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分析比较竹节参两种不同提取方法所得挥发性成分



全 文 :书收稿日期:2012-12-17
作者简介:林奇泗(1980-) ,男(汉族) ,福建泉州人,讲师,主要从事中药质量分析研究;* 通讯作者:赵春杰(1960-) ,
男(汉族) ,吉林农安人,教授,博士生导师,主要从事中西药质量控制技术研究,Tel. 024-23986300,E-mail zcjjljj@
sina. com。
文章编号:1006-2858(2013)10-0772-04
分析比较竹节参两种不同提取方法所得挥发性成分
林奇泗1,2,李京华1,王 慧1,石宛平1,赵春杰1*
(1. 沈阳药科大学 药学院,辽宁 沈阳 110016;2. 徐州医学院 药学院,江苏 徐州 221004)
摘要:目的 分析比较不同的竹节参挥发性成分。方法 采用挥发油提取器法和索氏提取器法提取
竹节参挥发性成分,使用 GC-MS联用仪进行测定。依据 C9-C30正构烷烃在 HP-5MS柱上的保留时
间计算各峰保留指数,用峰面积归一化法测定各成分相对含量。结果 从正己烷索氏提取液中鉴定
了 13 种组分,占总峰面积的 93. 7%;从挥发油提取器法提取物中鉴定了 14 种组分,占总峰面积的
70. 4%。结论 两种提取方法得到的挥发性成分主成分变化较大,本研究为竹节参的进一步开发提
供了科学依据。
关键词:竹节参;气质联用;挥发油
中图分类号:R 284. 2 文献标志码:A
竹节参别名白三七、萝卜七、野三七,为五加
科植物竹节参(Panax japonicus C. A. Mey.)的干
燥根茎。为多年生草本,野生于海拔 1 800 ~
2 600 m的山谷阔叶林中,气候适宜也可引种栽
培。竹节参为人参属中分布最广的品种,东起日
本,西至尼泊尔,北至甘陕,南到锡金也有分布,我
国分布於陕西、甘肃、安徽、浙江、江西、福建、河
南、湖南、湖北、广西、西藏等地。其味甘、微苦,性
温。归肝、脾、肺经。具有滋补强壮,散瘀止痛,止
血祛痰的功效。用于病后虚弱,劳嗽咯血,咳嗽痰
多,跌扑损伤[1]。经现代研究发现,竹节参的提
取物可明显提高大强度耐力训练大鼠心肌线粒体
的抗氧化能力[2],对小鼠急性酒精性肝损伤具有
保护作用[3],还具有体外抗肿瘤活性[4],是一种
具有较强生理活性的中药材。
竹节参中挥发性成分也具有一定的体外抗氧
化活性[5],其挥发性成分的提取和鉴别已有报
道。张来等[5]用常规溶剂法从竹节参块茎中提
取精油;杨黎彬[6]以乙醚为溶剂,用索氏提取法
提取竹节参的脂溶性成分;赵荣飞等[7]利用溶剂
提取和水蒸气蒸馏相结合的方法对竹节参的挥发
油成分进行了研究。但至 2013 年 1 月 1 日为止,
尚未有挥发油提取器法提取竹节参挥发性组分的
报道。
在气相测定挥发性组分时,仅以谱库进行比
对,所得结果不够准确,因为相似结构易产生混
淆。目前常用保留指数辅以谱库对照进行组分定
性[8]。相同化合物在相同性质的色谱柱上,保留
指数较为稳定,具有参考意义。至 2013 年 1 月 1
日为止,未见对竹节参 GC - MS 组分峰进行保留
指数计算的报道。作者分别用索氏提取法、挥发
油提取器法对竹节参挥发性成分进行提取,旨在
阐明竹节参的挥发性化学成分,了解不同提取方
法处理后的成分变化,并计算各组分峰保留指数,
为竹节参成分研究提供实验依据。
1 仪器与材料
QP5050A 气质联用仪(日本 SHIMADZU 公
司) ,HH-2 数显恒温水浴锅(浙江省嘉兴市俊思
仪器设备厂) ,HH-3 数显恒温油浴锅(江苏金坛
市江南仪器厂) ,SC-97 自动三重纯水蒸馏器(上
海亚荣生化仪器厂) ,BS110 电子天平(德国 Sar-
torius公司)。
棕榈酸、棕榈酸甲酯、亚油酸乙酯、二十二烷
酸、C9-C30正构烷烃对照品(纯度质量分数 >
98. 0%,购自上海阿拉丁试剂公司) ,无水硫酸钠
(分析纯,天津大茂化学试剂厂) ,实验用水为实
