全 文 ：DOI:10．11895 / j．issn．0253-3820．140280
多种提取方法分析蛇莓挥发性组分
王晨旭1 于 兰2 杨艳芹1 雷永乾3 杨 卫* 1 徐经伟* 1
1(中国科学院长春应用化学研究所，长春 130022) 2(长春中医药大学第一附属医院，长春 130021)
3(中国广州分析测试中心，广州 510070)
摘 要 采用顶空固相微萃取(HS-SPME)、索氏提取(SE)、超声辅助提取(UAE)、水蒸汽蒸馏法(SD)结合气
相-质谱(GC-MS)联用技术分析蛇莓的挥发性组分。实验对 HS-SPME 各影响因素进行了优化，最终确定采
用 65μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯(PDMS-DVB)萃取头在 90 ℃ 水浴 50 min后插入 250 ℃ GC 进样口解
吸 5 min，得到最佳提取效果。HS-SPME，SD，SE和 UAE方法分别得到 47，32，16和 16种挥发性组分，总数
为 66种，其中 47种化合物为首次报道。实验结果表明，HS-SPME与 SD得到多为萜类化合物，而 SE 与 UAE
得到的化合物中酸类分别占总成分 61．44%与 69．54%。
关键词 顶空固相微萃取;气相色谱-质谱联用法;蛇莓;挥发性组分
2014-03-26收稿;2014-05-23接受
* E-mail:jwxu@ ciac．ac．cn
1 引 言
蛇莓(Duchesnea indica)属蔷薇科，具有抗肿瘤［1］、抗流感病毒［2］、降压以及降低神经元损伤的作
用［3］。由于蛇莓疗效显著，蛇莓的化学成分成为人们关注的焦点，已见报道的化合物种类主要包括萜
类、甾醇类、酸类、黄酮类等。除了这些组分外，蛇莓疗效也可能与其挥发性组分相关，然而目前仅有一
篇文献报道采用 SD-GC-MS 分析印度产蛇莓［4］。针对以上情况，本实验采用顶空固相微萃取
(HS-SPME)、索氏提取(SE)、超声辅助提取(UAE)、水蒸汽蒸馏法(SD)结合气相-质谱(GC-MS)联用技
术4种方法提取国产蛇莓的挥发性组分。HS-SPME与其它 3种方法相比，具有快速、高效、无需溶剂等
优点［5，6］，因此本实验重点研究 HS-SPME方法，并对其影响因素进行了优化。此外，实验还对比分析了
4种提取方法所得化合物种类与含量的差异。
2 实验部分
2．1 仪器与试剂
QP2010-Plus 气相色谱-质谱联用仪(日本岛津公司) ;DB-5毛细管柱(30．0 m×0．25 mm×0．25 μm，
美国 Agilent公司);SB-3200D超声仪(宁波新芝公司) ，顶空进样针(PDMS 100 μm，PDMS-DVB 65 μm，
CAＲ-PDMS 75 μm，PA 85μm 美国 Sigma公司) ;顶空瓶、PTFE /Si 瓶盖(20 mL，美国 Agilent公司)。蛇
莓干燥全草(长春玺康药业)。乙醚(纯度≥99．5%，国药集团) ，二氯甲烷(纯度≥99．5%，北京化工厂) ，
正构烷烃(C8-C30，美国 Supelco公司)
2．2 样品处理与实验方法
(1)样品处理 蛇莓全草粉碎，过 60 目筛子，粉末置于密封袋中保存。(2)HS-SPME 提取 取
2．0 g 蛇莓粉末置于 20 mL顶空瓶中，用 PTFE /Si瓶盖密封，不同涂层萃取头插入瓶中距样品顶部 1 cm
处，置于一定温度水浴一段时间后，退出萃取头，插入 GC 进样口解吸后，进行 GC-MS 分析。萃取头每
次使用前，均在 250 ℃ GC进样口解吸 10 min，以避免萃取头中可能残留的化合物的干扰。(3)SE提取
用滤纸包裹 20．0 g 蛇莓粉末，置于索氏提取器中，从顶部加入乙醚 200 mL，在 60 ℃冷凝回流提取
12 h，所得提取液 35 ℃真空旋干，得到浸膏 0．35 g，加入 2 mL 二氯甲烷溶解，过 0．22 μm 滤头后，取
1 μL 进行 GC-MS分析。(4)SD提取 取 40．0 g 蛇莓粉末置于 1000 mL圆底烧瓶中，加入 500 mL蒸馏
第 42卷
2014年 11月
分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究简报
Chinese Journal of Analytical Chemistry
第 11期
1710～1714
水，安装挥发油提取装置，蒸馏提取 6 h。得到淡黄色挥发油 0．2 mL，用无水硫酸钠干燥后，加入 2 mL
二氯甲烷，取 1 μL进行 GC-MS分析。(5)UAE提取 取 20．0 g 蛇莓粉末置于 250 mL 平底烧瓶中，加
入200 mL二氯甲烷，40 kHz 超声 1 h。过滤，滤液 35 ℃真空旋干，得到浸膏 0．33 g，加入 2 mL二氯甲烷
溶解，过 0．22 μm滤头后，取 1 μL进行 GC-MS分析。
2．3色谱-质谱条件 (1)色谱 DB-5 色谱柱(30．0 m ×0．25 mm ×0．25 μm);升温程序:初始温度50 ℃，
以 4 ℃ /min 升至 250 ℃，保持 10 min;进样口温度:250 ℃;载气:高纯氦，纯度 ＞ 99． 999%;流速:
1．0 mL /min。HS-SPME采用不分流进样;SE，SD与 UAE采用分流进样，分流比为 1∶ 20。(2)质谱 电
