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3种卷柏属植物挥发性化学成分的气相色谱-质谱联用分析与比较



全 文 :收稿日期:2008-11-30; 修订日期:2009-01-08
基金项目:国家自然科学基金(No.20876179)
作者简介:鲁曼霞(1984-),女(土家族), 湖南常德人, 现为中南大学化学
化工学院在读硕士研究生 ,学士学位 ,主要从事天然药物研究工作.
*通讯作者简介:黄可龙(1955-), 男(汉族),湖南邵东人 , 现为中南大学
化学化工学院教授 ,博士研究生导师 ,主要从事纳米药物载体及天然药物
化学研究工作.
3种卷柏属植物挥发性化学成分的
气相色谱 -质谱联用分析与比较
鲁曼霞 , 黄可龙* , 施树云 , 张 昊
(中南大学化学化工学院 ,湖南 长沙 410083)
摘要:目的 研究与比较兖州卷柏 、翠云草 、深绿卷柏 3种卷柏属植物的挥发性成分。 方法 采用气相色谱 -质谱(GC-
MS)联机分析 , 并用面积归一化法分别计算各组分的相对含量。结果 分别分离出 66, 77和 71个峰 ,确认其中 39, 42和
43种成分 , 已鉴定的成分分别占色谱总出峰面积的 96.44%, 95.18%和 95.89%。 结论 三者挥发油中相同的物质共有
27种 , 但各物质在含量上有所差别 ,其中挥发油主要含高级烷烃 、烯烃 、醇 、酮 、酚及有机酸。兖州卷柏和翠云草的主要成
分为 n-decane,而深绿卷柏的主要成分为 n-octacosane。
关键词:气相色谱 -质谱联用分析; 卷柏属植物; 挥发油
中图分类号:R284.1  文献标识码:A  文章编号:1008-0805(2009)09-2119-02
ComparisonofChemicalConstituentsofVolatileOilsfrom ThreeKindsofSelaginela
PlantsbyGasChromatography-MassSpectrometry
LUMan-xia, HUANGKe-long* , SHIShu-yun, ZHANGHao
(ColegeofChemistryandChemicalEngineering, CentralSouthUniversity, Changsha, 410083, China)
Abstract:ObjectiveToinvestigateandcomparethechemicalconstituentsofvolatileoilsfromSelaginellaplants, namelySela-
ginelainvolvensSpring, SelaginelauncinataSpringandSelaginelladoederleiniiHieron.MethodsTheoilsobtainedwereana-
lyzedbyGC-MS.TherelativepercentagecontentsoftheconstituentsweredeterminedbyGCwithareanormalizationmethod.
Results 66, 77and71 peakswereseparatedrespectively, and39, 42 and43 compoundsrepresenting96.44%, 95.07% and
95.89% oftheoilsrespectivelywereidentified.ConclusionTherewere27 kindsofidenticalsubstancesintheoils, andthees-
sentialoilconstituentsfromthemweremainlyhigheralkanes, alkenes, alcohols, ketones, phenolsandorganicacid.Themain
componentsofSelaginelainvolvensSpringandSelaginelauncinataSpringweren-decane, andthemaincomponentofSelaginella
doederleiniiHieronwasn-octacosane.
Keywords:GC-MS; Selaginella; VolatileOils
  卷柏属(Selaginela)植物为多年生草本 ,含有多种黄酮类 、甾
类 、生物碱等活性物质。 对多种疾病有明显疗效 ,主治急性黄疸
性肝炎 、肝硬化腹水 、咳喘 、肺炎 、咳血崩漏;外用治烫火伤 、狂犬
咬伤及外伤出血等 [ 1] 。 《中国药典》收载卷柏属植物卷柏 Selagi-
nelatamariscinaSpring.和垫状卷柏 SelaginellapulvinataMaxim.
