全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 9 期 2012 年 9 月

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荆芥穗挥发油的顶空气相色谱指纹图谱研究
张 丽，邵 霞，于 生，包贝华，丁安伟*
南京中医药大学 江苏省方剂高技术研究重点实验室，江苏 南京 210046
摘 要：目的 建立荆芥穗挥发油的顶空气相色谱（HSGC）指纹图谱分析方法，为全面控制和评价荆芥穗挥发油的质量提
供依据。方法 采用 HSGC 法，以胡薄荷酮为参照物对 10 批荆芥穗挥发油进行指纹图谱分析。顶空条件：以 DMF 为初溶
剂，水为终溶剂；顶空瓶体积为 10 mL，取样体积为 5 mL，顶空恒温温度为 90 ℃，平衡时间为 40 min，进样量为 0.5 mL，
进样方式为气体。色谱柱为 HP-5（30 m×0.53 mm，2.65 μm），进样器温度为 220 ℃，检测器温度为 250 ℃，程序升温：初
始 30 ℃，保持 5 min；5 ℃/min 升至 90 ℃，保持 2 min；2 ℃/min 升至 160 ℃；10 ℃/min 升至 200 ℃，保持 3 min。结果 建
立了荆芥穗挥发油 HSGC 指纹图谱共有模式，标定了 11 个共有峰，10 批荆芥穗挥发油的相似度均在 0.9 以上。结论 该指
纹图谱方法简便、重复性好，可专属地研究荆芥穗挥发油的指纹图谱并为全面控制荆芥穗挥发油的内在质量提供依据。
关键词：荆芥穗挥发油；胡薄荷酮；顶空气相色谱（HSGC）；指纹图谱；质量控制
中图分类号：R286.02 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2012)09 - 1767 - 03
HSGC fingerprint of volatile oil in Schizonepetae Spica
ZHANG Li, SHAO Xia, YU Sheng, BAO Bei-hua, DING An-wei
Jiangsu Key Laboratory for TCM Formulae Research, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210046, China
Key words: volatile oil in Schizonepetae Spica; pulegone; headspace gas chromatography (HSGC); fingerprint; quality control

荆芥穗为唇形科荆芥属植物荆芥 Schizonepeta
tenuisfolia Briq. 的干燥花穗，富含挥发油[1]，其挥
发油具有解表、清热解毒之功效[2]，是常用解表药
的原料药，其主要有效成分为胡薄荷酮等薄荷烷型
单萜类化合物，且质量分数超过 50%[3-4]。目前报道
较多的是采用 GC-MS 技术分析其挥发油成分[5]，而
未见有系统的指纹图谱研究报道。
挥发油类成分指纹图谱通常采用 GC 直接进样
法，但若是制剂则需提取挥发油后方能测定，按照
《中国药典》2010 年版挥发油的测定法，则需较多
的制剂，易造成厂家留样量大的负担。顶空气相色
谱（headspace gas chromatography，HSGC）法进行
挥发性成分的测定具有样品需要量小、前处理简单、
液体样品定量准确等优点，因此是以挥发性成分为
主要成分的制剂指纹图谱及定量研究的较好方法[6]。
鉴于此，本实验采用 HSGC 法对荆芥穗挥发油进行
指纹图谱的初步研究，以胡薄荷酮为内参比峰，研
究了 11 个色谱峰，并采用对照品对照及 GC-MS 法
对 11 个共有峰进行了归属，以期为荆芥穗挥发油的
内在质量控制提供一个较全面的方法。
1 仪器与材料
Agilent 4890 气相色谱仪（包括 FID 检测器，
Cerity 化学工作站软件）。Agilent GC 6890 MS 型气
相色谱-质谱联用仪，配 NIST05a 标准谱库。
(−)-薄荷酮对照品（批号 111705-200501，购自
中国药品生物制品检定所）；β-月桂烯、胡薄荷酮对
照品（批号分别为 128080050、11121CE，质量分数
均≥98%，美国 Aldrich 公司）；β-柠檬烯、β-石竹
烯（批号分别为 P0441、C0796，日本化学工业有限
公司）。其余试剂均为分析纯。
荆芥穗挥发油原药材来源于唇形科植物荆芥
Schizonepeta tenuisfolia Briq. 的干燥花穗，药材购自
毫州药材市场，产地为河北安国，经南京中医药大
学陈建伟教授鉴定为唇形科植物荆芥的干燥花穗，

