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基于GC-MS法分析黑龙骨地上茎的挥发性成分



全 文 :收稿日期:2015-10-27
基金项目:贵州省科学技术厅自然科学基金项目(黔科合 J 字[2013]2095 号);贵州省药用植物繁育与种植人才基地项目(黔人领发
[2013]15 号);盐城师范学院校级一般项目(13YCKL022)
作者简介:沈寿茂(1988-),女,硕士,研究方向:天然产物研究与开发;E-mail:ssmtcm@ 163. com。
* 通讯作者:黄明进,E-mail:hmjtcm@ 163. com。
基于 GC-MS法分析黑龙骨地上茎的挥发性成分
沈寿茂1,黄明进2* ,赵 致2,潘卫东3,罗春丽2,王诗路1
(1. 盐城师范学院药学院,江苏 盐城 224051;2. 贵州大学 /贵州省药用植物繁育与种植重点(工程)实验
室,贵州 贵阳 550025;3. 贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室,贵州 贵阳 550002)
摘要 目的:采用 GC-MS法分析苗药黑龙骨地上茎的挥发性成分。方法:以黑龙骨地上茎的 95%乙醇提取物
及其干燥粉末作为分析材料进行 GC-MS法测定,结合 Nist2005 和 Wiley275 对分离出的化合物进行鉴定,并采用归
一法计算各组分的相对百分含量。结果:从黑龙骨地上茎的醇提物及其粉末中分别分离鉴定出 26 个和 39 个化合
物,共计 62 个化合物(相同化合物 3 个),其中有 41 个脂肪族类化合物(含 14 个醛、3 个酮、6 个酸、8 个酯、2 个醇、
8 个烷烃类化合物),7 个芳香族类化合物,6 个萜类化合物,8 个其他类型化合物(含 1 个环烯、6 个杂环和 1 个甾醇
化合物);相对含量较高的为己醛(22. 90%)、3-氧代乌苏-12-烯-24-甲酸甲酯(16. 80%)、5-羟甲基-2-糠醛
(10. 80%)、棕榈酸(9. 20%)、2-正戊基呋喃(8. 01%)、β-香树脂醇(7. 86%)等。结论:黑龙骨地上茎经乙醇提取后
可以检测到分子量相对较大的化合物,而其粉末经固相微萃取可以检测到分子量相对小的挥发性化合物,采用不
同处理后的供试样品可以更为全面地反映黑龙骨地上茎的挥发性化学成分。
关键词 黑龙骨;地上茎;挥发性成分;固相微萃取;GC-MS
中图分类号:R284. 1 /R284. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2016)06-1314-05
DOI:10. 13863 / j. issn1001-4454. 2016. 06. 028
黑骨藤是贵州少数民族常用药材,在《中华本
草·苗药卷》一书中将其收载为苗药〔1〕,被列为贵
州省重点研究的十大苗药品种之一〔2〕,其来源于萝
藦科杠柳属植物黑龙骨 Periploca forrestii Schltr. 的
干燥根或全株〔3〕。黑龙骨又名滇杠柳、西南杠柳,
苗药名为 Vob monbg dleib蛙蟒虽(贵州黔南),ghab
bas hlat dlaib嘎八又赊(贵州黔东南)等〔1〕,为藤本
植物,笔者在贵州省的贵阳花溪、黔东南、黔南等地
实地考察发现其主要药用部位为地上茎,虽文献记
载其为全株药用,但少数民族尤其是苗族聚居地区,
常采集地上部分,少有连根采挖的。秋冬采割时,地
上部分叶片通过暴晒后散落地上,药农通常只将其
地上茎截断打碎后入药,也有连同叶片入药。黑骨
藤常与透骨草 Phryma leptostachya L. subsp. asiatica
(Hara ) Kitamura、石 松 Lycopodium japonicum
Thunb. ex Murray、追 风 伞 Lysimachia paridiformis
Franch. var. stenophylla Franch. 等具有祛风湿、治痹
病功效的中药一同配伍,用于治疗风湿性关节痛、类
风湿性关节炎、跌打损伤、皮肤痒疹等病症,但该类
