全 文 ：· 918· China Pharmacy 2008 Vol.19 No.12 中国药房 2008年第 19卷第 12期
固相微萃取法与水蒸气蒸馏法提取蜘蛛香挥发油成分的比较
吴彩霞 1 , 2 * ,刘红丽 2 ,卢素格 2 ,王金梅 1 ,康文艺 1 #(1.河南大学天然药物研究所 ,开封市 475004;2.河南省
疾病预防控制中心 ,郑州市 450003)
中图分类号 R284.1;R927.2 文献标识码 A 文章编号 1001-0408(2008)12-0918-03
摘 要 目的:比较固相微萃取法与水蒸气蒸馏法提取蜘蛛香挥发油成分的差异 。方法:采用气相色谱-质谱联用技术分别对水
蒸气蒸馏法和固相微萃取法提取蜘蛛香根茎所得挥发油的化学成分进行比较分析 。结果:2种提取方法所得挥发油成分差异较
大。与水蒸气蒸馏法比较 ,固相微萃取法所得挥发油成分数目和种类较多 。结论:固相微萃取法比水蒸气蒸馏法具有明显的优越性 。
关键词 固相微萃取法;水蒸气蒸馏法;蜘蛛香;挥发油;成分;气相色谱-质谱联用技术
Solid-phase Microextraction vs.Wet Distil lation in the Extraction of Volatile Oil in Jatamans Valeriana
Rhizome
WU Cai -xia ,WANG Jin -mei , KANG Wen -y i(Research Ins tit ut e of Naturally Occurri ng Drugs , Henan Uni-
versity , Kaifeng 475004 ,China)
WU Cai -x ia , LIU Hong -li , LU Su-ge(Henan Disease Prevention and Control Center , Zhengzhou 450003 ,
China)
ABSTRACT OBJECTIVE:To evalua te the so lid -phase microex trac tion versus S team distillation in the ex t rac tion of
vo la tile o il in Jatamans Valeriana Rhizome.M ETHODS:The chemical volatile oil constituents in Jatamans Valeriana Rhizome
ex tracted by solid-phase microex trac tion versus S team distillation w ere analyzed by GS-MS.RESU LTS :The ex tracts by
tw o ex trac tion met hods w ere different significantly.As com pared w ith w et distilla tion , bo th the num ber and varie ties o f t he
constituents in the volatile o il ex t rac ted by so lid-phase microex traction w ere m ore.CONCLUS ION :S olid-phase m icroex-
tr action is obviously superio r to w et distillation.
KEY WORDS Solid-phase microex traction;Steam distillation;Jatam ans Vale riana Rhizome ;Volatile oil;Constituent s;
GC-MS
*主管药师 , 硕士。研究方向:中药活性成分及新药开发。电话:
0371-65589287
#通讯作者:副教授 , 硕士研究生导师。研究方向:中药活性成分
及新药开发。电话:0378-3880680
考察结果表明 , 光照对通关藤浸膏中绿原酸含量有显著
影响;而通关藤浸膏在水体系 、乙醇体系中贮存 ,光照对 2种溶
剂中绿原酸含量的影响没有显著差异。但在试验中发现 , 通关
藤浸膏水溶液在光照后 3 d就出现腐败现象 , 而乙醇溶液中没
有显著变化 。因此 ,在生产中通关藤浸膏如需短时间贮存 ,建议
以乙醇溶液方式置暗处贮存 。
受热温度和受热时间对通关藤浸膏水溶液中绿原酸含量
具有显著影响:受热温度越高 , 受热时间越长 , 绿原酸越易分
解 。因此 , 通关藤浸膏在制备过程中应严格控制受热温度和受
热时间 。但通关藤浸膏乙醇溶液中的绿原酸含量相对较稳定 ,
再次提示通关藤浸膏应以乙醇溶液贮存 。