离方式:EI;电子能量:70 eV;离子源温度:230 ℃;接口温度:280 ℃;检测器电压:0．9 kV;全扫描模式，
扫描范围 m/z 20～500。
2．4 数据处理
样品中所得挥发成分的定性分析:所得化合物质谱谱图与标准质谱库(NIST05)谱图对比相似度大
于 85%;通过相同色谱条件下所得正构烷烃(C8-C30)保留时间，计算化合物保留指数(ＲI) ，以此进行定
性分析。采用峰面积归一化法计算化合物相对含量。
3 结果与讨论
3．1 5HS-SPME提取条件的优化
对比 4种不同类型的萃取头(PDMS，PDMS-DVB，PA 和 CAＲ-PDMS)。结果表明，不同萃取头所
得 GC图的出峰数目大致相同，而峰面积差异很大，因而可用总峰面积评判萃取效率。萃取头对化合物
的萃取效率主要受萃取头涂层极性与表面积的影响，通常非极性涂层可有效萃取非极性化合物，极性涂
图 1 不同涂层萃取头的总峰面积
Fig．1 Total peak areas of the sample extracted using
different fibers
PA:Polycrylate;PDMS:Polydimethylsiloxan;CAＲ:Carboxen;
DVB:Polydivinyl benzene．
层可有效萃取极性化合物。PA(聚丙烯酸酯)与
PDMS(聚二甲基硅氧烷)均为单一组分涂层，分别
对极性与非极性化合物有较好的萃取效果;而 CAＲ-
PDMS与 PDMS-DVB萃取头分别在 PDMS基础上加
入了高分子材料 Carboxen(碳分子筛)和 DVB(聚二
乙烯基苯)，高分子材料会增加表面积，增强了对极
性分子的萃取，从而提高了萃取效率［7］。由图 1 可
见，PDMS-DVB 萃取头所得峰面积最大，PAPDMS
和 CAＲ-PDMS 萃取头所得峰面积分别为 PDMS-
DVB所得峰面积的 14．7%，29．4% 和 82．2%，因而
本实验选取 PDMS-DVB萃取头。
选取 PDMS-DVB萃取头后，采用单因子变量法
依次对提取温度、提取时间、解吸时间进行研究。实
验中选取总峰面积和薄荷酮、百里香醌、六氢法呢基
丙酮 3种化合物的峰面积作为评价标准。为便于比较，分别以各化合物所得最小峰面积为 1，用相对峰
面积作图。结果表明(图 2a)，随着温度升高，薄荷酮提取量迅速下降。因为薄荷酮是一种高挥发性单
萜，高温条件下，在薄荷酮吸附和解吸的动态过程中，解吸过程占主导作用，因而导致提取量迅速下
降［8］。与薄荷酮提取量变化趋势相反，随温度升高，百里香醌和六氢法呢基丙酮提取量增大，说明虽然
有部分高挥发性化合物随温度升高使得提取效率降低，但是温度升高仍有利于得到更多的化合物，因此
水浴温度选取 90 ℃。水浴时间的影响如图 2b所示，在 20～50 min，随水浴时间延长，组分含量均升高，
但 50 min 后，薄荷酮提取量开始下降，由于选取的实验温度 90 ℃不利于提取薄荷酮等高挥发性化合
物，为避免过长提取时间导致高挥发性化合物提取量过低甚至不能检出，水浴时间选取 50 min。解吸时
间的影响见图 2c，解吸 5 min，大部分化合物得到最大峰面积，因而解吸时间取 5 min。综上所述，HS-
SPME提取条件为:PDMS-DVB萃取头，在 90 ℃的条件下水浴 50 min，解吸 5 min。在最优化条件下，重
复实验 5次，得到薄荷酮、百里香醌、六氢法呢基丙酮峰面积和总峰面积的 ＲSD值分别为 7．8%，7．1%，
1171第 11期 王晨旭等:多种提取方法分析蛇莓挥发性组分
图 2 薄荷酮(1)、百里香醌(2)、六氢法呢基丙酮(3)峰面积及总峰面积(4)随提取温度(a)、提取时间(b)、
解吸时间(c)的变化
Fig．2 Peak areas of menthone (1)，thymoquinone (2) ，hexahydrofarnesyl acetone (3)and the total areas (4)
changed with extracting temperature (a) ，extracting time (b)and desorption time (c)
PA:Polyacrylate;PDMS:Polydimethylsiloxan;CAＲ:Carbonen;DVB:Polydivinylbenzene．
12．7%和8．6%，表明在此条件下具有较好的重复性。
3．2 成分分析
图 3为实验得到的总离子流图，前 15 min对应化合物见表 1(详表见电子版)。4 种提取方法共得
到化合物 66种，其中 HS-SPME 47种，SD 32 种，SE 16 种，UAE 16 种。66 种化合物中，5 种化合物未定
性，14种已见报道(表 1)，47种为首次报道。在得到化合物种类方面，HS-SPME 表现出明显的优越性，
22种化合物仅在 HS-SPME中被提取到，其中多种化合物为首次报道并已被证实有良好的疗效，例如具
有抗癌作用的百里香醌［9］;SD方法得到的 32种化合物中 11 种为该方法所特有的，其中伞花烃可作为
蛋白糖基化抑制剂［10］;SE、UAE得到化合物种类均较少，但却提取到了其它方法未检测到的 3 种酸类，
分别为 9-十八碳炔酸、亚麻酸和十八烷酸，其中亚麻酸是一种人体必需脂肪酸。4 种方法得到的酸类化