中药均为民族民间用草药,基础性研究非常薄弱,尤
其缺乏药理实验工作支撑、毒性评价及用法用量考
究,且该类植物本草记载有毒〔4-6〕。笔者在研究黑骨
藤醇提取物的抗炎镇痛作用实验过程中,发现连续
灌胃大鼠 30 d后,部分大鼠肝脏出现严重的组织坏
死现象〔7〕。因此,该类中药的功效、主治、毒性及用
法用量等方面有待全面的科学评价。为加强黑龙骨
基础性研究工作,本文采用气相色谱-质谱(GC-MS)
联用法,分析了黑龙骨地上茎的挥发性成分。
1 仪器与材料
HP6890 /5975C GC /MS联用仪(美国安捷伦公
司);手动固相微萃取装置(美国 supelco 公司),萃
取纤维为 2 cm-50 /30 μm DVB /CAR /PDMS Stable-
Flex;标准谱库为美国 Nist2005 和 Wiley275 质谱检
索数据库(仪器设备、标准图谱库均由贵州省中科
院天然产物化学重点实验室提供)。
实验用黑龙骨地上茎于 2013 年 11 月份采集自
贵州贵阳花溪高坡乡,经贵州大学生命科学学院植
物学教研室赵财副教授鉴定为萝藦科杠柳属植物黑
龙骨 Periploca forrestii Schltr. 的干燥地上茎,标本存
放于贵州大学中草药标本室。
2 方法
2. 1 样品处理 黑龙骨地上茎醇提取物的制备:
将 45 kg黑龙骨干燥地上茎用 95%工业乙醇在浸提
罐中进行浸提,减压浓缩,电热恒温水浴箱去水处
理,得浸膏 6. 81 kg,提取率约为 15%。浸膏真空冷
冻干燥 48 h,得粉末,取适量进行分析。
黑龙骨地上茎粉末固相微萃取方法:取干燥粉
末 10 g(过 30 目筛),置于 50 mL固相微萃取仪采样
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瓶中,插入装有 2 cm-50 /30 μm DVB /CAR /PDMS
Stable Flex 纤维头的手动进样器,在 120 ℃左右顶
空萃取 45 min取出,快速移出萃取头并立即插入气
相色谱仪进样口(温度 250 ℃)中,热解析 3 min 进
样。
2. 2 GC-MS检测条件 黑龙骨地上茎醇提取物挥
发性成分的测定条件:色谱柱为 ZB-5MSI 弹性石英
毛细管柱(5% Phenyl-95% Dimethylpolysiloxane,30 m
× 0. 25 mm × 0. 25 μm)。程序升温:初始温度 50
℃,保持 2 min,以 5 ℃ /min 升温至 310 ℃,保持 6
min;气 化 室 温 度 250 ℃;载 气 为 高 纯 He
(99. 999%);柱前压 7. 64 Psi;载气流量 1. 0 mL /
min;进样量 2 μL;不分流进样;运行 60 min;溶剂延
迟 3. 0 min。离子源为 EI源;离子源温度 230 ℃;四
极杆温度 150 ℃;电子能量 70 eV;发射电流 34. 6
μA;倍增器电压 1 294 V;接口温度 280 ℃;质量范
围 m/z 29 ~ 500。
黑龙骨地上茎粉末挥发性成分的测定条件:色
谱柱为 ZB-5MSI 弹性石英毛细管柱(5% Phenyl-
95% Dimethylpolysiloxane,30 m × 0. 25 mm × 0. 25
μm)。程序升温:初始温度 40 ℃,保留 2 min,以 5
℃ /min升温至 270 ℃;气化室温度 250 ℃;载气为
高纯 He(99. 999%);柱前压 7. 62 Psi;载气流量 1. 0
mL /min;不分流进样;运行 48 min;溶剂延迟 1 min。
质谱条件同上。
2. 3 数据处理 总离子流图中的各峰经质谱扫描
后得到质谱图,通过计算机数据系统检索及核对
Nist2005 和 Wiley275 标准质谱图库,鉴定挥发性化
学成分,并按峰面积归一化法计算各化合物在挥发
油中的相对百分含量。
3 结果
黑龙骨地上茎醇提物及其粉末中挥发性成分
GC-MS分析的总离子流图见图 1,检测结果见表 1。
从黑龙骨地上茎的醇提取物(A)及其粉末(B)