收稿日期：2011-12-23
基金项目：国家“十一五“重大新药创制项目（2009ZX09103-339）；中医药行业科研专项（201007012-1-1）；江苏高等学校优秀科技创新团队
支持计划（2009 年度）；江苏高校优势学科建设工程资助项目（ysxk-2010）
作者简介：张 丽（1971—），女，教授，南京中医药大学药学院中药分析教研室主任，研究方向为中药炮制与质量控制。
Tel: 13851472740 E-mail: zhangli@njutcm.edu.cn
*通讯作者 丁安伟 Tel: (025)85811523 E-mail: awding105@163.com
网络出版时间：2012-08-16 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1108.R.20120816.1038.001.html
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经水蒸气蒸馏中试得 10 批荆芥穗挥发油（编号
jsy-1～10，批号为 20090112、20090118、20090317、
20090328、20090330、20090331、20090401、20090402、
20090403、20090405），提取后的挥发油经冷冻去冰
脱水。
2 方法与结果
2.1 色谱条件
2.1.1 HSGC 条件 以 N, N-二甲基甲酰胺（DMF）
为初溶剂，以水为终溶剂；顶空瓶体积 10 mL，顶
空瓶温度 90 ℃，取样体积 5 mL，进样量 0.5 mL，
平衡时间 40 min，进样方式：气体。色谱柱为弹性
石英毛细管柱 HP-5（30 m×0.53 mm，2.65 μm），进
样器温度 220 ℃，检测器温度 250 ℃，程序升温：
初始 30 ℃，保持 5 min；5 ℃/min 升至 90 ℃，保持
2 min；2 ℃/min 升至 160 ℃；10 ℃/min 升至 200 ℃，
保持 3 min；柱前压 35 kPa，理论塔板数按胡薄荷
酮峰计算不低于 10 000。
2.1.2 GC-MS 条件 色谱柱为 HP-5MS 毛细管柱
（30 m×0.25 mm，0.25 μm），顶空瓶体积 10 mL，进
样口温度 200 ℃，分流进样（分流比 3∶1），载气
为氦气，体积流量 1.0 mL/min，进样时间 1 min，EI
源温度为 230 ℃，四极杆温度为 150 ℃，EM 电压
为 1 100 V，进样量 1.0 mL，质量扫描范围 30～550
amu。程序升温条件同“2.1.1”项下方法。
2.2 对照品溶液的制备
取胡薄荷酮对照品 50 mg，精密称定，置 10 mL
量瓶中，以 DMF 为初溶剂溶解并稀释至刻度，精
密量取 1 mL 置 100 mL 量瓶中，加重蒸水至刻度，
即得。
2.3 供试品溶液的制备
取挥发油 0.1 g，精密称定，置 10 mL 量瓶中，
以 DMF 为初溶剂溶解并稀释至刻度，精密量取 1
mL 置 100 mL 量瓶中，加重蒸水至刻度，即得。
2.4 方法学考察
2.4.1 精密度试验 取批号为 20090402（jsy-8）的
供试品溶液 6 份，连续进样，记录色谱图。结果表
明，各共有峰的相对保留时间和相对峰面积比值
RSD 均小于 3.0%，符合指纹图谱要求。
2.4.2 稳定性试验 取批号为 20090402（jsy-8）的
供试品溶液，分别在 0、4、6、10、24 h 进行检测，
记录色谱图。结果表明，室温保存下的荆芥穗挥发
油供试品溶液中各共有色谱峰的相对保留时间与相
对峰面积比值RSD均小于3.0%，符合指纹图谱要求。
2.4.3 重复性试验 取批号为 20090402（jsy-8）的
供试品 6 份，依法测定，记录色谱图。结果表明，
各共有色谱峰的相对保留时间和相对峰面积比值
RSD 均小于 3.0%，符合指纹图谱要求。
2.5 样品测定
分别精密量取对照品溶液与 10 批供试品溶液各
5 mL 置 10 mL 顶空瓶中，加顶空瓶专用隔垫密封，
置烘箱中，于 90 ℃下恒温 40 min。分别吸取顶空气
体 0.5 mL 注入气相色谱仪分析，记录色谱图。计算
相对保留时间和相对峰面积比值，与标准指纹图谱
对照，10 批荆芥穗挥发油的 HSGC 叠加图见图 1。




