全 文 ：植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2011, 46 (4): 470–475, www.chinbullbotany.com
doi: 10.3724/SP.J.1259.2011.00470
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收稿日期: 2010-09-15; 接受日期: 2011-03-29
基金项目: 公益性行业(农业)科研专项(No.200803021)
* 通讯作者。E-mail: cresdi@sina.com
紫茎泽兰9-羰基-10,11-去氢泽兰酮分布积累动态
白洁1, 曹坳程1*, 郭美霞1, 刘晓燕1, 刘小文1, 梁海2, 周波2
1中国农业科学院植物保护研究所, 北京 100094; 2西昌学院高原与亚热带作物重点实验室, 西昌 615000
摘要 9-羰基-10,11-去氢泽兰酮为紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)的主要致肝脏毒性成分及杀虫的生物活性成分。从
紫茎泽兰叶片中分离提纯得到9-羰基-10,11-去氢泽兰酮(Euptox A)标准品, 建立了高效液相色谱法测定紫茎泽兰中Euptox
A含量的分析方法。采用C18反相色谱柱, 柱温30°C, 以甲醇-水(60:40, v/v)为流动相、流速为0.8 mL·min–1、检测波长为255
nm进行测定。Euptox A在紫茎泽兰中的添加回收率为97.3%–103.7%, 检测限为0.4 μg·g–1。利用建立的方法测定Euptox A
在紫茎泽兰体内分布与积累的动态变化规律。结果表明, Euptox A主要分布在紫茎泽兰的叶片中, 且在营养生长期积累量
高, 生殖生长期积累量低。该方法快速、简捷, 可用于紫茎泽兰原料及其产品中Euptox A成分的测定。
关键词 9-羰基-10,11-去氢泽兰酮, 紫茎泽兰, 肝毒素, 高效液相色谱
白洁, 曹坳程, 郭美霞, 刘晓燕, 刘小文, 梁海, 周波 (2011). 紫茎泽兰9-羰基-10,11-去氢泽兰酮分布积累动态. 植物学报
46, 470–475.
紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)为菊科泽
兰属多年生半灌木植物, 原产地为中美洲墨西哥, 自
20世纪40年代经中缅、中越边境传入我国云南省, 以
其超强的传播能力已在我国特别是西南各省造成严
重危害。2005年, 国家林业局调查紫茎泽兰的发生面
积达3.7×106 hm2, 为我国外来入侵物种之首。对紫茎
泽兰防控技术的研究主要采用化学药剂防除(曹坳程
等, 2006), 但喷施除草剂给环境造成的污染不容忽
视, 且紫茎泽兰生物储量巨大, 化学防除所需成本昂
贵。近年来 , 对紫茎泽兰化学及营养成分的研究
(Bohlmann and Gupta, 1981; Sun et al., 2004; He
et al., 2006, 2008)表明, 其含有多种生物活性物质,
如类黄酮、倍半萜烯、苷类、生物碱和香豆素等。紫
茎泽兰还含有丰富的营养成分, 如蛋白质、氨基酸、
脂肪等, 其中蛋白质含量占干物质总量的19.7%, 与
麦麸相当, 脱毒后可作为饲料原料。另外, 紫茎泽兰
还可开发成为生物农药、生物有机肥、绿原酸、植物
染色剂等产品。紫茎泽兰为有毒杂草, 牛羊食用后可
致中毒, 出现体重减轻、肝肾组织器官病变等症状
(Oelrichs et al., 1995; 周自玮等, 2006)。对紫茎泽兰
开发利用研究的同时, 必须对其毒性进行研究。国外
有研究表明, 9-羰基-10,11-去氢泽兰酮(Euptox A)是
紫茎泽兰致肝脏毒性的主要物质 (Bohlmann and
Gupta, 1981; Kaushal et al., 2001)。本课题组也在实
验中证实Euptox A纯品一次性大剂量注入或长期亚
慢性喂饲紫茎泽兰提取物(Euptox A含量为7%)的大
鼠表现出肝脏中毒, 主要症状为黄疸、肝细胞点灶状
坏死, 部分肝细胞浊肿, 个别汇管区可见少量慢性炎
细胞浸润, 急毒评价为低毒(另文发表)。此外, Euptox
A还具有杀虫和抑制幼虫生长的作用, 可以作为生物
农药开发的活性指标成分。目前 , 对紫茎泽兰中
Euptox A毒性成分(活性成分)的检测尚未见文献报
道。本研究建立了以9-羰基-10,11-去氢泽兰酮为指标