合物总含量差别最大，在 4种方法中分别占提取总量的 0．93%，11．67%，61．44%和 69．54%。图 4为
图 3 采用 HS-SPME(a)、SE(b)、SD(c)、UAE(d)得到的蛇莓挥发性组分的总离子流图
Fig．3 Total ion chromatograms of volatile compounds of Duchesnea indica by headspace-solid phase microex-
traction (HS-SPME)(a)，Soxhlet extraction (SE) (b) ，steam distillation (SD) (c)and ultrasonic assistant
extraction (UAE) (d)
2171 分 析 化 学 第 42卷
表 1 用 4种方法 HS-SPME，SD，SE和 UAE检测到的蛇莓挥发性化合物(简表)
Table 1 Volatile compounds in Duchesnea indica obtained by HS-SPME，SD，SE，UAE
编号
No．
保留时间
Ｒetention
time (min)
保留指数
ＲI
化合物
Compounds
相似度
Similarity
(%)
相对百分含量
Ｒelative amount (%)
SPME SD SE UAE
1 4．388 826 糠醛 Furfurala 98 ― 2．20 ― ―
2 4．836 847 叶醛 Leaf Aldehyde 94 ― 1．12 5．15 ―
3 8．376 978 松茸醇 Matsutake alcohol 97 ― 1．19 ― ―
4 8．549 984 4-甲基-1-庚醇4-Methyl-1-heptanol 85 2．60 ― ― ―
5 9．743 1020 2-异丙基-1-辛烯2-Isopropyl-1-octene 88 ― 7．52 1．38 ―
6 9．867 1023 伞花烃 Cymene 96 ― 1．68 ― ―
7 10．533 1042 苯乙醛 Phenylacetaldehyde 88 ― 0．82 ― ―
8 11．911 1081 β-芳樟醇 β-Linaloola 94 1．11 1．84 ― ―
9 12．085 1086 壬醛 Nonanala 96 1．60 2．18 3．50 0．91
10 13．864 1133 3-甲基庚醇乙酸酯3-Methylheptyl acetate 94 ― ― 1．05 ―
11 14．157 1143 薄荷酮 Menthone 92 0．36 ― ― ―
12 14．748 1159 顺-2-壬烯醛 Trans-2-Nonenal 95 ― 0．67 ― ―
13 14．889 1162 异冰片 Isoborneol 86 0．58 ― ― ―
a已报道化合物(Compounds previously reported)。
前 15 min所得化合物，详表见电子版(The other compounds see electronic version of this paper)。
各方法所提取化合物种类与含量分布图。
图 4 4种提取方法所得化合物种类分布的比较
Fig． 4 Comparison of the chemical classes of compounds
obtained by HS-SPME，SD，SE and UAE
酸类 Acids; 烃类 Alkanes; 其他 Others; 酯类
Esters; 萜类 Terpenoids; 醛类 Aldehydes; 醇类 Alco-
hols．
4 结 论
本实验采用 4种方法 HS-SPME，SD，SE，UAE对蛇莓的挥发性组分进行了分析。共得到蛇莓挥发
性化合物 66种，其中 5种未定性，14种已见报道，47种为首次报道，鉴定的多种化合物具有良好的疾病
治疗作用。分析比较 4种提取方法所得化合物发现，不同提取方法得到的化合物种类与含量有很大差
异。本实验结果完善了对蛇莓成分的认识，为有针对性地提取蛇莓挥发性有效成分提供了参考。
Ｒeferences
1 DUAN Jing-Yun，LIU Xiao-Ping，LI Qin． Pharmacology and Clinics of Chinese Materia Medica，1998，14(3):28－29
段泾云，刘小平，李 秦． 中药药理与临床，1988，14(3) :28－29
2 Tian L，Wang Z Y，Wu H，Wang S，Wang Y，Wang Y Y，Xu J W，Wang L Y，Qi F C，Fang M L，Yu D H，Fang X X．
J． Ethnopharmacology，2011，137(1) :534－542
3 Li X F，Guo Y J，Wang M L，Zhang D M，Li Y H，Wang Y F，Tao J Y，Zhang S L，Dong J H，Li L L，Zhao L． Int． J．
Immunopath． Ph，2011，24(3) :631－638
4 Umesh B T，Thoppil J E． Indian J Pharm Sci，2006，68(2) :277－278