图 1 10 批荆芥穗挥发油的 HSGC 指纹图谱
Fig. 1 HSGC fingerprint of ten batches of volatile oil
in Schizonepetae Spica

2.6 指纹图谱的建立
2.6.1 参比峰的选择 胡薄荷酮为荆芥穗挥发油中
主要有效成分，在各批样品中均出现（第 8 号峰）
且与其他峰分离良好，峰面积较大，故确定胡薄荷
酮色谱峰为参比峰。
2.6.2 荆芥穗挥发油HSGC指纹图谱的建立及相似
度评价 将所得的 10 批荆芥穗挥发油的 HSGC 图
谱以 AIA 格式依次导入《中药色谱指纹图谱相识度
评价系统 2004A 版》（研究版）软件，以 jsy-5 号荆
芥穗挥发油的谱图作为参照谱进行指纹匹配，确定
了 11 个共有峰，建立了荆芥穗挥发油指纹图谱的共
有模式，见图 2，并进行了相似度计算，10 批样品
指纹图谱相似度分别为 0.989、0.991、0.983、0.983、
0.999、0.990、0.997、0.985、0.993、0.990，均在
0.9 以上。符合指纹图谱要求。以胡薄荷酮为参照物
（R 号峰），其保留时间和峰面积为 l，计算其他各共
有峰的相对保留时间和相对峰面积，得 11 个共有峰
jsy-10
jsy-9
jsy-8
jsy-7
jsy-6
jsy-5
jsy-4
jsy-3
jsy-2
jsy-1
0 17.67 35.33 53.00
t / min
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的相对保留时间的平均值为 0.610、0.672、0.763、
0.785、0.866、0.883、0.900、1.000、1.278、1.313、
1.360；11 个共有峰的相对峰面积的 RSD 为 3.91%、
1.03%、2.89%、5.98%、0.95%、2.63%、3.99%、0.00%、
3.58%、4.45%、5.75%。
2.6.3 共有峰的归属 采用对照品对照与 NIST05a
标准谱库对荆芥穗挥发油对照指纹图谱中的 11 个共
有色谱峰进行归属。其中 1、2、5、8、9 号峰采用
对照品对照法确定为 β-月桂烯、β-柠檬烯、薄荷酮、
胡薄荷酮、β-石竹烯，3、4、6、7、10、11 号峰采
用 NIST05a 标准谱库检索确定为 2-甲基-1-丙烯基
苯、乙酸辛烯酯、异薄荷酮、异胡薄荷酮、丁香烯、
杜松烯，谱库检索匹配度均大于 90%，见图 2。




图 2 荆芥穗挥发油 HSGC 指纹图谱共有模式及共有峰标识
Fig. 2 Mutual modes and common peaks of HSGC
fingerprint of volatile oil in Schizonepetae Spica