成分, 采用高效液相色谱法检测, 液质联用确证紫茎
泽兰中肝脏致毒成分的分析方法, 并采用此方法进一
步研究揭示了Euptox A在紫茎泽兰体内分布及积累
的动态变化规律。
1 材料与方法
1.1 实验材料
紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)为四川
·技术方法·
白洁等: 紫茎泽兰 9-羰基-10,11-去氢泽兰酮分布积累动态 471
省西昌市危害严重的外来入侵植物, 对环境的适应性
极强, 在草场、林地、农田、干旱贫瘠的荒坡隙地、
岩坎、沟渠边等均能生长。每年开花1次。其物候期
为1月中旬至2月下旬孕蕾, 2月下旬至3月中旬现蕾,
3月中旬至4月下旬开花, 4月下旬至5月下旬为休眠
期, 6–10月为营养生长期, 其中7–8月生长旺盛, 10
月底至11月初基本停止生长。实验所用紫茎泽兰全草
系为2009年6月至2010年5月期间采自四川省西昌市
马坪坝荒地(海拔约1 500 m)及泸山不同海拔(1 700–
2 100 m)林下。将植株不同部位分开, 阴干, 粉碎, 保
存于4°C冰箱中备用。
1.2 仪器和试剂
实验仪器有1100型高效液相色谱仪(美国Agilent公
司), 包括四元梯度泵、DAD检测器、HPLC2D工作站
及柱恒温箱; Bruker Esquire 2000四级杆离子肼检测
器; ÄKTA purifier 10层析系统(美国GE公司); Cos-
mosil C18色谱柱(日本Nacalai公司)。实验试剂包括
Euptox A标准品(纯度大于99%, 自制); 甲醇(色谱
纯, 美国Tedia公司); 其它试剂均为分析纯。实验用
水为Mili-Q超纯水。
1.3 Euptox A标准品制备
Euptox A的提取分离参照文献(Oelrichs et al., 1995;
He et al., 2006)并加以改进。将紫茎泽兰叶片阴干,
粉碎成粗粉, 甲醇超声提取, 40°C减压蒸干, 加入少
量甲醇溶解, 加水至甲醇含量达20%进行分散, 乙酸
乙酯萃取, 减压蒸干, 硅胶拌样, 干法上样进行硅胶
柱层析。先用二氯甲烷洗脱除去低极性杂质, 继续用
二氯甲烷:乙酸乙酯(98:2, v/v)洗脱, 收集洗脱液, 减
压蒸干, 浸膏溶于甲醇:水:三氯甲烷(85:15:5, v/v/v)
溶剂中, 上XAD-2大孔树脂柱洗脱, 以除去色素等杂
质, 减压除去洗脱剂, 残渣样品进行反复硅胶柱层析
得到Euptox A粗品。采用ÄKTA purifier 10 中低压层
析系统, Cosmosil C18色谱柱(250 mm×10 mm, 5.0
μm), 流动相为甲醇 :水 (50:50, v/v), 流速为 3.5
mL·min–1, 检测波长为210 nm、254 nm和280 nm。
经纯化得到的样品采用UV和MS对比文献数据
(Bohlmann and Gupta, 1981; Oelrichs et al., 1995;
He et al., 2006)进行结构鉴定。通过HPLC及MS检测,
其纯度大于99%。
1.4 标准溶液的制备
精密称取Euptox A标准品11.1 mg, 用甲醇定容至
100 mL作为母液, 分别稀释得到系列浓度梯度, 制
作标准曲线。样品保存于4°C冰箱中备用。
1.5 样品制备
精密称取紫茎泽兰不同部位粗粉(叶子0.10–0.25 g,
其它部位包括根、茎、花、种子各1 g), 加入10 mL
40°C甲醇超声提取30分钟。同法提取2次, 合并提取
液, 用甲醇定容至25 mL, 溶液过0.45 μm微孔滤膜,
备测。
1.6 色谱和质谱条件
HPLC条件如下: 流动相为甲醇:水=60:40 (v/v); 流速
为0.8 mL·min–1; 进样量20 μL; 检测波长为255 nm,
190–400 nm波段全扫描。Cosmosil C18色谱柱(250
mm×4.6 mm, 5.0 μm)。
MS条件如下: 电离方式为ESI阳离子电离; 毛细
管电压为4.0 kV; 去溶剂温度为300°C; 去溶剂气流
为氮气, 600 L·h–1; 碰撞气压为3.0×10–4 Pa。
2 结果与讨论
2.1 提取条件优化
分别选用乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇以及含水甲醇
和乙醇作为提取溶剂进行检测。结果表明, 甲醇对
Euptox A提取率最高(表1)。通过对溶剂甲醇在提取时
间、提取次数、溶剂用量和提取温度等条件进行进一