的总离子流图及其检测数据可以看出两种供试样品
中的挥发性成分除棕榈酸甲酯、棕榈酸乙酯和邻苯
二甲酸二异丁酯外其余均不同,分别分离鉴定出 26
个和 39 个化学成分,各占挥发性成分总相对峰面积
的 85. 48%和 86. 39%。本次检测共获取 62 个挥发

图 1 黑龙骨地上茎醇提物(A)及其粉末(B)挥发性成分的 GC-MS总离子流图
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表 1 黑龙骨地上茎的挥发性成分分析结果
化合物类型 编号
保留时间
/min
化合物 分子式 分子量
相对百分含量 /%
A B
脂肪族(醛) 1 2. 51 异丁醛 isobutanal C4H8O 72 - 0. 17
2 2. 59 2-甲基丙烯醛 2-methylpropenal C4H6O 70 - 0. 64
3 3. 39 3-甲基丁醛 3-methylbutanal C5H10O 86 - 0. 46
4 3. 52 2-甲基丁醛 2-methylbutanal C5H10O 86 - 0. 31
5 4. 01 戊醛 pentanal C5H10O 86 - 1. 68
6 6. 23 己醛 hexanal C6H12O 100 - 22. 90
7 7. 77 反-2-己烯醛 (E)-2-hexenal C6H10O 98 - 1. 26
8 9. 19 正庚醛 heptanal C7H14O 114 - 1. 99
9 10. 98 反-2-庚烯醛 (E)-2-heptenal C7H12O 112 - 0. 40
10 12. 40 辛醛 octanal C8H16O 128 - 1. 19
11 14. 20 反-2-辛烯醛 (E)-2-octenal C8H14O 126 - 2. 51
12 15. 58 壬醛 nonanal C9H18O 142 - 5. 29
13 17. 31 反-2-壬烯醛 (E)-2-nonenal C9H16O 140 - 5. 24
14 18. 62 奎醛 decanal C10H20O 156 - 3. 50
脂肪族(酮) 15 3. 87 1-戊烯-3-酮 1-penten-3-one C5H8O 84 - 0. 42
16 8. 87 2-庚酮 2-heptanone C7H14O 114 - 0. 70
17 11. 91 6-甲基-5-庚烯-2-酮 6-methyl-5-hepten-2-one C8H14O 126 - 0. 61
脂肪族(酸) 18 3. 23 乙酸 acetic acid C2H4O2 60 - 2. 54
19 13. 03 己酸 hexanoic acid C6H12O2 116 - 2. 76
20 34. 97 棕榈酸 palmitic acid C16H32O2 256 9. 20 -
21 38. 12 亚油酸 linoleic acid C18H32O2 280 1. 26 -
22 38. 19 油酸 oleic acid C18H34O2 282 1. 02 -
23 38. 55 十八酸 stearic acid C18H36O2 284 0. 38 -
脂肪族(酯) 24 33. 81 棕榈酸甲酯 methyl palmitate C17H34O2 270 2. 09 1. 39
25 35. 14 棕榈酸乙酯 ethyl palmitate C18H36O2 284 3. 22 0. 90
26 37. 05 亚油酸甲酯 methyl linoleate C19H34O2 294 0. 91 -
27 37. 16 油酸甲酯 methyl oleate C19H36O2 296 1. 17 -
28 37. 62 硬脂酸甲酯 methyl stearate C19H38O2 298 0. 35 -
29 38. 26 亚油酸乙酯 ethyl linoleate C20H36O2 308 1. 34 -
30 38. 36 油酸乙酯 ethyl oleate C20H38O2 310 0. 55 -