作为法定药材使用 ,另有 20个品种的卷柏属植物在民间作为药
用 , 如翠云草 SelaginelauncinataSpring., 深绿卷柏 Selaginela
doederleiniiHieron.,江南卷柏 SelaginellamoellendorfiHieron.,兖
州卷柏 SelaginellainvolvensSpring.等 [ 2] 。目前关于卷柏属植物的
挥发油化学成分的研究报道较少。文献 [ 3]报道了两种方法提
取卷柏的挥发性成分。笔者选择了 3种卷柏属植物兖州卷柏 、翠
云草和深绿卷柏的全草 , 分别以挥发油标准提取器提取出挥发
油 , 经无水硫酸钠干燥后 ,采用毛细管气相色谱 -质谱联用法分
离并分析鉴定其挥发油化学成分 ,用气相色谱面积归一化法测定
了各成分的相对百分含量 ,对所含挥发油化学成分进行了比较分
析。
1 仪器与材料
6890 /5973N气相色谱 /质谱联用仪(安捷伦科技 , 美国),标
准挥发油提取器。卷柏科植物兖州卷柏 S.involvensSpring., 翠
云草 S.uncinataSpring., 深绿卷柏 S.doederleiniiHieron.均于
2008-09采于广西 , 经中南大学化学化工学院刘向前教授鉴定。
样品存放于中南大学化学化工学院标本室。
2 方法与结果
2.1 挥发油的提取 将卷柏属植物全草洗净 、晾干 、粉碎称重 , 用
挥发油标准提取器提取出挥发油 ,所得挥发油水溶液加入乙醚进
行萃取 。为了降低挥发油在水相中的溶解度 , 加入了分析纯
NaCl粉末至饱和。所得挥发油乙醚溶液以无水硫酸钠干燥回收
乙醚后得浅黄色具有特殊香气的油状液体。 3种卷柏属植物全
草的挥发油得率(质量分数)见表 1。
表 1 3种样品的挥发油得率
样品 原料量 m/g 得油量 m/g 得油率(%)
兖州卷柏 50.07 0.12 0.24
翠云草 50.23 0.15 0.30
深绿卷柏 50.12 0.19 0.38
2.2 挥发油的测定条件
2.2.1 气相色谱条件 色谱柱为 HP-5 (25m×0.25mm×0.33
μm)弹性石英毛细管柱;升温程序初始温度 60℃, 以 5℃/min升
至 240 ℃;气化温度 230℃;进样量 0.2 μl;溶剂延迟 3 min;载气
(He)流量 1 ml/min;分流比 20∶1。
2.2.2 质谱条件 电子轰击(EI)离子源;离子源温度 200℃;电
子能量 70eV;发射电流 34.6 μA;电子倍增器电压 1 200 V;接口
温度 230℃;质量扫描范围 m/z20 ~ 500。
2.3 挥发油化学成分分析 按上述实验条件 , 对 3种卷柏属植物
(Ⅰ兖州卷柏 、Ⅱ翠云草 、Ⅲ深绿卷柏)的挥发油进行 GC-MS分
离分析得总离子流图(图 1), 分别分离出 66, 77和 71个峰。 化
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LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH 2009VOL.20NO.9 时珍国医国药 2009年第 20卷第 9期
合物的定量分析使用 GC-MSPostrunAnalysis软件按峰面积归
一化法计算各峰面积的相对百分含量。 成分分析是在扣除了溶
剂峰之后 , 根据 GC-MS联用仪所得质谱信息经计算机用 NIS
107数据库检索与标准谱图 [ 4 ~ 6]对照 、分析 , 相似度均在 90%以
上 , 确认了其中的大部分化学成分。结果见表 2。
表 2 3种卷柏属植物挥发油的化学成分分析结果

号 化合物
保留时间
t/min
分子

含量(%)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
1 Ethylcyclohexane 5.69 C8H16 5.22 5.12 3.97
2 1, 1, 3-Trimethylcyclohexane 5.85 C9H18 2.12 2.54 1.15
3 1, 3, 5-Trimethylcyclohexane 6.26 C9H18 0.98 0.80 -
4 3-Phenyl-2-butanol 6.39 C8H10 - - 0.89
5 1, 2-Dimethylbenzene 6.42 C8H10 2.80 2.03 1.98
6 2, 3-Dimethylheptane 6.49 C9H20 0.77 0.63 -
7 p-Xylene 7.02 C8H10 2.37 2.19 1.17
8 1-Ethyl-4-methylcyclohexane 7.22 C9H18 2.23 1.96 0.90
9
2, 6, 6 -Trimethylbicyclo[ 3.1.1]hept-2-en 7.27 C10H16 0.65 - -
10 7, 7-Dimathyl-2-methylenebicy-clo[ 2.2.1] heptane 7.36 C10H16 - 0.36 -
11 n-Decane 7.66 C10H22 12.06 11.20 5.65
12 1-(1 -methyl-cyclopenthyl)-Ethanone 8.28 C8H14O 0.98 - 0.79