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(收稿日期:2007-10-15 修回日期:2008-03-03)
中国药房 2008年第 19卷第 12期 China Pharm acy 2008 Vol.19 No.12 · 919·
蜘蛛香 Va leriana jatamansi Jones 为败酱科缬草属
(Valeriana)植物 ,主产于四川 、贵阳等地 , 入药部位为其根茎 ,
始载于《本草纲目》 ,曾被 1977年版《中国药典》收载[1 ]。蜘蛛香的
化学成分包括挥发油、环烯醚萜类 、黄酮类和酚酸类化合物 ,其中
蜘蛛香挥发油具有理气止痛、消炎止泻、祛风除湿的功效 ,是蜘蛛
香的药效成分[2 ]。关于蜘蛛香挥发油的研究已有报道 [3 ,4 ] ,文献多
采用水蒸气蒸馏(SD)法 ,但该方法所需时间长、样品需求量大 。
在前期工作中 , 笔者采用固相微萃取 (SPM E)技术对多种药用
植物进行研究 , 建立了稳定、快速和准确的分析方法 [5 ～8 ] 。本文
分别采用 S PM E法和 SD 法提取蜘蛛香挥发油 ,并比较其成分
差异 ,旨在为药材检测提供一种新的简便 、快速的方法 。
1 材料
1.1 仪器
6890 N 型气相色谱(GC)-5975型质谱(MS)联用仪(美
国安捷伦公司);手动 SPM E进样器和 65μm 聚二甲基硅氧烷
(PDMS -DVB)萃取头(美国 S upelco公司);A L104型电子分
析天平(梅特勒-托利多(上海)有限公司)。
1.2 试药
蜘蛛香根茎于 2006年 8月采集于贵阳 , 由贵阳中医学院
刘凡副教授鉴定为 Valer iana jatamans Jones , 标本存于河南
大学天然药物研究所;C6 ～C 26正构烷烃(Alfa Aesar);其它试
剂均为分析纯 。
2 方法与结果
2.1 蜘蛛香的 2种提取方法
2.1.1 SPM E 法:SPME 的萃取纤维头在 GC 的进样口以
250 ℃老化 10 min ,载气体积流量为 1.0 mL ·min -1。取阴干
的蜘蛛香根茎 0.7 g ,置于 5 mL 样品瓶中 ,插入 65μm PDMS
萃取纤维头 ,于 80 ℃顶空取样 , 30 min后取出 , 立即插入色谱
仪(250 ℃), 脱附 1 m in 。
2.1.2 SD 法:取蜘蛛香根茎 50.0 g , 切碎 , 置于 500 mL 圆
底烧瓶中 ,常压水蒸气蒸馏 6 h ,用乙醚萃取 2次 ,除去乙醚 ,用
无水硫酸钠除去水分 , 过滤 , 获得具有特殊气味的浅黄色油状
物 ,得率为 0.14%。
2.2 GC-MS条件
2.2.1 SPME法提取物分析条件:①GC条件 。HP -5 MS 石
英弹性毛细管柱(30.0 m×0.25 mm ×0.25μm), 载气为高纯
氦气(99.999%),流速为 1.0mL ·min -1 ,进样口温度为250 ℃,
升温程序为色谱柱初始温度 50 ℃(保持 1.0 min), 以 3 ℃·
min -1升温至 120 ℃(保持 2 min),最后以 4 ℃·min -1升温至
210 ℃(保持 10 min)。②MS 条件。电子轰击(E I)电离源 ,电离
能量为 70 eV ,离子源温度为 250 ℃,传输线温度为 280 ℃,四
级杆温度为 150 ℃,电子倍增器电压为 1 765 V ,质量扫描范围
为 30 ～ 440 amu ,不分流进样 。
2.2.2 SD 法提取物分析条件:①GC 条件 。HP -5 MS 石英
弹性毛细管柱(30 m×0.25 mm ×0.25 μm), 载气为高纯氦气
(99.999%),流速为 1.0 mL ·min -1 ,进样口温度为 250 ℃,升温
程序为色谱柱初始温度 60 ℃(保持 2.0min), 以 4 ℃·min -1升
温至 120 ℃(保持 2 min), 最后以 2 ℃·min -1升温至 210 ℃
(保持 5 m in)。②MS条件 。电子轰击(EI)电离源 ,电离能量为
70 eV ,离子源温度为 250 ℃, 传输线温度为 280 ℃, 四级杆温
度为 150 ℃, 电子倍增器电压为 1 765 V , 质量扫描范围为
30 ～ 440 amu ,不分流进样 ,进样量为 1μL 。
2.3 保留指数测定
科瓦茨(Kova ts)保留指数(KI)是化学物质在相应类型分
离柱中对应正构烷烃的一种比较稳定的性质 。只要用于分离的
色谱柱性质相同 、GC条件相近 ,同种组分在不同仪器上计算出
来的 K I值通常为常数 。因此 ,同时考虑分离峰的MS 匹配度和
K I 匹配度可大大提高鉴定结果的准确性 。在芳香精油复杂组
分鉴定中 ,该方法在国际上得到普遍认可并得到大量使用 。
