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科技经济与资源环境 科技经济导刊
砂引草挥发油化学成分的气质联用分析
摘 要：本研究系首次提取我国北方耐盐碱植物砂引草 (M. sibirica L.) 的化学成分。采用水
蒸汽蒸馏法提取砂引草挥发油，用气相色谱 - 质谱 (GC-MS) 技术分析鉴定其挥发油成分，用
NISTO2 质谱库检索确认各色谱峰的成分，并应用面积归一化法测定各种成分的相对质量分数。
结果显示，从砂引草挥发油中共分离出 78 个组分，鉴定出 58 种化合物，其中含量最高为植醇，
占 32.23%，且含有多种萜类，如假紫罗兰酮、法尼醇、金合欢醇、香叶基香叶醇、角鲨烯等，
共占 39.97%。
关键词：砂引草；挥发油；气相色谱 - 质谱联用仪
中图分类号：Q946. 81 文献标识码：A 文章编号：1007-1547(2015)11( 下 )-0152-02
高 超 张海波 闫繁荣 徐藜栩
( 山东大学 ( 威海 ) 海洋学院 山东 威海 264209)
2min。进样口的温度为 240℃，载气为氮气，柱前压 10.42psi，
进样量 0.2μl( 正己烷溶液 )。质谱条件：离子源为 E.I，离子
源温度 230℃，电子能量 70eV，接口温度 280℃，溶剂延迟时间
4min，质谱扫描范围为 50~550amu；电子倍增器电压 1729eV。
2 结果与分析
2.1 砂引草挥发油成分及相对含量
按上述条件对砂引草挥发油样品进行测定，利用 GC-MS
联用仪进行了分析鉴定，得到砂引草挥发油化学成分的 GC-MS
总离子流图，如下图所示。 利用 NISTO2 质谱库对各色谱峰
进行检索，根据质谱数据、相对保留时间和有关参考文献，确
认挥发油中各化学成分，并计算保留指数 (retention index，
RI)，试剂为正构烷标准试剂 (C10-C30)。通过数据处理系统，
按照峰面积归一法进行定量分析，得出挥发油中各化学成分的
质量分数 [5]。砂引草发油的化学成分见下表。
砂引草挥发油总离子流色谱图
砂引草挥发油化学成分的GC - MS 分析结果
峰号 t(min) 化合物 分子式 相对含量 (%) RI
1 7.731 二氢依杜兰 Ι C13H18O3 0.701 1291
2 8.497 6- 甲基 -5- 异丙烯基 - 壬二烯 (6,8) 酮 -2 C13H20O 0.110 1376
3 8.564 窗体顶端 1-(3,6,6- 三甲基 -1,6,7,7a 四氢环戊并 [c] 吡喃 -1- 基 ) 乙酮 C13H18O2 0.300 1384
4 8.664 [2E]-2- 甲基 -4-(2,6,6- 三甲基 -1- 环己烯 -1- 基 )-2- 丁烯 -1- 醇 C14H24O 0.704 1395
5 8.864 对氟苯甲酸 -2- 十一炔酯 C20H27FO2 0.687 1418
6 8.942 香叶基丙酮 C13H22O 0.589 1428
7 9.220 4-[2,4,4- 三甲基 -1,5- 环己二烯基 ]-2- 丁烯 -4- 酮 C13H18O 0.347 1461
8 9.275 β- 紫罗兰酮 C13H20O 0.209 1467
9 9.497 2,6- 二叔丁基对甲苯酚 C15H24O 0.352 1493
10 9.597 窗体顶端 5,5- 二甲基 -4-(3- 甲基 -1,3- 丁二烯基 )- 1- 氧杂螺 [2.5] 辛烷 C14H22O 0.259 1506
11 9.808 香叶基香叶醇 C20H34O 0.185 1532
12 9.931 窗体顶端 3,7,11- 三甲基 -1,6,10- 十二烷三烯 -3- 基甲酸酯 C16H26O2 0.128 1547
13 9.997 假紫罗兰酮 C13H20O 0.208 1556
14 10.097 2,2,2-4,6,9- 十九碳三烯 C19H34 0.302 1568
15 10.542 3,7,11-15- 四甲 -2,6,10,14- 十六烷四烯 -乙酸酯 C22H36O2 0.776 1622
