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藏荆芥与荆芥的挥发性成分比较



全 文 :藏荆芥与荆芥的挥发性成分比较
胡丹丹1, 黄 山1, 李 斌1, 金 岩1, 王跃飞2, 王聚乐3*
(1. 青岛科技大学,山东 青岛 266042;2. 天津中医药大学,天津 300193;3. 西藏大学医学院,西藏 拉
萨 850012)
收稿日期:2015-06-06
基金项目:国家自然科学基金资助项目 (81360686);国家科技基础性工作专项项目 (2014FY111100)
作者简介:胡丹丹 (1990—),女,硕士,研究方向为药物新剂型与新技术。E-mail:dandanhu1989@ 126. com
* 通信作者:王聚乐 (1963—),男,博士,教授,研究方向为藏药药效学和毒理学。Tel:(0891)6991746,E-mail:Jule_ wang@
163. com
网络出版日期:2015-11-05
网络出版地址:http: / /www. cnki. net /kcms /detail /31. 1368. R. 20151105. 1407. 002. html
摘要:目的 分析藏荆芥 Nepeta angustifolia C. Y. Wu不同药用部位及荆芥 Schizonepeta tenuifalia Briq中的挥发性成分,
并比较其差异。方法 取藏荆芥全草、花穗、叶、茎和荆芥,分别密封于顶空进样瓶中,顶空气相色谱-质谱联用
(HS-GC / MS)法测定挥发性成分,并检索 NIST标准谱库,面积归一化法计算其相对含有量。结果 藏荆芥的挥发性
成分种类以叶中最多 (21 个),而全草中最少 (17 个)。茎中主要为荆芥内酯,相对含有量达 73. 24%。荆芥中鉴定
出 18 个挥发性成分,主要为异薄荷酮、胡薄荷酮和柠檬烯。结论 藏荆芥与荆芥中的挥发性成分存在较大差异。
关键词:藏荆芥;荆芥;药用部位;挥发性成分;HS-GC /MS
中图分类号:R284. 1 文献标志码:A 文章编号:1001-1528(2016)05-1078-05
doi:10. 3969 / j. issn. 1001-1528. 2016. 05. 024
Comparison of volatile constituents in Nepeta angustifolia and Schizonepeta tenui-
falia
HU Dan-dan1, HUANG Shan1, LI Bin1, JIN Yan1, WANG Yue-fei2, WANG Ju-le3 *
(1. Qingdao University of Science and Technology,Qingdao 266042,China;2. Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin 300193,
China;3. College of Medicine,Tibet University,Lhasa 850012,China)
ABSTRACT:AIM To analyze the volatile constituents in different medicinal parts of Nepeta angustifolia C. Y.
Wu and Schizonepeta tenuifalia Briq and to compare their differences. METHODS The whole grass,spikes,
leaves and stems of N. angustifolia and S. tenuifalia were sealed in the headspace bottle and analyzed by head-
space gas chromatography-mass spectrometry (HS-GC /MS). The NIST library was searched. Then the relative
contents of them were calculated by area normalization method. RESULTS The kinds of volatile constituents in
N. angustifolia were the most in leaves (twenty-one)and the least in whole grass (seventeen). Stems mainly con-
tained nepetalactone with the relative content of 73. 24% . There were eighteen volatile constituents in S. tenuifa-
lia,mainly of which were menthone,pulegone and cinene. CONCLUSION There are significant differences in
the volatile constituents in N. angustifolia and S. tenuifalia.
