GC
LU Ji - wei,MIAO Shui,YANG Xin - hua,WANG Ke,JI Shen*
(Shanghai Institute for Food and Drug Control,Shanghai 201203,China)
[Abstract] Objective:To establish the stable and repeatable GC fingerprint chromatograph standard for quality
analysis and control of peppermint oil. Methods:GC separation was performed on HP - FFAP column with FID as
detector. Reference fingerprint chromatograph was established by the software of chromatographic fingerprint similari-
ty evaluation. The method was verified by a series of tests. The main chemical ingredients were determined by GC -
MS. Results:The results indicated that the quality assessments of peppermint oil with reference fingerprint chroma-
tograph had good ruggedness,specificity and reproducibility. Conclusion:The GC fingerprint chromatograph as-
sessment method with characteristic standards reference is simple,accurate and reproducible. It can provide a relia-
ble way for evaluating the quality of peppermint oil.
[Key words] Peppermint oil;Gas chromatography;Fingerprint chromatograph
薄荷素油为唇形科植物薄荷 Mentha haplocalyx Briq
的新鲜茎和叶经水蒸气蒸馏、冷冻、部分脱脑加工提取
的挥发油。薄荷广泛分布于北半球的温带地区,在我国
广布于南北各省。我国分类学者[1]采用 Boriss对薄荷属
的处理意见,结合形态特征和地理分化趋势,将其划分
为两大种群,即欧洲、西亚及北美地区的薄荷种群 M. ar-
vensis L.,东亚及热带亚洲的薄荷种群 M. haplocalyx
Briq.。我国栽培的薄荷品种多属后一种。从薄荷中用
水蒸气蒸馏法直接提炼出的挥发性原油称为薄荷精油
或薄荷原油,为浅黄色或草绿色的油状液体。薄荷原油
精制得到的一种饱和环状醇,称为薄荷醇或薄荷脑。薄
荷原油提取部分薄荷醇后所剩余的薄荷油,称为薄荷素
油[2]。薄荷油是薄荷精油和薄荷素油的泛称,但一般指
薄荷素油。薄荷素油具有消炎镇痛、解痉、抗感染、利
胆、溶石排石等药理作用[3,4]。
薄荷素油为从薄荷的新鲜茎和叶中提取的挥发油,
为多种挥发性成分的混合物。根据文献报道[5],薄荷挥
发油中主要成分为左旋薄荷醇、异薄荷酮、胡薄荷酮、胡
椒酮、胡椒烯酮、桉油精等。薄荷素油中包含的成分虽
然很多,但成分和含量较为固定,因此可采用指纹图谱
法对其质量进行控制[6]。经研究摸索,采用气相色谱法
对薄荷素油中的挥发油成分进行色谱分离,并建立其指
纹图谱。
1 仪器与试剂
HP 5890 气相色谱仪(FID 检测器) ,Agilent 6890 /
5881中国卫生检验杂志 2013 年 7 月 第 23 卷 第 8 期 Chinese Journal of Health Laboratory Technology,Jul 2013;Vol 23 No 8
5973 型气相色谱 -质谱联用仪,SPGH - 300 高纯氢气发
生器,WYB - 1A静音无油空气泵。桉油精对照品(中国
药品生物制品检定所提供,批号 1110788 - 9202) ,
(-)-薄荷酮对照品(中国药品生物制品检定所提供,
批号 111705 - 200501) ,薄荷脑对照品(中国药品生物制
品检定所提供,批号 111728 - 200005)。薄荷素油 12 批
样品分别由安徽丰乐香料有限责任公司、南通薄荷厂有
限公司、黄山天目薄荷药业有限公司、上海新嘉香料有