13
6, 6-Dimethy-2 -methylenebicy-clo[ 3.1.1] heptane 8.51 C10H16 - 1.31 0.84
14 1, 2, 3-Trimethylbenzene 9.49 C9H12 1.54 1.30 0.97
15 3-Octanol 9.54 C8H18O - 1.04 -
16 3-Carene 9.97 C10H16 3.12 3.02 1.37
17 4-Methyl-1 -(1 -methylethyl)-3-cyclohexen-1-ol 10.15 C10H18O 5.88 - -
18 bicycle[ 2.2.1] heptan-2-one 10.88 C10H16O 2.71 - 0.82
19
3, 7-Dimethyl-1, 6-octadien-3-ol 11.58 C10H18O - 1.36 -
20 undecane 11.90 C11H24 2.93 2.41 1.28
21 5-Methyl-2 -(1 -methylethyl)-cyclohexanol 13.57 C10H20O 3.88 2.25 1.13
22 3, 6-Dimethyl-undecane 13.81 C13H28 0.60 0.47 0.25
23 Pentadecane 15.06 C15H32 3.81 2.53 1.33
24
(E)-4-(2, 6, 6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)-3-Buten-2-one 16.12 C13H20O - 0.85 -
25 2, 6, 10-Trimethyl-dodecane 16.18 C15H32 0.91 - -
26 Butylatedhydroxytoluene 16.43 C15H24O 4.94 4.04 1.97
27 Dimethylphthalate 16.57 C10H10O4 1.92 2.91 1.17
28 1-Dodecanol 17.16 C12H26O - 0.93 0.73
29 2, 6, 10, 15-Tetramethyl-heptade-cane 17.28 C21H44 1.69 1.71 0.68
30
4, 6-Di(1, 1 -dimethylethyl)-2-methyl-phenol 17.65 C15H24O 0.91 - 0.32
31
2, 6-Bis(1, 1 -dimethylethyl)-
4, 4 -dimethylcyclohexa-2, 5 -dien-1-one 17.71 C16H26O 4.01 2.69 1.27
32 2-(1-oxopropyl)-Benzoicacid 18.34 C10H10O3 - 2.97 1.35
33 2, 7, 10-Trimethyl-dodecane 18.92 C16H34 4.53 3.63 1.48
34 Heptadecane 20.06 C17H36 3.16 2.56 1.37
35 7-Methyl-Hexadecane 20.17 C17H36 - 1.69 0.66
36 Caryophylene 21.15 C15H24 2.48 2.41 1.08
37 Thujopsene 21.29 C15H24 1.51 1.06 0.50
38
6, 10, 14 -Trimethyl-2-pentade-canone 21.46 C18H36O 0.82 0.55 -
39 Heneicosane 22.18 C21H44 2.73 2.17 1.12
40 Dibutylphthalate 22.36 C16H22O4 2.53 2.51 1.23
41 n-Trilecylcyclohexane 23.15 C19H38 1.92 1.84 0.79
42 n-Heneicosane 24.09 C21H44 1.73 1.53 0.67
43 1-Heneicosylformate 24.99 C22H44O2 1.34 1.46 0.71
44 n-Tricosanol 25.85 C23H48O 1.07 1.02 0.68
45 2, 21-Dimethyl-docosan 26.06 C24H50O - 1.69 1.56
46 n-Pentacosane 26.68 C25H52 0.61 0.60 0.65
47 1, 2, 4-Bis(1-methyl-1-phe-nylethyl)-phenol 27.27 C24H26O 0.69 2.82 5.33
48 11-butyl-docosane 27.47 C26H54 0.65 - 0.62
49 Disooctylester1, 2 -benzenedicar-boxylicacid 28.42 C24H38O4 - 3.66 6.74
50 n-Hexacosane 29.75 C26H54 0.74 3.51 11.80
51 n-Octacosane 31.39 C28H58 - 1.85 13.98
52 9-Octyl-hexacosane 33.49 C34H70 - - 12.94
Ⅰ .兖州卷柏 Ⅱ.翠云草 Ⅲ.深绿卷柏