KEY WORDS:Nepeta angustifolia C. Y. Wu;Schizonepeta tenuifalia Briq;medicinal parts;volatile constitu-
ents;HS-GC /MS
藏荆芥 (藏语又名沙丢那博)为唇形科荆芥
属植物藏荆芥 Nepeta angustifolia C. Y. Wu 的全
草[1],是西藏地区常用的传统藏药材,生长在海
拔 3 600 ~ 4 600 m的山坡路边、草地、林缘,分
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布于西藏中部、南部地区。《中华本草·藏药卷》
记载[2],藏荆芥具有 “开窍醒神”的功效,临床
主治神昏痉厥、中风、癫痫、脑溢血、疮伤及疼
痛等病症。荆芥 Schizonepeta tenuifalia Briq. 与藏
荆芥均为唇形科荆芥属植物,其药用部位干燥茎
叶为常用发解表药,主治感冒头痛、风疹、疮疡
初起等病症,在功能主治上与藏荆芥有较大差
别,说明这两种植物在化学成分上可能有所不
同。由于唇形科植物中大多含挥发油类成分,故
本实验主要对其挥发性成分进行考察。目前,对
于藏荆芥的研究仅局限于其主要化学成分及抗
炎、镇痛方面[3-4],但该植物不同药用部位中的
挥发性成分是否存在差异,以及与荆芥中挥发性
成分有何不同,均鲜有报道。
顶空气相色谱-质谱联用 (HS-GC / MS)法是
对液体或固体中的挥发性成分进行分析的方法,
具有样品用量少、前处理简单等优点[5]。因此,
本实验采用该方法对藏荆芥不同药用部位及荆芥
中的挥发性成分进行分析,并比较其差异,为今
后对藏荆芥的化学、药理研究及合理开发利用提
供依据。
1 仪器与材料
450GC-320MS HS-GC / MS 联用仪 (美国布鲁
克-道尔顿公司);高速万能粉碎机 (天津泰斯特
仪器有限公司);AL-204 电子天平 (万分之一,瑞
士 Mettler-Toledo 公司)。藏荆芥 (2014 年 8 月采
自西藏大学)、荆芥 (江苏同仁堂药店,产地江苏
省太仓市)经西藏大学王聚乐教授鉴定,分别为
唇形科荆芥属植物藏荆芥 Nepeta angustifolia C. Y.
Wu的全草与荆芥 Schizonepeta tenuifalia Briq的干燥
茎叶。
藏荆芥全草按花穗、茎、叶不同部位进行分
拣,然后分别将其和荆芥粉碎,过 60 目筛,精密
称取 0. 5 g,置于顶空进样玻璃瓶内,拧紧瓶盖,
密封备用。
2 实验方法
2. 1 顶空进样条件 顶空振荡室加热温度80 ℃;
顶空平衡时间 30 min;震荡加热;进样量 1. 0 mL;
顶空进样针温度 90 ℃。
2. 2 色谱条件 VF-5MS色谱柱 (30 m ×0. 25 mm ×
0. 25 μm);载气为高纯氦气 (> 99. 999%) ;分流
比 50 ∶ 1;体积流量 1 mL /min;进样量 1 mL;气
化温度 250 ℃。色谱柱程序升温条件为初始温度
40 ℃,恒温 5 min,以 30 ℃ /min速率升至 120 ℃,
再以 5 ℃ /min速率升至 150 ℃,恒温 5 min,再以
20 ℃ /min速率升至 220 ℃,恒温 3 min。
2. 3 质谱条件 EI 离子源,离子源温度250 ℃;
电子能量 70 eV;接口温度 280 ℃;全扫描模式,
扫描范围 m/z 30 ~ 500。
3 实验结果
3. 1 藏荆芥不同药用部位和荆芥 HS-GC /MS 总离
子流图差异分析 由图 1A ~ 1E 可知,在 12. 5 min
时,藏荆芥不同药用部位都出现一高一矮两个较明
显的色谱峰,而且全草、花穗、叶、茎处的峰高有
明显区别;在 7. 5 ~ 12. 5 min 之间,荆芥总离子流
图有零落的较小色谱峰,而且峰高明显低于藏荆
芥,保留时间也有较大变化。由图 A1 ~ E1 可知,
藏荆芥不同药用部位的总离子流主要分布在 7. 5、
12. 5 min,而荆芥较分散。由此说明,藏荆芥不同
药用部位色谱峰的保留时间相当,但峰高有一定的
差异,并且两种植物中挥发性成分的出峰时间也存
在较大差别,即该类成分有明显差异。
3. 2 藏荆芥不同药用部位及荆芥挥发性成分分析
在“2. 1. 2”项色谱条件下,对藏荆芥不同药用
部位及荆芥中的挥发性成分进行分析,NIST-08 标
准质谱图库检索,根据文献 [6-10]进行鉴定。然
后,峰面积归一化法测定样品中各成分的相对含有
量,结果见表 1,总离子流图见图 2。
由表可知,从藏荆芥不同药用部位中鉴定出
21 个挥发性成分,主要为酯类、萜类、烯类、酮
类及烷烃类等,而相对含有量最高的为茎中的荆芥
内酯,高达 73. 24%,与泽仁拉姆等[4]报道相符。