限公司提供。
2 薄荷素油指纹图谱
2. 1 气相色谱条件
柱温:初始温度 60 ℃,保持 4 min,以每 1. 5 ℃的速
率升温至 130 ℃,再以每 20 ℃的速率升至 200 ℃。进样
口温度:250 ℃,分流比∶ 100∶ 1。检测器温度∶
250 ℃。
2. 2 参照物的选择
参照物溶液的制备:精密称取桉油精对照品、(-)
-薄荷酮对照品、薄荷脑对照品,精密适量,分别加无水
乙醇制成每 1 ml含 5 mg的溶液。
供试品溶液的制备:取本品,即得。
2. 3 样品的测定
取 12 批样品,按前述供试品溶液的制备方法与色
谱条件测定,记录色谱图,用计算机模拟相似度软件计
算相似度,12 批样品的指纹图谱相似度均在 0. 99 以上。
各厂家样品的 GC指纹图谱见图 1。
图 1 不同厂家生产的薄荷素油 GC指纹图谱
2. 4 对照指纹图谱的生成
根据薄荷素油指纹图谱的相关参数,12 批样品的指
纹图谱相似度均在 0. 99 以上,且共有峰基本一致,因
此,采用计算机模拟相似度计算软件(国家药典委员会
提供,2004 年版) ,以该 12 批样品模拟生成了薄荷素油
的对照指纹图谱(见图 2)。其中峰 S1为参照物桉油精,
峰 S2为参照物(-)-薄荷酮,峰 S3为参照物薄荷脑。
图 2 薄荷素油对照指纹图谱
2. 5 重现性考察
直接取样品(批号:0A080115) ,连续进样分析 6 次,
记录色谱图,用计算机模拟相似度计算软件计算,相似
度均为 1,表明本方法重现性良好。
2. 6 稳定性考察
直接取样品(批号:0A080115) ,于当天,第 1 d、第
5 d,按前述色谱条件测定(室温保存) ,记录色谱图,经
计算机模拟相似度计算软件(国家药典委员会提供,
2004 年版)计算,指纹图谱的相似度均为 1,表明供试品
溶液在 5 d内基本保持稳定。
2. 7 中间精密度考察
为考察随机变动因素对精密度的影响,按照拟订的
方法,由不同的分析人员在不同日期、不同仪器设备、不
同色谱柱对 12 批样品进行了指纹图谱测定。结果表
明:由不同的分析人员在不同日期、不同仪器设备和不
同色谱柱上测得的相似度均大于 0. 95,均符合“相似度
不得低于 0. 90”的规定。因此,本法的中间精密度良好。
3 GC -MS法分析薄荷素油化学成分
按照拟订的薄荷素油指纹图谱的气相色谱条件,在
气相色谱 -质谱联用仪(GC - MS)上对薄荷素油进行检
测,对其中大的色谱峰进行归属。根据 GC - MS 检测结
果,薄荷素油峰归属见表 1。
根据 GC - MS的归属结果,对薄荷素油的指纹色谱
图(气相色谱图)进行归属,见图 3。
注:色谱图中的峰编号同表 1 中的编号,其中 6 号色谱峰由于在
GC - MS中为 1 个峰,而在 GC中该保留时间处有 2 个峰,无法准确定
位,因此在气相色谱图未标明。
图 3 薄荷素油指纹色谱图峰归属
6881 中国卫生检验杂志 2013 年 7 月 第 23 卷 第 8 期 Chinese Journal of Health Laboratory Technology,Jul 2013;Vol 23 No 8
表 1 薄荷素油特征峰的鉴别
编号
色谱峰保留
时间(min)
英文名 中文名 CAS号 分子式 分子量 匹配度
1 2. 94 alpha - pinene α -蒎烯 000080 - 56 - 8 C10H16 136. 13 95
2 4. 13 beta - pinene β -蒎烯 000127 - 91 - 3 C10H16 136. 13 94
3 6. 35 D - Limonene (+)-柠檬烯 005989 - 27 - 5 C10H16 136. 13 94
4 19. 42
Cyclohexanone,5 - methyl - 2 - (1 -
methylethyl)-,cis
(-)-薄荷酮,异薄荷酮 000491 - 07 - 6 C10H8O 154. 14 97
5 20. 95
Cyclohexanone,5 - methyl - 2 - (1 -
methylethyl)-,trans
胡薄荷酮 000089 - 80 - 5 C10H8O 154. 14 98
6 26. 02
Bicyclo[4. 1. 0]heptane,3,7,7 - trim-
ethyl -,(1. alpha,3. alpha,6.
alpha)-
——— 018968 - 23 - 5 C10H18 138. 14 90
7 28. 48
Cycolhexal,5 - methyl - 2 -(1 - meth-
ylethyl) ,[1R -(1. alpha,2. alpha,5.