砂 引 草 (M. sibirica L.) 又 名 紫 丹 草， 为 紫 草 科
(Boraginaceae) 砂引草属 (Messerschmidia) 多年生草本植物，广
泛分布于我国北方内陆沙地，河北、山东、河南、甘肃、宁夏、
辽宁等地均有分布 [1]。砂引草植株粗蛋白含量丰富，含有优质蛋
白质和必需氨基酸可作为优质饲用植物，其花香气浓郁可用于
提取挥发油 [2]；砂引草借根状茎的延伸进行无性生殖，适合干旱、
盐碱和砂质土壤 [3]；其耐全埋再生能力在海滩沙丘固沙、保滩、
护岸和植被恢复上具有重要开发和应用前景 [4]。砂引草具有分布
广、产量大、易于生长的特点，故其开发利用前途广阔。
迄今为止，关于砂引草成分的研究甚少，为了开发这一植
物资源，寻找其天然活性成分，我们对砂引草的化学成分进行
了研究并首次利用 GC-MS 联用技术对其挥发油成分进行分离
鉴定，分离得到 58 个化合物，为砂引草进一步研究与开发提供
科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
砂引草于 2014 年 10 月采自山东省威海市，经山东大学
( 威海 ) 海洋学院韩晓弟副教授鉴定为砂引草 Messerschmidia
sibirica Linn.。
1.2 仪器与试剂
安捷伦 7890-5975 型气相色谱 - 质谱联用仪 ( 美国安捷伦
科技公司 )、玻璃挥发油提取器、3000ml 圆底烧瓶、球形冷凝管、
分析天平、乙醚 ( 分析纯 )、正己烷 ( 色谱纯 )、正构烷标准试剂
(C10-C30)。
1.3 挥发油的提取
将采自山东省威海市影视文化城沙滩的新鲜砂引草全草用
水冲洗干净，然后用蒸馏水反复清洗，并粉碎成粗末，存放于
大烧杯中待用。将 3000mL 圆底烧瓶与挥发油提取器、球形冷
凝管相连，组成挥发油提取装置。称取砂引草 500g，置于圆底
烧瓶内，加水 1500mL，以水蒸气蒸馏法连续回流提取 8h，得
到淡黄绿色的油状液体。至蒸出基本完全时，用乙醚萃取 3 次 ,
合并萃取液 , 用无水硫酸钠干燥并过滤，最后用 50℃水浴加热
挥尽乙醚，得黄绿色待测液 2.0mL，约 1.68g, 得率为 0.34%，
置于 -20 ℃以下冰箱中保存备用。
1.4 GC-MS 分析
用安捷伦 7890-5975 型气相色谱 - 质谱联用仪 ( 美国安
捷伦科技公司 ) 分析提取的砂引草挥发油成分。色谱条件：色
谱柱为 DB-35m(30m×0.25mm×0.25μm)，弹性石英毛细管
柱，程序升温，初温 60℃，保持 1min，以 15℃ /min 的速率
升至 200℃，保持 5min；以 5℃ /min 的速率升至 280℃，保持
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峰号 t(min) 化合物 分子式 相对含量 (%) RI
16 10.586 窗体顶端 9-(3,3- 二甲基环氧乙烷 -2- 基 )-2,7- 二甲基壬 -2,6- 二烯醇 C15H26O2 0.277 1628
17 10.642 法尼醇 C15H26O 0.403 1634
18 10.719 4-(3- 羟基 -3- 甲基丁 -1- 炔基 ) 苯甲酸甲酯 C13H14O3 0.544 1643
19 10.808 2- 甲基 -1- 十六烷醇 C17H36O 0.393 1654
20 11.130 桃醛 C14H28O 3.088 1692
21 11.219 窗体顶端 2,2- 二甲基 -6- 亚甲基 -1-(3,5-二羟基 -1- 戊烯基〕环己 -1- 过氧化氢 C14H24O4 0.395 1702
22 11.341 甘菊环 C14H16 0.474 1714
23 11.675 E,E,Z-1,3,12- 十九碳三烯 -5,14- 二醇 C19H34O2 0.556 1746
24 11.753 9,10- 二氢 -11,12- 二乙酰基 -9,10- 桥亚乙基蒽 C20H18O2 0.440 1754