31 38. 81 硬脂酸乙酯 ethyl stearate C20H40O2 312 0. 43 -
脂肪族(醇) 32 5. 60 正丁醇 1-butanol C4H10O 74 - 0. 35
33 3. 60 正戊醇 1-pentanol C5H12O 88 - 0. 48
脂肪族(烷烃) 34 26. 39 十五烷 pentadecane C15H32 212 - 1. 53
35 28. 78 十六烷 hexadecane C16H34 226 - 2. 88
36 31. 05 十七烷 heptadecane C17H36 240 - 2. 70
37 31. 17 朴日斯烷 pristane C19H40 268 - 3. 05
38 33. 2 十八烷 octadecane C18H38 254 - 1. 32
39 33. 39 植烷 phytane C20H42 282 - 1. 96
40 35. 25 十九烷 nonadecane C19H40 268 - 0. 26
41 39. 07 二十一烷 heneicosane C21H44 296 - 0. 31
芳香族类 42 12. 94 苯酚 phenol C6H6O 94 - 1. 86
43 20. 05 2-甲氧基-4-乙烯苯酚 2-methoxy-4-vinylphenol C9H10O2 150 0. 89 -
44 21. 08 2,6-二甲氧基苯酚 2,6-dimethoxyphenol C8H10O3 154 0. 48 -
45 23. 55 邻苯二甲酸二甲酯 dimethyl phthalate C10H10O4 194 0. 75 -
46 32. 79 邻苯二酸二异丁酯 di-isobutyl phthalate C16H22O4 278 3. 59 0. 78
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续表 1
化合物类型 编号
保留时间
/min
化合物 分子式 分子量
相对百分含量 /%
A B
47 34. 70 邻苯二甲酸二丁酯 di butyl phthalate C16H22O4 278 6. 42 -
48 44. 71 邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯 bis(2-ethylhexyl)phthalate C24H38O4 390 3. 69 -
萜类 49 25. 31 香叶基丙酮 geranyl acetone C13H22O 194 - 1. 09
50 29. 07 愈创木醇 guaiol C15H26O 222 - 1. 64
51 56. 84 环阿屯醇 cycloartenol C30H50O 426 1. 09 -
52 57. 01 β-香树脂醇 β-amyrin C30H50O 426 7. 86 -
53 57. 73 β-香树脂乙酸酯 β-amyrin acetate C32H52O2 468 5. 60 -
54 58. 57 3-氧代乌苏-12-烯-24-甲酸甲酯
urs-12-en-24-oic acid,3-oxo-,methyl ester
C31H48O3 468 16. 80 -
其他 55 8. 71 乙酰基环己烯 1-methyl cyclohexenyl ketone C8H12O 124 - 1. 13
56 2. 84 2-甲基呋喃 2-methylfuran C5H6O 82 - 0. 60
57 4. 08 2-乙基呋喃 2-ethylfuran C6H8O 96 - 0. 48
58 12. 03 2-正戊基呋喃 2-amylfuran C9H14O 138 - 8. 01
59 15. 57 2,3 二氢-3,5 二羟基-6-甲基-四氢吡喃酮
2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl-4H-pyran-4-one
C6H8O4 144 3. 79 -
60 6. 21 糠醛 furfural C5H4O2 96 0. 77 -