步优化(表2)。所得结果为用10 mL甲醇于40°C超声提
取30分钟, 同法提取2次, Euptox A提取完全。
2.2 色谱条件优化
采用DAD检测器对Euptox A标准溶液在190–400 nm
波长范围内进行扫描, 发现Euptox A最大吸收波长
为197 nm和255 nm, 除去溶剂干扰, 故选择255 nm
作为检测波长。选择不同比例的甲醇-水、乙腈-水系
统作为流动相进行考察, 当采用60:40(v/v)的甲醇-水
系统、流速为1.0 mL·min–1条件时, 目标物与杂质难
于完全分离, 因此降低流速至0.8 mL·min–1, 分离度、
峰型及分离时间都很理想。Euptox A标样、紫茎泽兰
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表1 提取溶剂的优化
Table 1 Optimization of extraction solvent
Solvent EtoAc Ethanol Methanol Methanol:water (50:50, v/v) Ethanol:water (50:50,v/v)
Extraction rate (%) 32.1 31.5 61.6 31.4 13.1



图1 Euptox A标样色谱图及其结构式(A)、紫茎泽兰叶片提取物色谱图(B)及色谱图中峰1的UV吸收谱图(C)和MS图(D)

Figure 1 Structure and HPLC chromatogram of Euptox A (A) and Eupatorium adenophorum leaves extract (B), ultraviolet
spectrogram of peak 1 in HPLC chromatogram (C) and MS spectra of peak 1 (D)



表2 甲醇提取条件的优化
Table 2 Optimal conditions for methanol extraction
Level Temperature
(°C)
Volume of
solvent (mL)
Extraction
time (min)
Extraction
times
1 40 5 30 1
2 50 10 60 2
3 60 20 120 3


叶片提取物色谱图及Euptox A紫外扫描结果见图1。
2.3 线性关系及检出限
配制的Euptox A标样母液 , 用甲醇稀释至55.50、
22.20、11.10、4.44、2.22和1.11 μg·mL–1。在优化
的实验条件下, Euptox A浓度与峰面积呈良好线性关
系 , 线性方程为 Y=69 404x+10.845, 相关系数
r2=0.999, 线性范围为0.028–13.800 mg·g–1, S/N≥
10。本方法对Euptox A的检出限为0.4 μg·g–1。
2.4 精密度与回收率
在相同的实验条件下, 分别添加0.4、3.0和6.0 mg·g–1
Euptox A 标准品于紫茎泽兰叶片样品中各3次, 平
均添加回收率在97.3%–103.7%之间, 相对标准偏差
为2.4%–3.5%。说明本方法对Euptox A检测的重现性
好, 准确度较高。
2.5 HPLC-MS验证
对Euptox A(图1A)和紫茎泽兰叶片提取物在正离子
模式下进行全扫描 ,找到 [M+H]+的准分子离子m/z=
233。Euptox A在正离子模式质谱条件下易丢失一分
子H2O与Na元素结合形成[M-H2O+H]+和[M+Na]+,对
应的m/z分别为215和255。紫茎泽兰叶片提取物的色
谱图(图1B)中, 峰1通过UV吸收谱图及HPLC保留时
间(tR=10.6分钟)与标准品对照鉴定为Euptox A, 通过
液质联用的质谱信息, 进一步得到验证。
白洁等: 紫茎泽兰 9-羰基-10,11-去氢泽兰酮分布积累动态 473
表3 紫茎泽兰样品中Euptox A的含量
Table 3 The content of Euptox A in the plant of Eupatorium adenophorum
9-oxo-10, 11-dehydroagerophorone content (mg·g–1) Collected date
(Year-month) Roots Stems Leaves Flowers Seeds
2009-06 ND 0.06±0.00 5.08±0.20 – –
2009-07 0.04±0.00 0.04±0.00 7.98±0.27 – –