alpha) ]-
L -薄荷醇 002216 - 51 - 5 C10H20O 156. 15 91
8 30. 68 pulegone 长叶薄荷酮,胡薄荷酮 000089 - 82 - 7 C10H16O 152. 12 96
9 32. 49 menthol 薄荷脑 001490 - 04 - 6 C10H20O 156. 15 91
10 36. 26
3 - Cyclohexen - 1 - one,2 - isopropyl
- 5 - methyl -
——— 1000155 - 47 - 0 C10H16O 152. 12 96
4 讨论
4. 1 气相色谱条件的考察
参考有关文献[6,7],对不同的程序升温条件,不同进
样口温度等 5 种气相色谱条件进行了考察,结果显示:
在前 4 种气相条件下,均有色谱峰未完全分离,采用 2. 1
中气相条件,则分离效果较好。
4. 2 气相色谱柱考察
采用正文所述的气相条件,对 3 种不同规格的弹性
石英毛细管柱进行了考察,结果显示,采用①号柱 HP -
INNOWAX(30 m × 0. 25 mm × 0. 25 μm) ,②号柱 HP -
INNOWAX(30 m × 0. 53 mm × 1 μm)色谱柱分离度效果
差,而采用③号柱 FFAP(30 m × 0. 25 mm × 0. 25 μm)色
谱柱可以达到良好的分离效果,故最终采用 FFAP 色谱
柱(30 m × 0. 25 mm × 0. 25 μm)。
4. 3 参照物的选择
薄荷脑、(-)-薄荷酮和桉油精为薄荷素油中的主
要成分,其色谱峰分别处于整个气相色谱图的前、中、后
位置,且面积较稳定,因此选其作为参照物,测定结果显
示该方法可行。理论板数按薄荷脑峰计暂定为不得低
于 20 000。
4. 4 供试品溶液的制备
由于采用溶剂进行稀释,较大的溶剂色谱峰会掩盖
薄荷素油的一些指纹特征,因此直接采用薄荷素油样品
作为供试品溶液。
4. 5 薄荷素油含量测定指标的建议
中国药典 2010 年版一部中收录的薄荷素油的含量
测定项下仅对薄荷脑进行了测定,通过本文对薄荷素油
指纹图谱的研究可知,除薄荷脑外,薄荷素油中 α - 蒎
烯、β -蒎烯、(+)-柠檬烯、(-)-薄荷酮、胡薄荷酮、
L -薄荷醇等成分的含量均较高。陈在敏[7]报道了采用
气相色谱法对薄荷素油中的 α -蒎烯、柠檬烯、薄荷酮、
薄荷醇、胡薄荷酮、薄荷醋酸酯等 6 种成分采用气相色
谱法进行测定。因此,建议在薄荷素油指纹图谱的基础
上,增加对薄荷素油中多成分的含量测定,进一步有效
控制薄荷素油质量。
[参考文献]
[1]桂新,周荣汉. 国产野生薄荷挥发油化学组分变异及其化学型
[J].植物资源与环境,1998,7(3) :13.
[2]刘红杰,金若敏. 薄荷油研究进展[J]. 山东中医药大学学报,
2006,30(6) :502.
[3]花盈 狄留庆. 薄荷油的基础研究及其应用开发[J]. 世界临床药
物,2006,26(8) :505.
[4]景玉霞,兰卫. 薄荷的化学成分和药理作用[J]. 新疆中医药,
2012,30(2) :122.
[5]李娟娟,王羽梅. 薄荷精油成分和含量的影响因素综述[J]. 安徽
农业科学,2011,39(36) :22313.
[6]谷俊峰,高艳梅,李历伟. 薄荷素油的 GC 指纹图谱[J]. 中国药
师,2010,13(5) :685.
[7]陈在敏. 薄荷素油特征图谱的研究及多组分含量测[J].药物分析
杂志,2011,34(4) :1957.
(收稿日期:2013 - 05 - 15)
7881中国卫生检验杂志 2013 年 7 月 第 23 卷 第 8 期 Chinese Journal of Health Laboratory Technology,Jul 2013;Vol 23 No 8