61 18. 49 5-羟甲基-2-糠醛 5-(hydroxymethyl)-2-furfural C6H6O3 126 10. 80 -
62 55. 66 β-谷甾醇 β-sitosterol C29H50O 414 1. 03 -
总计 85. 48 86. 39
注:A为黑龙骨地上茎醇提物;B为黑龙骨地上茎粉末
化合物(共有成分 3 个),分别为 41 个脂肪族类化
合物(含 14 个醛、3 个酮、6 个酸、8 个酯、2 个醇、8
个烷烃类化合物),7 个芳香族类化合物,6 个萜类
化合物,8 个其他类型化合物(含 1 个环烯、6 个杂
环和 1 个甾醇化合物)。其中在各自检测的成分中
相对含量较高的为己醛(22. 90%,B)、3-氧代乌苏-
12-烯-24-甲酸甲酯(16. 80%,A)、5-羟甲基-2-糠醛
(10. 80%,A)、棕榈酸(9. 20%,A)、2-正戊基呋喃
(8. 01%,B)、β-香树脂醇(7. 86%,A)等。从不同供
试样品检测结果看,黑龙骨地上茎通过 95%工业乙
醇提取后的样品中主要含有酸、酯、芳香族、萜类等
分子量相对较大的化合物,分子量多在 250 以上,且
在总离子流图中的保留时间相对较长(多在 30 min
后出峰);黑龙骨地上茎粉末通过固相微萃取采集
的分析样品中主要含有醛、酮、烷烃等脂肪族类化合
物,以醛类化合物较多,占一半以上,其相对百分含
量总和为 47. 89%,其中己醛相对含量最高为
22. 90%,且醛类化合物分子量均较小,在总离子流
图中的保留时间也较短(2. 51 ~ 18. 62 min)。其次,
烷烃也是黑龙骨地上茎粉末中较多的一类挥发性成
分,相对含量总和为 15. 87%,分子量也多在 200 以
上(200 ~ 300),保留时间为 26. 39 ~ 39. 07 min。
4 讨论
周欣等〔8〕报道了采用不同提取方法(微波辅助
提取、蒸馏萃取法)对黑龙骨鲜新茎及叶中挥发性
成分的 GC-MS 分析结果,本文与该文献比对后发
现,除己醛、反-2-己烯醛、正庚醛、反-2-庚烯醛壬醛、
反-2-壬烯醛、奎醛、2-庚酮、棕榈酸、亚油酸、油酸、十
八酸、愈创木醇、环阿屯醇、β-香树脂醇、β-香树脂乙
酸酯、2-正戊基呋喃挥发性成分从茎中都检测到外,
其余 70%左右的化合物是该文献中未提到;己醛在
茎中含量都较高,检测结果一致;此外,该文献未检
测出茎中的烷烃类化合物,仅较大分子的烷烃在叶
中检测到。本文与文献报道的检测结果不同的原因
可能是采用了不同的检测材料(文献采用鲜新茎、
叶,本文采用干燥地上藤茎)和样品处理方法(文献
采用微波辅助提取及蒸馏萃取法,本文采用醇提取
及固相微萃取法),本文的研究结果可以更进一步
了解黑龙骨中的挥发性成分。
本文采用固相微萃取法对黑龙骨地上茎粉末中
的挥发性成分进行了分析,同时比较了从黑龙骨地
上茎乙醇提取物中检测到的成分差异,结果表明,黑
龙骨地上茎中的成分通过乙醇纯化后可以检测到分
子量相对较大的化合物,而黑龙骨地上茎粉末经固
相微萃取可以检测到分子量相对较小的挥发性化合
物,采用不同处理后的供试样品可以更为全面的反
映黑龙骨地上茎药材中的挥发性化学成分。植物挥
发性成分很多具有抗菌作用,具有较强的抗菌谱,不
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同类型的挥发油成分组成,分别有不同的抗菌谱,如
植物中醛类挥发性油对真菌有较强抑制作用〔9〕。
因此,分析黑龙骨地上茎中的挥发性成分,对初步了
解黑龙骨在实践应用中的物质基础有重要参考作用
和指导意义,本研究结果也为进一步深入开展黑龙
骨的研究工作奠定了基础。
参 考 文 献
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明:云南科学技术出版社,2004:478-479.
[5]包骏,冉懋雄 . 贵州苗族医药研究与开发[M].贵阳:贵
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