25 11.819 5,8,11- 十七碳三烯 -1- 醇 C17H30O 0.587 1760
26 12.086 水杨酸辛酯 C15H22O3 1.526 1786
27 12.152 顺 - 乙酸 (13,14- 环氧基 )-11- 十四烯酸 C16H28O3 0.404 1792
28 12.364 金合欢醇 C15H26O 0.244 1810
29 12.575 植酮 C18H36O 12.577 1826
30 12.841 全反 -6,9,12,15- 二十二碳四烯酸甲酯 C23H38O2 0.238 1846
31 13.075 9,12,15- 十八碳三烯醛 C18H30O 10.366 1863
32 13.419 反式，反式 - 法尼基丙酮 C18H30O 2.775 1889
33 13.486 二十二烷醇 C22H46O 0.361 1894
34 13.552 2- 十六烷醇 C16H34O 0.365 1899
35 13.608 14- 甲基十五酸甲酯 C17H34O2 0.825 1903
36 13.708 窗体顶端 3- 甲基 -2-(3,7,11- 三甲基十二烷基 ) 呋喃 C20H36O 0.265 1908
37 13.786 邻二甲酸十一烷基酯 C23H36O4 0.202 1912
38 14.008
9,10a- 二甲基 -6- 甲烯基 -3α
- 异丙基 -3,3a- 环氧二环戊并 [a,d] 环
辛 -4α- 醇
C20H32O2 0.451 1975
39 14.574 泪柏醚 C20H34O 1.198 1957
40 14.908 5-(7a- 异丙烯基 -4,5- 二甲基 - 八氢茚 -4-基 )-3- 甲基 -2- 烯戊醇 C20H34O 1.221 1975
41 15.030 三十七醇 C37H76O 2.176 1982
42 15.441 十六烷酸丙酯 C19H38O2 0.524 2004
43 15.630 异扁枝烯 C20H32 0.346 2013
44 16.652 7- 异丙基 -1,1,4a 三甲基 -1,2,3,4,4a，9,10,10a 八氢菲 C20H30 1.158 2063
45 16.785 亚麻酸甲酯 C19H32O2 0.194 2069
46 17.007 山嵛醇 C22H46O 0.808 2080
47 17.096 2- 甲基 -1- 十六烷醇 C17H36O 0.978 2084
48 17.207 1-o- 亚麻酰基 -2-o,3-o- 双 ( 三甲基甲硅烷基 ) 甘油 C27H54O4Si2 1.293 2090
49 17.407 植醇 C20H40O 32.232 2099
50 19.118 17- 三十五碳烯 C35H70 0.208 2185
51 20.685 对甲氧基肉桂酸辛酯 C18H26O3 0.517 2267
52 21.185 正二十七烷 C27H56 1.812 2294
53 21.518 4,8,12,16- 四甲基十七烷酸 -4- 交酯 C21H40O2 0.399 2312
54 24.051 辛酸硬酯酰 C24H48O2 4.543 2457
55 24.673 正二十五烷 C25H52 0.986 2493
56 26.140 正二十六碳醇 C26H54O 0.360 2585
57 27.806 正二十八烷 C28H58 4.264 2696
58 29.361 角鲨烯 C30H50 0.412 2803
从砂引草挥发油中共检测出 78 个色谱峰，鉴定出 58 种化合
物，共占挥发油总量的 99.24%。萜类和酯类为砂引草挥发油的
主要成分，其中萜类占 39.97%，共计 20 种；酯类占 12.29%，
共计 16 种。相对含量超过百分之一的物质有醇类 38.74%、酮
类 16.71%、醛类 10.94%、烃类 10.51%、醚类 3.31%，相对含
量低于百分之一的有酚类 0.57%、酸类 0.40%、呋喃类 0.27%。
2.2 挥发油成分分析
挥发油中主要含有植物醇 (32.23%)、6,10,14- 三甲基 -2-