具体测定方法:将色谱正构烷烃样品(C6 ～ C 26)各取等量
混合后 , 分别按上述 GC 条件进行色谱分析 , 测定各正构烷烃
的保留时间 , 然后在完全相同的条件下 , 对挥发油样品进行分
析 , 测定各组分的保留时间 , 再根据下述线性升温保留指数计
算公式计算出各组分的 KI :KI=100n +100[ t R (x )—t R (n )]/
[ t R (n +1)—t R(n )] 。式中 ,KI 为 Kovats 保留指数;t R为被测组分
的保留时间;下标 x 为被测组分符号;下标 n 和 n +1为分别
具有 n和 n +1个碳原子的正构烷烃符号 。
2.4 测定方法与结果
将 “2.1.1” 项下样品在 GC进样口处脱附 1 min后 , 照
“2.2.1”项下条件进行测定 ,结果见表 1。将“2.1.2”项下样品
照“2.2.2”项下条件进行测定 ,结果见表 1。
由表 1可知 , SPM E法提取物中共鉴定出 29种成分 ,包括
较多的挥发性成分 ,其中含量较高的是:[ 1S -(1α, 7α, 8aβ)] -
1 , 2 , 3 , 5 , 6 , 7 , 8 , 8a-八氢-1 , 4-二甲基-7-(1-甲基乙烯
基)-甘菊环 (17.08%)、[ 1aR-(1aα, 4α, 4aβ , 7bα)] -1a , 2 ,
3 , 4 , 4a , 5 , 6 , 7b-八氢-1 , 1 , 4 , 7-四甲基-1H-环丙烷[ e]
甘菊环 (13.76%)、[ 1S-(1α, 4α, 7α)] -1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8-
八氢 -1 , 4-二甲基 -7- (1-甲基乙烯基) -甘菊环
(13.50%)、α.-石竹烯(7.41%)、3-甲基丁酸(6.89%)。SD
法提取物中共鉴定出了 12种成分 , 其中含量较高的是:3-甲
基丁酸 (54.46%)、 广霍香醇 (12.36%)、 3 -甲基戊酸
(5.89%)、[ 1S-(1α, 7α, 8aβ )] -1 , 2 , 3 , 5 , 6 , 7 , 8 , 8a -八氢-
1 , 4-二甲基-7-(1-甲基乙烯基)-甘菊环(5.59%)。
3 讨论
与 SD法提取得到的挥发油成分相比 , S PM E法提取得到
的挥发油中 , 不仅含有 SD 法得到的挥发油的主要成分 3-甲
基丁酸和广藿香醇 , 且甘菊环类化合物含量明显增高;而且提
取出了 SD法没有得到的 19种成分 , 如:α-石竹烯 、十氢-香
木兰烯以及一系列萘衍生物等 。仅有 3-甲基戊酸和(1α, 3aα,
7α, 8aβ)-2 ,3 , 6 , 7 , 8 , 8a-六氢-1 ,4 ,9 , 9-四甲基-1H -3a ,
7-甲氧基甘菊环这 2种成分在 SPME 法提取得到的挥发油
中没有被检测到 。甘菊环类化合物是生药母菊的有效成分 , 在
治疗胃炎和胃溃疡方面效果较好 , 也可用于治疗阴道炎 、肌肉
疼痛和痤疮等;石竹烯是毛大丁草根中分离筛选出的有良好止
咳化痰活性的成分之一 [9 ] , 提示甘菊环类化合物和石竹烯可能
是蜘蛛香理气止痛功效的活性成分 。由此可见 ,S PM E法比 SD
法更全面地评价了蜘蛛香的药材质量 。
与传统的样品前处理方法如液-液萃取 、索氏萃取 、层析 、
蒸馏 、吸附等相比 , SPM E技术具有明显的优越性 。传统处理方
法普遍具有大量使用有机溶剂 、处理时间长(一般需 3 ～ 6 h)、
操作步骤多的缺点 ,容易损失样品 ,产生较大误差 ,且溶剂的大
量使用会影响操作人员健康 、污染周围环境 。而 SPM E技术集
采样 、萃取 、浓缩 、进样为一体 , 所需时间大大缩短 , 一般只需
0.5 ～ 1 h , 而且对样品有很强的富集作用 , 可以大大提高分析
灵敏度 。SPME 法最突出的特点在于 , 它是真正的无溶剂、纯
“绿色”的样品前处理技术 ,装置便于携带 ,操作简单 ,操作成本
· 920· China Pharmacy 2008 Vol.19 No.12 中国药房 2008年第 19卷第 12期
表 1 SPME法和 SD法提取蜘蛛香的挥发油成分
Tab 1 Const ituents of the essential oil from Jatamans Valer iana Rhizome by solid-phase microextraction and steam dis_
tillat ion
成分 KI值 含量/%
SPM E法 SD法
3-甲基丁酸 902a 6.89 54.46
1R-α-蒎烯 932a 0.58
莰烯 946a 1.33 0.54
3-甲基戊酸 972a 5.89