图 1 3种卷柏属植物挥发油总离子流图
由表 2可知 , 3种植物挥发油的化学组成有以下特点:①各
种挥发油所检出的物质的含量有所不同 ,已鉴定的成分分别占色
谱总出峰面积的 96.44%, 95.18%和 95.89%;②确认它们的挥
发油中主要含高级烷烃 、烯烃 、醇 、酮 、酚及有机酸。三者相同的
物质共有 27种。其中兖州卷柏挥发油中含量最高的是 n-dec-
ane(含量占 12.06%),其次较高的有 4-methyl-1 -(1-meth-
ylethyl)-3-cyclohexen-1 -ol(含量占 5.88%), ethylcyclohex-
ane(含量占 5.22%), butylatedhydroxytoluen(含量占 4.94%),
2, 6-bis(1, 1-dimethylethyl)-4, 4-dimethylcyclohexa-2, 5 -
dien-1 -one(含量占 4.01%), 2, 7, 10 -trimethyl-dodecane
(含量占 4.53%), pentadecane(含量占 3.81%), 5-methyl-2-
(1-methylethyl)-cyclohexanol(含量占 3.88%)等。翠云草挥
发油中含量最高的是 n-decane(含量占 11.20%),其次较高的
有 ethylcyclohexane(含量占 5.12%), butylatedhydroxytoluene(含
量占 4.04%), n-hexacosane(含量占 3.51%), diisooctylester1,
2-benzenedicarboxylicacid(含量占 3.66%), 2, 7, 10-trimethyl
-dodecane(含量占 3.63%)等;深绿卷柏中含量最高的是 n-
octacosane(含量占 13.98%), 其次较高有 n-hexacosane(含量
占 11.80%), 9 -octyl-hexacosane(含量占 12.94%), diisooc-
tylester1, 2 -benzenedicarboxylicacid(含量占 6.74%), n-dec-
ane(含量占 5.65%)等。 ③比较这 3种卷柏属植物中不同的挥
发油成分:兖州卷柏中含有 4-methyl-1 -(1-methylethyl)-3
-cyclohexen-1-ol(含量占 5.88%)、2, 6, 10-trimethyl-dode-
cane(含量占 0.91%)、2, 6, 6-trimethylbicyclo[ 3.1.1] hept-2-
en(含量占 0.65%), 其他两种植物中不含;翠云草中含有(E)-
4-(2, 6, 6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)-3-buten-2-
one(含量占 0.85%)、3, 7-dimethyl-1, 6-Octadien-3-ol(含
量占 1.36%)、 3-octanol(含量占 1.04%)、7, 7-dimathyl-2 -
methylenebicyclo[ 2.2.1] heptane(含量占 0.36%),其他两种植
物中不含;深绿卷柏中含有 9 -octyl-hexacosane(含量占
12.94%)、3-phenyl-2 -butanol(含量占 0.89%), 其他两种植
物中不含。
3 结论
作者用常规水蒸气蒸馏法提取 3种卷柏属植物挥发油 ,用气
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时珍国医国药 2009年第 20卷第 9期 LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH 2009VOL.20NO.9
相色谱 -质谱联用技术对挥发油进行了定性 、定量分析 , 分别鉴
定出 39, 42和 43种成分化学 , 其中挥发油主要含高级烷烃 、烯
烃 、醇 、酮 、酚及有机酸类化合物等。并且挥发油不仅在医药上具
有重要的作用 , 在香料工业 、日用化学品工业上也是重要的原料。
通过对 3种卷柏属植物的挥发油成分和含量的分析评价 ,为开发
利用该科植物作为止血抗菌药用资源 ,提供了基础研究。
参考文献:
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2000, 31(12):954.
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技术出版社 , 1990:626.
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收稿日期:2008-03-18; 修订日期:2009-01-13
基金项目:国家自然科学基金(No.30672615)
作者简介:牛小宇(1982-),女(汉族),河北保定人 ,现为北京中医药大学
在读硕士研究生 ,学士学位 ,主要从事分子生药学方面的研究工作.
*通讯作者简介:刘春生(1964-), 男(汉族),山西平陆人 , 现任北京中医
药大学中药学院教授 ,博士学位 ,主要从事中药种质资源和分子生药学研
究工作.