5 Christof B S，Tara G，Ｒeinhold C． Food． Chem，2014，150(1) :382－391
6 Lee S，Cho H，Lee KG． J． Agr． Food Chem，2014，62(3) :772－779
3171第 11期 王晨旭等:多种提取方法分析蛇莓挥发性组分
7 Carlo B，Stefania D，Patrizia Ｒ． J． Chromatogr． A，2000，892(1-2):469－485
8 David Y-H Y，Tony L，Gail G，Minhui Ma，Elizabeth K． J． Pharmaceut． Biomed，2003，30(5) :1469－1477
9 Chern C W，Alan P K，Gautam S，Kwong H B T． Biochem Pharmacol，2012，83(4) :443－451
10 Madhav M J，Shrimant N P，Akalpita U A． J． Funct． Foods，2014，6(1) :107－115
Analysis of Volatile Components in Duchesnea Indica by
Different Extraction Methods
WANG Chen-Xu1，YU Lan2，YANG Yan-Qin1，LEI Yong-Qian3，YANG Wei* 1，XU Jing-Wei* 1
1(Changchun Institute of Applied Chemistry，Chinese Academy of Science，Changchun 130022，China)
2(The First Affiliated Hospital，Changchun University of Chinese Medicine，Changchun 130021，China)
3(China National Analytical Center，Guangzhou Guangdong Institute of Analysis，Guangzhou 510070，China)
Abstract The volatile compositions of Duchesnea indica were studied by headspace solid-phase
microextraction (HS-SPME)，soxhlet extraction(SE) ，ultrasonic assistant extraction (UAE)and steam
distillation (SD)coupled with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)． The experimental parameters
of HS-SPME， including fiber type， extraction temperature， extraction time and desorption time were
investigated． 47，32，16 and 16 compounds were identified by HS-SPME，SD，SE and UAE extracting
methods，respectively． 66 compounds were obtained in total，among which 47 compounds were first reported in
Duchesnea indica． The experimental results showed that terpenoids were the most abundant compositions in
HS-SPME and SD，but acids accounted for 61．44% and 69．54% of the total content obtained by SE and UAE．
Keywords Headspace solid phase microextraction;Gas chromatography mass spectrometry;Duchesnea
indica;Volatile compositions
(Ｒeceived 26 March 2014;accepted 23 May 2014)
櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫
《甲醇经济》
冯向法 编著
本书是作者结合自己十多年来亲身参与开发研究及产业化活动的有关“甲醇经济”的专题论述。论述了我国石油
替代能源的开发方向和重点;MTO、MTC等“甲醇化工”替代“石油化工”的优势以及有关民用醇基燃料燃具、甲醇与汽油
掺烧等领域的一些工艺技术和实际应用;国内外发展“甲醇经济”的状况;“甲醇经济”的理论根据;“贬碳风潮”和“温室
效应”的不同理解;“铀裂变核电站何去何从”的问题。
书 号:9787122212146 定价:68．0元
出版时间:2014年 10月 开本:16 化学工业出版社出版
4171 分 析 化 学 第 42卷