2009-08 ND ND 8.41±0.31 – –
2009-10 ND ND 6.66±0.11 – –
2009-11 ND ND 2.76±0.06 – –
2009-12 ND ND 3.60±0.15 – –
2010-01 ND ND 2.41±0.08 – –
2010-02 ND ND 3.68±0.10
2010-03 ND 0.05±0.00 4.67±0.15 0.28±0.01 –
2010-04 ND ND 1.34±0.04 0.10±0.00 ND
2010-05 0.04±0.00 0.04±0.00 7.19±0.20 – –
ND: 未检出 ND: No detection



图2 泸山不同海拔高度下紫茎泽兰叶片中Euptox A含量的动
态变化

Figure 2 Dynamic curves of Euptox A content in growing
leaves of Eupatorium adenophorum gathered in four altitudes
of Lushan Mountain

2.6 样品测定及Euptox A动态变化规律
利用本实验所建立的测定Euptox A的HPLC分析方
法, 测定紫茎泽兰植株中不同部位包括根、茎、叶、
花和种子中的Euptox A含量。测定结果表明: Euptox
A主要存在于紫茎泽兰的叶片中, 其它部位含量很少
或在此条件下检测不到(表3)。通过对不同月份采集的
紫茎泽兰叶片中Euptox A含量动态变化规律的研究,
发现处于营养生长时期(5–10月, 即夏秋季节)的叶片
中Euptox A含量较高; 而处于生殖生长期(11月至次
年4月, 即冬春季节)的叶片中Euptox A含量较低, 其
中结种子期(4月)含量最低, 花期(3月)含量较高(表
3)。可见, 紫茎泽兰中Euptox A的积累与生长期关系
密切。
图2显示, 在泸山不同海拔高度下, 处于营养生
长期的紫茎泽兰叶片中Euptox A的含量普遍高于同
时期低海拔荒地上采集的样品。不同海拔高度下采集
的叶片中, Euptox A含量差异不大, 但不同季节采集
的样品中含量差异较大。总体上, 处于营养生长期
(5–11月)的叶片中Euptox A含量明显高于生殖生长
期(12月至次年4月)。7月份采自海拔1 900 m的叶片
中Euptox A含量最高, 达到16.53 mg·g–1; 1月份采自
海拔2 300 m的叶片样品中的含量最低, 仅为0.65
mg·g–1。高海拔下, 叶片样品中Euptox A含量明显偏
低的原因, 可能是由于此时气温偏低, 冬季干枯紫茎
泽兰尚未有新叶萌发, 导致采集的干枯叶片中Eup-
tox A含量低。
2.7 讨论
紫茎泽兰为有毒外来入侵植物, 在其入侵过程中的大
面积、高密度扩张性的自然生长过程中, 鲜有病虫害
发生。植物次生代谢物质是植物在长期进化过程中适
应生态环境的结果, 是植物自身用于减少昆虫或病原
微生物危害的物质基础。本课题组在对紫茎泽兰次生
代谢产物及其生物活性的研究中发现, 紫茎泽兰叶片
的甲醇提取物表现出明显的抑菌、抗病毒、杀虫活性。
进一步筛选后明确紫茎泽兰中倍半萜成分和以
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Euptox A为主的泽兰酮类衍生物质是主要的杀虫活
性成分, 也是致大鼠肝脏毒性的主要物质。采用本文
建立的分析方法对紫茎泽兰中Euptox A的分布和积
累的动态研究结果提示: 紫茎泽兰作为饲料开发, 在
夏秋季节采集的原料毒素成分含量高, 使用时要保证
脱毒彻底; 而作为生物农药原料的紫茎泽兰叶片, 采
集时最好选择在Euptox A含量较高的夏秋季节且在海
拔1 700 m以上的山林下。目前紫茎泽兰脱毒饲料及
生物有机肥已经进入产业化的生产阶段, 但毒性评价
主要采用动物实验。生物农药生物测定方面已取得阶
段性成果, 但尚缺乏质量控制指标。本研究方法和测
定结果对入侵植物紫茎泽兰开发利用过程中原料及其
产品的质量控制和毒性评价具有重要的现实意义。
参考文献
曹坳程, 芮昌辉, 郭美霞, 袁会珠, 杨代斌, 陈福良, 陈耕, 曾
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Identification of 9-oxo-10,11-dehydroagerophorone in Eupatorium
adenophorum by High Performance Liquid Chromatography