另外,在荆芥中检测出 18 个挥发性成分,主要为
异薄荷酮、胡薄荷酮、柠檬烯等,与杜成智等[6]
等报道一致,显示两者的挥发性成分测定结果差别
较大。
本实验从藏荆芥不同部位中鉴定出多种挥发性
成分,其数量依次为叶 (21 个) >花穗 (20 个)
>茎 (18 个) > 全草 (17 个),与文献 [7] 报
道相符,虽然藏荆芥叶中挥发性成分的种类最多,
但其含有量是否也为最高还有待确定。另外还发
现,藏荆芥全草中的挥发性成分少于其它部位,推
测可能是由于该植物在采收、贮存和运输过程中,
叶和花穗干燥后萎缩严重,容易脱落,导致两者所
占全草的比例降低,而茎占大多数,因此产生如上
现象。
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注:A1、B1、C1、D1、E1 分别是 A、B、C、D、E的放大图
A、A1. 全草 B、B1. 花穗 C、C1. 叶 D、D1. 茎 E、E1. 荆芥
A and A1. whole grass B and B1. spikes C and C1. leaves D and D1. stems E and E1. S. tenuifalia
图 1 藏荆芥不同药用部位及荆芥的 HS-GC/MS总离子流图
Fig. 1 HS-GC/MS total ion current chromatograms of different medicinal parts of N. angustifolia and S. tenuifalia.
表 1 藏荆芥不同药用部位及荆芥中的挥发性成分分析结果
Tab. 1 Analysis results of the volatile constituents in different medicinal parts of N. angustifolia and S. tenuifalia
峰号 成分
匹配度
R F
tR /min
藏荆芥 /%
全草 花穗 叶 茎
荆芥 /%
1 布他西丁(C6H12O) 830 820 4. 520 - 0. 27 0. 13 0. 52 1. 68
2 3-甲基环戊酮(C6H10O) 923 917 5. 843 - 0. 04 0. 10 - -
3 苯并环丁烷(C8H8) 953 950 6. 462 0. 21 0. 19 0. 28 0. 68 -
4 β-柠檬醇(C10H18O) 746 714 7. 521 - - - - 1. 56
5 柠檬烯(C10H16) 931 928 7. 905 - - - - 7. 58
6 桉叶油素(C10H18O) 933 931 7. 945 0. 38 0. 98 0. 69 1. 67 -
7 5-甲基-5-己烯-2-酮(C7H12O) 803 706 8. 097 0. 15 0. 18 0. 32 0. 22 -
8 氧化芳樟醇(C10H18O2) 862 742 8. 433 - - 0. 06 0. 24 -
9 顺式-芳樟醇氧化物(C10H10O2) 857 823 8. 282 0. 12 0. 08 0. 15 0. 41 -
10 里那醇(C10H18O) 848 848 8. 525 1. 43 3. 42 2. 45 3. 40 0. 43
11 异薄荷酮(C10H18O) 962 958 9. 167 - - - - 53. 02
12 辣薄荷酮(C10H16O) 854 823 9. 396 - - - - 1. 30
13 4-乙酰基-1-甲基-环己烯(C9H14O) 811 808 9. 859 0. 49 0. 46 0. 70 0. 60 -
14 异戊酸叶醇酯(C11H20O2) 852 843 9. 946 0. 04 0. 05 0. 06 0. 13 -
15 胡薄荷酮(C10H16O) 953 953 10. 156 - - - - 16. 67
16 氢化肉桂酸甲酯(C10H12O2) 927 912 10. 587 0. 36 0. 17 0. 27 - -
17 乙酸香芹酯(C12H18O2) 809 732 11. 631 - - - - 1. 07
18 4-甲基-1-异丙烯-环己烯(C10H18) 825 730 12. 036 16. 30 10. 92 14. 56 11. 20 4. 53
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续表 1
峰号 成分
匹配度
R F
tR /min
藏荆芥 /%
全草 花穗 叶 茎
荆芥 /%
19 β-波旁烯(C15H24) 903 903 12. 288 0. 57 0. 58 1. 00 0. 82 1. 01