3 讨论
选择了 3 种色谱柱：HP-5（Crosslinked 5% PH
Me siloxane，30 m×0.53 mm，2.65 μm）、HP-35
（Crosslinked 35% PH Me siloxane，30 m×0.53 mm，
2.65 μm）、HP-Innowax（PEG-20M，30 m×0.53 mm，
1 μm），结果显示，HP-35 与 HP-Innowax 总体分离
情况与 HP-5 相比较差，因此选用 HP-5 色谱柱。
程序升温条件考察结果表明，当升温速率大于
2.5 ℃/min 时，5 号薄荷酮色谱峰与其相邻色谱峰
未达到基线分离。因此确定升温速率为 2 ℃/min。
液体顶空分析时最好以水为终溶剂以消除溶剂
峰的干扰，但由于荆芥穗挥发油在水中溶解度较差，
因此采用先以有机溶剂配制成高质量浓度的溶液，
再以重蒸水稀释的方法。对初溶剂的选择主要从以
下 3 个方面考虑：一、溶剂响应小；二、不掩盖样
品信息；三、样品与初溶剂作用力弱，蒸气压高，
在含初溶剂的水中易挥发，从而提高方法的灵敏度。
以乙醇、二甲其亚砜（DMSO）与 DMF 作为初溶
剂的考察结果表明以乙醇为初溶剂时，溶剂峰出峰
较早，且溶剂峰响应较大，易掩盖样品信息；以
DMSO 为初溶剂时，溶剂响应仍然较大，且各主要
成分响应较以 DMF 为溶剂的小。综上，确定 DMF
为初溶剂。
对平衡温度的考察结果表明，当顶空分析的平
衡温度低于 60 ℃时，检出峰的数目较少，当温度
高于 90 ℃，虽然薄荷酮与胡薄荷酮的峰面积有所
增加，但在高温下，β-柠檬烯和 β-月桂烯的色谱峰
明显变小，且 β-月桂烯色谱峰前面新出现一色谱峰，
说明顶空气体成分已发生改变，推测为在高温下部
分成分不稳定，易分解所致。综上，顶空分析的平
衡温度最终选定为 90 ℃。
对平衡时间的考察结果表明，当平衡时间为 40
min 时，检出峰数目已比较平稳，主要色谱峰胡薄
荷酮的峰面积值也增加缓慢，且过大的峰面积易造
成色谱柱的超载。因此平衡时间最终确定为 40 min。
对不同气液比的考察结果表明，随着顶空分析
中气液比的减少，检出峰数明显增加，当顶空分析
的气液比为 5︰5 时，检出峰数目已比较平稳，且主
要色谱峰胡薄荷酮的峰面积值也增加缓慢，同时 5
mL 便于准确定量，故确定顶空分析气液比为 5︰5。
对进样量的考察结果表明，当进样量为 0.3 mL
时，检出峰数目较少，当进样量达 0.5 mL 以上时，
检出峰数目趋于平稳；且过大的进样量，易造成色
谱柱的超载，因此，荆芥穗挥发油顶空分析的进样
量选择为 0.5 mL。
相较于 GC-MS 法，本法所建立的荆芥穗挥发
油 HSGC 指纹图谱具有仪器成本低、简便易行、适
于普遍推广的优点，为荆芥穗资源的全面质量控制
及进一步开发利用提供了依据。
参考文献
[1] 中国药典 [S]. 一部. 2010.
[2] 赵 璐, 曾 南, 唐永鑫, 等. 荆芥挥发油对大鼠胸腔
白细胞 5-脂氧酶活性的影响 [J]. 中国中药杂志, 2008,
33(17): 2154-2157.
[3] 张 丽, 丁安伟, 施月芹. 荆芥穗挥发油中薄荷酮、胡
薄荷酮的含量测定 [J]. 南京中医药大学学报, 2008,
24(1): 45-47.
[4] 张 丽, 曹雨诞, 孔 铭, 等. 荆芥穗挥发油的质量标
准研究 [J]. 中草药, 2006, 37(2): 216-217.
[5] 杨智蕴, 闫吉昌, 张殊佳, 等. 荆芥穗挥发油化学成分
的研究 [J]. 中草药, 1996, 27(7): 397.
[6] 张海霞, 陈建伟, 吴志平. 肉桂及其混伪品的 HSGC-
MS 的实验比较研究 [J]. 中草药, 2003, 34(1): 76-77.
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