Jie Bai1, Aocheng Cao1*, Meixia Guo1, Xiaoyan Liu1, Xiaowen Liu1, Hai Liang2, Bo Zhou2
1Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100094, China
2Key Laboratory of Plateau and Subtropical Crops, Xichang College, Xichang 615000, China
Abstract We isolated and purified the component of 9-oxo-10,11-dehydroagerophorone (Euptox A), a hepatotoxin and
an insecticide constituent, from Eupatorium adenophorum leaves by silica gel column chromatography and reverse-phase
high performance liquid chromatography (HPLC). We developed an HPLC method for determining Euptox A from E.
adenophorum, which was confirmed by HPLC-DAD-MS. The chromatographic separation was achieved on a Cosmosil
Rp C18 column with methanol:water (60:40, v/v) as the mobile phase, flow rate 0.8 mL·min–1 and wavelength 255 nm. Data
were corroborated by HPLC-MS with electro-spray ionization of positive ion mode. The limit of detection for Euptox A was
0.4 μg·g–1. The recoveries were 97.3%–103.7% and relative standard deviations 2.4%–3.5%. Euptox A was mainly dis-
tributed in leaves (1.34–8.41 mg·g–1) and only a small amount was detected in flowers, stems, or roots (< 0.06 mg·g–1).
Euptox A mainly accumulated in plant leaves in the vegetative period (from May to October), with less accumulation in the
reproductive period (from November to the next April). The established HPLC method is simple, quick and could be used
for component determination in E. adenophorum products for quality control and safety evaluation.
Key words 9-oxo-10,11-dehydroagerophorone, Eupatorium adenophorum, hepatotoxin, high performance liquid
chromatography
Bai J, Cao AC, Guo MX, Liu XY, Liu XW, Liang H, Zhou B (2011). Identification of 9-oxo-10,11-dehydroagerophorone in
Eupatorium adenophorum by high performance liquid chromatography. Chin Bull Bot 46, 470–475.
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* Author for correspondence. E-mail: cresdi@sina.com
(责任编辑: 白羽红)