验室自制三重蒸馏水,正己酸、正己烷均为分析
纯,购自山东禹王实业有限公司。
竹节参药材购自沈阳南塔大药房,经沈阳药
第 30 卷 第 10 期
2 0 1 3 年 1 0 月
沈 阳 药 科 大 学 学 报
Journal of Shenyang Pharmaceutical University
Vol. 30 No. 10
Oct. 2013 p. 772
科大学中药学院贾景明教授鉴定为五加科植物竹
节参 Panax japonicus C. A. Mey. 的干燥根茎。将
竹节参药材粉碎,过 8 mm 筛,贮于干燥器中备
用。
2 实验方法
2. 1 气相色谱条件
色谱柱:HP-5 弹性石英毛细管柱(30 m ×
0. 25 mm ×0. 25 mm) ,进样口温度:280 ℃,载气:
氦气,流速:1. 0 mL·min -1,分流比 5 ∶ 1,进样量:
1 μL,升温程序(柱温 120 ℃,保持 4 min,以
10 ℃·min -1升至 180 ℃,保持 5 min,继续以
10 ℃·min -1升至 270 ℃,保持 25 min)。
2. 2 质谱条件
电离方式:EI,电子轰击能量:70 eV,离子源
温度:200 ℃,接口温度:230 ℃,分辨率:1 000,扫
描范围(m/z) :33-550。
2. 3 样品制备
2. 3. 1 索氏提取器法
取 10 g竹节参粉末,加入正己烷 200 mL,用
索氏提取器提取 6 h。将所得提取液分别旋转蒸
发浓缩至近干,再加入正己烷定容至 1. 0 mL,即
得竹节参供试品溶液 1,用无水硫酸钠干燥后密
封保存。
2. 3. 2 挥发油提取器法
取 10 g 竹节参粉末置于 1 000 mL 圆底烧瓶
中,加入 500 mL三重蒸馏水,用挥发油提取器提
取 10 h,馏出液经正己烷萃取,并定容到 1. 0 mL,
即得竹节参供试品溶液 2,用无水硫酸钠干燥后
密封保存。
2. 4 保留指数的计算
取“2. 3. 1 、2. 3. 2”条制得的 2 份竹节参供试
品溶液依 GC-MS 条件进行测定。各色谱峰的保
留指数依据公式(1)进行计算。
Ix = 100 ×[Z + n ×
lg tR(x)- lg tR(Z)
lg tR(Z + n)- lg tR(Z)
] (1)
tR(Z)< tR(x)< tR(Z + n)
式中:tR(x),tR(Z),tR(Z + n)分别代表待测物质 x 和
具有 Z及 Z + n个碳原子数正构烷烃的相对保留
时间;n = 1,2,……
3 结果与讨论
两份供试品溶液总离子流图见图 1。采用美
国国家标准局 NIST107 定性谱库检索进行定性
检测,并计算各峰保留指数,结果见表 1、2 所示。
本文作者从索氏提取器法正己烷提取物中分
离得到 37 个峰,鉴定了其中 13 种组分,占总峰面
积的 93. 7%;从挥发油提取器法提取物中分离得
到 47 个峰,鉴定了其中 14 种组分,占总峰面积的
70. 4%。
本文作者对各化合物的定性采用谱库对照、
保留指数定性和对照品比较 3 种方法。其中保留
指数计数是依据 C9-C30正构烷烃在 HP-5MS 柱上
的保留时间计算而得[9 - 10]。保留指数在气相色
谱定性方面具有重要指导意义,由于待测组分和
色谱柱的性质具有一定稳定性,所以同种组分在
同一色谱柱上的出峰顺序是相对稳定的。相同化
合物在相同性质的色谱柱上,保留指数较为稳定,
具有参考意义。
与以往所报道的乙醚索氏提取法[6]和水蒸
气蒸馏法[7]相比,本研究的结果虽不能分离得到
数量更多的色谱峰,但所得组分有部分不同,其中
棕榈酸甲酯、亚油酸乙酯、(Z,Z)- 3,13 -十八碳
二烯 - 1 -醇、二十八烷、二十二烷酸和二十九烷
为首次从竹节参中鉴别。
A—Soxhlet extraction device;B—Naphtha extraction de-
vice
Fig. 1 TIC of extractions of Panax japonicus C. A. Mey.