20 异戊酸苄酯(C12H16O) 910 908 12. 448 0. 23 0. 26 0. 26 0. 04 0. 33
21 荆芥内酯(C10H14O2) 810 753 12. 521 75. 74 79. 61 73. 24 76. 43 5. 02
22 β-石竹烯(C15H24) 953 953 12. 925 0. 77 0. 83 1. 59 0. 94 1. 20
23 葎草烯(C15H24) 934 927 13. 555 0. 29 0. 24 0. 49 0. 29 0. 47
24 α-荜澄茄油烯(C15H24) 904 904 14. 015 0. 97 0. 90 1. 40 0. 88 1. 33
25 顺-γ-红没药烯(C15H24) 900 900 14. 272 0. 36 0. 16 0. 59 0. 42 0. 37
26 氧化石竹烯(C15H24O) 842 834 16. 489 - 0. 09 0. 16 - -
27 雪松烯醇(C15H26O) 799 763 17. 330 - - - - 0. 71
28 百秋李醇(C15H26O) 761 706 19. 324 - - - - 0. 56
29 红没药醇(C15H24O) 862 859 19. 607 0. 45 0. 09 0. 39 0. 33 -
注: -表示该成分未检出
图 2 藏荆芥叶和荆芥的 HS-GC/MS总离子流图
Fig. 2 HS-GC/MS total ion current chromatograms of
N. angustifolia leaves and S. Tenuifalia
同时,在藏荆芥中首次鉴定出了布他西丁、3-
甲基环戊酮、氧化芳樟醇、4-甲基-1-异丙烯-环己
烯、β-石竹烯、葎草烯、顺-γ-红没药烯等化合物,
并发现了 3-甲基环戊酮、苯并环丁烷、桉叶油素、
5-甲基-5-己烯-2-酮、氧化芳樟醇、顺式-芳樟醇氧
化物、4-乙酰基-1-甲基-环己烯、异戊酸叶醇酯、
氢化肉桂酸甲酯、氧化石竹烯、红没药醇等荆芥中
没有的成分。
有报道称,荆芥贮藏期越长,其中的挥发性成
分损失越多,当贮藏 3 年时,该成分损失过半[11],
而本实验所用的荆芥药材采收于 2014 年 7 月份,
已存放了近一年时间,故挥发性成分损失较大。在
荆芥中,挥发性成分相对含有量最高的为异薄荷酮
(53. 02%),其次是胡薄荷酮 (16. 67%)、柠檬烯
(7. 58%)等成分,而且还鉴定出了 β-柠檬醇
(1. 56%)、辣薄荷酮 (1. 30%)、乙酸香芹酯
(1. 07%)、雪 松 烯 醇 (0. 71%)、百 秋 李 醇
(0. 55%)等藏荆芥中没有的挥发性成分。由此可
知,作为西藏特有的传统药材,藏荆芥与荆芥在挥
发性成分上有很大差别,故为两者在主治功效和临
床应用上的不同提供了理论依据。
藏荆芥叶挥发性成分的出峰时间在 12. 5 min
左右,而荆芥在 7. 5 ~ 12. 5 min 之间,表明各色谱
峰分离度良好,见图 2。
3. 3 代表性成分质谱裂解规律解析 由表 1 可知,
藏荆芥不同药用部位中的挥发性成分主要为荆芥内
酯,而荆芥主要为异薄荷酮、胡薄荷酮及柠檬烯
等。本实验分别选取荆芥内酯和胡薄荷酮来解析其
质谱裂解规律,其 NIST 谱库检索结果和质谱裂解
规律见图 3、图 4。
4 讨论
荆芥内酯最早是在 1941 年,从一种猫薄荷植
物中分离所得,对某些昆虫具有驱逐作用[12],而
且在镇痛和抑菌方面也显示了独特的优势[13-14],
可用于制备抗痉挛药、弱安眠药、退热药与抗菌药
等药物。另外,其抗痉挛作用可能与藏荆芥治疗神
昏痉厥、中风、癫痫等病症有很大的关系。
本实验发现,藏荆芥和荆芥药材中的挥发性成
分,特别是主要成分及其含有量都存在较大差异。
由此表明,藏荆芥在临床上可能具有更广泛的应用
前景,可为该植物的进一步开发利用提供科学
依据。
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图 3 荆芥内酯 NIST谱库检索结果及其质谱裂解规律
Fig. 3 Retrieved results of NIST library and MS fragmen-
tation pattern of nepetalactone
图 4 胡薄荷酮 NIST谱库检索结果及其质谱裂解规律
Fig. 4 Retrieved results of NIST library and MS frag-
mentation pattern of pulegone
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