左旋乙酸龙脑酯 1 285a 2.40 4.44
古巴烯 1 374a 0.24
[ 1 ,S-(1α, 4α, 7α)] -1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8-八氢-1 , 4 , 9 , 9-四甲基-4 , 7-甲基甘菊环 1 377a
1 381
b
0.75 1.57
[ 1S-(1α, 4α, 7α)] -1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8-八氢-1 , 4-二甲基-7-(1-甲基乙烯基)-甘菊环 1 385a 0.34
1-甲基-1-乙烯基-2, 4-二(1-甲基乙烯基)环己烷 1 391a 2.08
十四烷 1 400a 0.36石竹烯 1 419a
1 420b 1.79 1.42
[ 1S-(1α, 4α, 7α)] -1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8-八氢-1 , 4-二甲基-7-(1-甲基乙烯基)-甘菊环 1 440a
1 438b 13.50 1.87
(1α, 3aα, 7α, 8aβ)-2, 3, 6 , 7 , 8 , 8a-六氢-1 , 4 , 9, 9-四甲基-1H-3a , 7-甲基甘菊环 1 455b 2.66α-石竹烯 1 457a 7.41
[ 1aR-(1aα, 4α, 4aβ , 7bα)] -1a , 2, 3, 4, 4a , 5, 6 , 7b-八氢-1 , 1 , 4 , 7-四甲基-1H-环丙烷[ e] 甘菊环 1 462a
1 458
b
13.76 3.39
[ 1aR-(1aα, 4aβ , 7α, 7aβ , 7bα)] -十氢-1 , 1 , 7-三甲基-4-亚甲基-1H-环丙烷[ e] 甘菊环 1 470a 0.34
2-异丙基-4a , 8-二甲基-1 , 2 , 3 , 4 , 4a , 5, 6, 7-八氢萘 1 476a 0.60
[ 1R-(1α, 3aβ , 4α, 7β)] -1, 2 , 3 , 3a , 4 , 5 , 6 , 7-八氢-1, 4-二甲基-7-(1-甲基乙烯基)-甘菊环 1 481a 0.57[ 4aR-(4aα, 7α, 8aβ)] -4a-甲基-1-亚甲基-7-(1-甲基乙烯基)-十氢萘 1 487a 1.24(4aR-反式)-4a-甲基-1-亚甲基-7-(1-亚异丙基)-十氢萘 1 497a 4.11[ 1S-(1α, 7α, 8aβ)] -1, 2 , 3 , 5 , 6 , 7 , 8 , 8a-八氢-1, 4-二甲基-7-(1-甲基乙烯基)-甘菊环 1 508a
1 506b 17.08 5.59
(-)-α-人参烯 1 520a
1 518b 4.69 1.22
十氢香木兰烯 1 535a 1.13
(-)-匙叶桉油烯醇 1 585a 0.74
十六烷 1 600a 0.41
2-甲基-8-丙基-十二烷 1 649a 0.34
广藿香醇 1 672a
1 660
b
6.74 12.36[ 1R-(1α, 3aβ , 4α, 8aβ)] -十氢-1 , 5 , 5 , 8a-四甲基-1 , 4-亚甲基甘菊环-9-酮 1 685a 0.51十七烷 1 700a 0.19
2 , 6 , 10, 14-四甲基-十五烷 1 704a 0.20
1 , 5 , 9-三甲基-12-(1-甲基乙烯基)-1 , 5 , 9-环十四三烯 1 965a 0.65
合计/ % 91.00 95.42
a:“ 2.2.1”项条件下被测组分的 KI值;b:“ 2.2.2”项条件下被测组分的 KI值
a:K I value of the composit ion s under the condit ion of “2.2.1” ;b:KI value of the composi tions under the condit ion of “ 2.2.2”
低廉 ,适于推广应用 ,且可以实现野外采样 。SPM E法最初主要
用于水中污染物的检测 , 后来逐渐应用到其他领域中 , 比如环
境试样 ,食品 、药品 、生物试样和天然产物分析领域 。
针对中药材使用现状 ,甘洪权 [10 ]提议在明确药材产地 、购
销途径和生药学鉴定的前提下 , 对药材成分进行定性和定量分
析 ,从而保证药材质量 。SPM E技术以其快速 、简便 、无溶剂操
作等优点 , 更适合作为医院药房检测药品的一种快速 、准确的
分析方法和检测手段 。
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(收稿日期:2007-11-05 修回日期:2008-02-01)