图 1 竹节参提取物总离子流图
挥发油提取器法所提取得到的组分多为保留
指数较小,沸点低的组分,而索氏提取器法所得竹
节参组分以保留指数大,高沸点组分为主。在索
377第 10 期 李京华等:分析比较竹节参两种不同提取方法所得挥发性成分
氏提取器法得到的组分中,未检测到香木兰烯、反
式-α-佛手柑油烯、β-金合欢烯等低沸点组分,可
能由于这些组分在该提取物中含量太小;在挥发
油提取器法中,未检测到(Z,Z)-3,13-十八碳二
烯-1-醇,且棕榈酸、棕榈酸甲酯等沸点较高的组
分含量极低。由此可以看出,提取方法对竹节参
提取物中挥发性组分的影响非常大。两种方法都
各有可取之处。
Table 1 Major components of Soxhlet extraction(n-hexane)of Panax japonicus
表 1 竹节参正己烷索氏提取器法化学成分
No. RIa
Method of
identificationb
Compounds Similarity A /%
2 993. 7 MS,RI,S Hexanoic acid 84 0. 12
4 1 336. 3 MS,RI г-Elemene 82 0. 63
5 1 379. 6 MS,RI α-Copaene 92 0. 17
7 1 439. 3 MS,RI α-Trans-bergamotene 81 0. 19
11 1 564. 8 MS,RI (-)-Spathulenol 85 6. 22
20 1 923. 7 MS,RI,S Hexadecanoic acid,methyl ester 82 0. 17
21 1 996. 0 MS,RI,S Palmitic acid 95 18. 77
22 2 036. 8 MS,RI (Z)-Falcarinol 88 7. 30
25 2 168. 8 MS,RI,S Linoleic acid ethyl ester 92 50. 82
26 2 339. 3 MS,RI (Z,Z)-3,13-Octadecadien-1-ol 81 6. 47
35 2 803. 1 MS,RI,S n-Octacosane 82 0. 38
36 2 884. 5 MS,RI,S Docosanoic acid 85 0. 75
37 2 904. 0 MS,RI,S Nonacosane 83 1. 74
a—RI(retention index)was calculated relative to C11-C34 n-alkanes on a HP-5MS column;b—Method of identification:MS,
compared with NIST107 Mass Spectral Database;RI,agree with retention index of literatures;S,compared with retention indexes
and mass spectra of the authentic chemicals
Table 2 Major components of Naphtha extraction device extraction of Panax japonicus
表 2 竹节参挥发油提取器法提取物化学成分
No. RIa
Method of
identificationb
Compounds Similarity A /%
3 1 377. 3 MS,RI α-Copaene 83 1. 18
6 1 407. 8 MS,RI Aromadendrene 88 1. 03
7 1 431. 0 MS,RI α-Trans-bergamotene 88 3. 96
8 1 435. 7 MS,RI α-Trans-bergamotene 88 15. 06
11 1 463. 7 MS,RI (E)-β-Farnesene 87 13. 28
13 1 544. 6 MS,RI 1,6,10-Dodecatrien-3-ol,3,7,11-trimethyl- 90 2. 16
15 1 565. 0 MS,RI (-)-Spathulenol 84 26. 74
16 1 615. 7 MS,RI Epiglobulol 81 1. 98
35 1 923. 7 MS,RI,S Hexadecanoic acid,methyl ester 86 0. 53
37 1 996. 0 MS,RI,S Palmitic acid 81 0. 64
42 2 034. 3 MS,RI (Z)-Falcarinol 83 0. 54
45 2 175. 7 MS,RI,S Linoleic acid ethyl ester 88 0. 90
46 2 884. 6 MS,RI,S Docosanoic acid 85 0. 66
48 2 903. 5 MS,RI,S Nonacosane 87 1. 75
a—RI(retention index)was calculated relative to C11-C34 n-alkanes on a HP-5MS column;b—Method of identification:MS,
compared with NIST107 Mass Spectral Database;RI,agree with retention index of literatures;S,compared with retention indexes
and mass spectra of the authentic chemicals
477 沈 阳 药 科 大 学 学 报 第 30 卷
4 结论
本研究中,作者使用保留指数对竹节参各挥
发性组份进行鉴别,为明确各组分出峰顺序及进
一步研究竹节参挥发性组分提供了依据。从上述
鉴别的结果可以看出,竹节参中的主要成分是酸、
酯、饱和及不饱和烷烃类。但各方法提取所得的
组分无论在种类还是在百分含量方面都有较大差
异。目前未有报道单一提取方法可全面得到竹节
参的挥发性组分。各提取方法都只能获得竹节参
的部分挥发性成分,为全面考察竹节参组分,应将
多种方法综合使用。
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Comparation of two different methods for extraction
of volatile chemical constituents from Panax japoni-
cus C. A. Mey.
LIN Qi-si1,2,LI Jing-hua1,WANG Hui1,SHI Wan-ping1,ZHAO Chun-jie1*
(1. School of Pharmacy,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110016,China;2. School of Phar-
macy,Xuzhou Medical College,Xuzhou 221004,China)
Abstract:Objective To analyze and compare the difference of the volatile chemical constituents of Panax
japonicus C. A. Mey. .Methods The volatile chemical constituents were obtained by Naphtha extraction de-
vice and Soxhlet extraction device respectively,which were subjected to GC-MS analysis. RI(retention in-
dex)was calculated based on the retention time of C9-C30 n-alkanes on a HP-5MS column. Area normaliza-
tion method was used to determine the relative content of each constituent. Results 13 components were i-
dentified in the Soxhlet extraction device(n-hexane)extraction,representing 93. 7% of the total oil composi-
tions;14 components were identified in the Naphtha extraction device extraction,representing 70. 4% of the
total oil compositions. Conclusions There was remarkable difference of volatile components checked in the
Panax japonicus C. A. Mey. among two extraction methods. It can provide reference data for the further de-
velopment of Panax japonicuss.
Key words:Panax japonicus C. A. Mey.;GC-MS;volatile components
577第 10 期 李京华等:分析比较竹节参两种不同提取方法所得挥发性成分