十五烷酮 (12.58%)、9,12,15- 十八碳三烯醛 (10.37%)、其次是
辛酸硬酯酰 (4.54%)、正二十八烷 (4.26%)、肉豆蔻醛 (3.09%)、
反式反式法尼基丙酮 (2.78%)、香叶基香叶醇 (2.61%)、正
二十七烷 (2.19%)，另有水杨酸辛酯 (1.53%)、泪柏醚 (1.20%)、
5-(7a- 异丙烯基 -4,5- 二甲基 - 八氢茚 -4- 基 )-3- 甲基 -2-
烯戊醇 (1.22%)、三十七醇 (1.80%)、7- 异丙基 -1,1,4a 三甲
基 -1,2,3,4,4a，9,10,10a 八 氢 菲 (1.16%) 含 量 位 于 1%-2%；
含量位于 0.1%-1% 的有 10 种烃类，14 种醇类，9 种酯类，5
种酮类，2 种醚类，1 种酸，1 种酚和 1 种呋喃类。
23 种烃类中，含量最多的是正二十七烷，占 4.19%，其次
是正二十七烷，占 2.19%。
13 种酯类中，含量最多的是辛酸硬酯酰，占 4.54%，其次
是反式，反式 - 法尼基丙酮，占 2.78%。
16 种醇类中，含量最多的是三十七醇，占 1.78%，其次是
5-(7a- 异丙烯基 -4,5- 二甲基 - 八氢茚 -4- 基 )-3- 甲基 -2-
烯戊醇，占 1.22%。
5 种酮类中，含量最多的是植酮 12.58%，其余小于 1%。
3 种醚类中，泪柏醚占 1.20%，其余两种含量小于 1%。
2 种醛类物质中 9,12,15- 十八碳三烯醛占 10.37%、桃醛
占 3.09%。
此外还含有呋喃、酚类，酸类含量均小于 1%。
3 讨论
气相色谱 - 质谱联用分析的手段高效而精确。质谱直接分
离试样要求是纯或比较纯的，如为简单混合物，则各组分应具
有基本互不干扰的特征峰，但对于复杂混合物，由于杂质峰，
碎片峰等重叠，谱图过于复杂，难以进行多组分的分析鉴定 [9]。
气相色谱法虽然可以将复杂混合物中的各个组分分离开，但其
定性能力较差，通常只是利用组分的保留特性来定性，这在欲
定性的组分完全未知或无法获得组分的标准样品时，对组分定
性分析就十分困难。GC-MS 色谱技术将色谱分离能力与质谱定
性、结构鉴定能力结合起来，实现了复杂混合物的分离 [9]。本文
采用了 GC-MS 色谱技术，以使挥发油中的复杂混合物得到充
分地分离和准确地鉴定，提高了实验结果的准确性。
盐生植物砂引草广泛于我国内陆沙地，生命力顽强，可采
摘量很大，挥发油提取率也不小，适用于工业生产。砂引草挥
发油中中植醇含量最高，达到 32.23%。植醇是有机化工和医药
工业的重要原料，如可用于生化研究，用于维生素 E 和维生素
K1 的合成，用于唇膏、蜡、眉笔等产品中。此外植醇还可作食
品乳化剂、抗氧化剂、营养添加剂。其次砂引草提取物中还含
有许多具有广泛生理活性的物质，如角鲨烯 (0.41%)、香叶基香
叶醇 (0.19%) 和二十二烷醇 (0.36%)。角鲨烯有护肝、改善肝脏
功能和抗癌的作用；香叶基香叶醇对于多种疾病 ( 神经衰弱血
栓、动脉粥样硬化和免疫缺失等 ) 有治疗作用 [6-7]，也是很多药
物 ( 辅酶 Qn( Ⅰ )、维生素 K2 等 ) 重要的有机合成中间体 [8] 还
可以抗病毒、抗肿瘤；二十二烷醇可抗疱疹病毒。砂引草挥发
油中含量为 12.58% 的植酮是维生素 E 醋酸酯的中间体，辛酸硬
酯酰 (4.54%) 是化工合成的原料，而一些含量较少的物质，如
桃醛 (3.09%)、水杨酸辛酯 (1.53%)、二氢依杜兰 Ι(0.70%)、
香叶基丙酮 (0.59%)、法尼醇 (0.40%)、2,6- 二叔丁基对甲苯酚
(0.352%)、β- 紫罗兰酮 (0.21%) 和假紫罗兰酮 (0.21%) 等广泛
用于香料合成、食品加工和化妆品中 [8]。因此，研究砂引草挥发
油的化学成分对拓展其在食疗保健、药物、精细化工、农业等
领域中的应用提供了有效的实验依据，具有重要意义，有助于
砂引草资源大规模的开发和利用。
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