栽培甘草群体中不同单株甘草酸的含量差异研究
牛小宇 ,刘春生* ,崔浩然
(北京中医药大学中药学院 ,北京 100102)
摘要:目的 通过测定相同生长环境下栽培甘草不同单株甘草酸含量差异 , 探讨其变异机制 , 找到高含量变异个体 ,为优
质甘草的品种选育提供初步依据 。方法 随机选取同一地块相同生长年限的甘草 100株 , 采用高效液相色谱法测定了该
100株个体甘草主根的甘草酸含量。按《中国药典》对甘草酸的含量标准规定的 2%为界 ,将数据分为高含量甘草酸组及
低含量甘草酸组。结果 100株甘草的主根中的甘草酸含量最高的个体达到 4.941%, 最低的为 1.201%, RSD为 27.77%。
高低含量两个组甘草酸含量差异性显著(P<0.0001)。结论 随机筛选的栽培甘草单株间甘草酸含量存在变异 , 推测其
为遗传因素导致。高低含量组甘草酸含量具有显著性差异 ,说明相同环境下甘草含量变异很大 , 则可以在高含量组中选
取优良单株 , 以甘草酸为指标选育甘草优良品种。
关键词:栽培甘草群体; 单株; 甘草酸
中图分类号:S567;R284.2  文献标识码:A  文章编号:1008-0805(2009)09-2121-02
ResearchontheVariationofGlycyrrhizinContentinDifferentGlycyrrhizauralensisFisch
SamplesfromASingleFarm
NIUXiao-yu, LIUChun-sheng* ,CUIHao-ran
(SchoolofChineseMateriaMedica, BeijingUniversityofTraditionalChineseMedicine, Beijing100102 , Chi-
na)
Abstract:ObjectiveTostudythevariationofglycyrrhizincontentthroughanalyzingdifferentGlycyrrhizauralensisFischroots
fromasinglefarmandtoprovidereferenceforselectionofthehighqualityvariety.MethodsHPLCanalysiswasusedtoanalyze
100randomlysampled2-year-oldrootsfromasinglefarmfortheglycyrhizincontent.Accordingtotheglycyrrhizincontent
standardabidingbythePharmacopeia, the100 plantsweredividedintotwogroups, namely, highandlowglycyrrhizincontent
groupsusing2% asthedividingridge.ResultsAmongthe100plants, thehighestvaluewas4.941%, thelowestwas1.201%,
andRSDwas27.77%.Theglycyrrhizincontentbetweenthetwogroupsshoweddistinctvariability.ConclusionTheglycyrrhizin
contentvariationwasdetectedamongG.uralensisFischrootsamplescolectedfromthesamefarm, whichsuggestedthatgenetic
diversityafectedthecontents.Thedistinctvariabilitybetweenthetwogroupsprovidesthebasistobreednewcultivarswithhigher
chemicalconstituents.
Keywords:CultivatedgroupofGlycyrrhizauralensisFisch; Onesample; Glycyrhizincontent
  甘草是常用大宗药材 , 临床用量大。目前野生甘草资源匮
乏 , 栽培甘草已经成为甘草药材的主流 , 但是栽培品质量不稳定 ,
甘草酸含量多达不到 《中国药典》规定的不低于 2%的标准 [ 1] ,故
提高栽培甘草药材质量已成为当务之急。
甘草酸是甘草主要有效成分之一 ,是衡量甘草质量的重要指
标 , 探讨其变异机制对提高甘草质量有重大意义。影响甘草酸含
量变异的因素可以归结为外在的环境因素和内在的遗传因素 , 前
人做了大量的工作 ,发现在不同的产地 、不同的季节以及不同的
生长条件等环境因素下 ,甘草中甘草酸含量存在变异 [ 2] , 但是在
遗传因素方面研究较少。本实验在生长环境一致的栽培群体中
取材 , 运用高效液相的方法对生长年限相同的不同单株进行甘草
酸含量测定 , 阐明相同环境下不同单株甘草酸含量是否具有差
异 , 探讨其变异机制 , 为以甘草酸含量为指标的甘草优良单株系
统选育提供依据。
1 材料和仪器
随机挖取 100株北京密云甘草人工种植基地同一地块的 2
年生栽培甘草 , 经刘春生鉴定为豆科甘草 Glycyrrizauralensis
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LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH 2009VOL.20NO.9 时珍国医国药 2009年第 20卷第 9期