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广藿香GC-MS特征指纹图谱数字化信息的应用及其GC验证



全 文 :广藿香 GCMS特征指纹图谱数字化信息的应用及其 GC验证
何建雄,魏 刚,黄月纯,尹 雪
(广州中医药大学 第一临床医学院,广东 广州 510405)
[收稿日期] 20070827
[基金项目] 广东省科技厅项目(2004B33001022);广东省高
等学校自然科学重点研究项目(05Z007)
[通讯作者] 魏刚,Tel:(020)36591343,Email:weigang021@
163.com
  广藿香为唇形科植物广藿香 Pogostemoncablin
(Blanco)Benth.的干燥地上部分。广州石牌、棠下
等地原是主要产地,商品称“石牌藿香”,为道地药
材,传统经验认为其品质最优;肇庆地区高要等县产
者,商品称“高要藿香”,经验认为与牌香品质相近,
可供药用;湛江地区与海南产者,统称为“海南藿
香”,主要用于提取挥发油[1]。目前有学者通过形
态学方面的研究来鉴别产地,评价广藿香商品的质
量[2,3],但这可能需要比较丰富的经验且无法鉴定
中药复方中广藿香的产地。前期通过对不同产地广
藿香的挥发油化学成分进行大量分析,得到石牌、海
南、高要三种“数字化”共有模式[4],并用之与1992
2002国内主要研究单位报道的24个广藿香样品进
行相似度比对,结果表明3种商品广藿香的“数字
化”共有模式可用于广藿香商品的产地鉴定,为中
药材的道地性研究和品质评价提供一种新的思路。
为进一步考察广藿香 GCMS特征指纹图谱“数字
化”信息的实用性,作者对24批次市售药材、3种
含广藿香的复方药物进行分析,分别与石牌、海南、
高要广藿香“数字化”信息进行相似度比对;并采用
GC与GCMS同步分析10批次样品,以考察在 GC
的适用性,结果理想,报道如下。
1 仪器与材料
岛津 QP5000气相色谱质谱联用仪;Agilent
6890N气相色谱仪、氢焰离子检测器;10μL微量进
样器。乙醚分析纯;广藿香药材24批次分别购于广
州中医药大学第一附属医院药房、广州市健民药房、
广州市采芝林药房、广州市清平市场;藿香正气滴
丸、藿香正气软胶囊购于广州市健民药房,藿香正气
超临界提取物由广州中医药大学新药开发研究中心
提供。
2 实验方法
2.1 材料处理
药材按《中国药典》2005年版挥发油测定甲法,
分别提取、收集挥发油,加入乙醚稀释10倍;藿香正
气超临界提取物加入乙醚稀释10倍;藿香正气滴丸
经研磨、藿香正气软胶囊剪破后加入适量乙醚萃取,
静置取上清液供分析用。
2.2 色谱条件
2.2.1 GCMS[5] GCDB1石英毛细管色谱柱
(025mm×30m,025μm),进样口温度250℃,接
口温度230℃,载气为氦气,流速13mL·min-1,
柱压80kPa,分流比60∶1,进样量 10μL。MSEI
源(70eV),双灯丝;电离电压14kV,质量范围m/z
40~400全程扫描,扫描间歇10s。升温程序:柱
始温60℃,保持1min,以3℃·min-1的速率升到
140℃,然后以1℃·min-1的速率升到160℃,最
后以10℃·min-1的速率升到230℃,保持10min,
可达到较好分离,结果见图1。
图1 广藿香挥发油GCMS总离子流图
2.2.2 GC 色谱柱AgilentHP5,(032mm×300
m,025μm);载气为氮气;汽化室温度280℃;检器
温度250℃;流速13mL·min-1;分流比60∶1;升
温程序,起始60℃,保持1min,以3℃·min-1升至
140℃,然后以1℃·min-1的速率升到160℃,最
后以10℃·min-1的速率升到230℃,保持10min;
进样量1μL。结果见图2。
3 市售药材产地的鉴定
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第33卷第3期
2008年2月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 3
February,2008
图2 广藿香挥发油气相色谱图
  GCMS分析了24批次广藿香挥发油,鉴定其
中11种主要特征成分[5]:按出峰先后顺序分别是
β广藿香烯、β榄香烯、顺式丁香烯、反式丁香烯、
刺蕊草烯、α愈创木烯、α广藿香烯、δ愈创木烯、未
鉴定A、广藿香醇、广藿香酮,如图1所标示。并计
算其相对含量,将得到的数据与已建立的石牌、海
南、高要3种商品广藿香模式[4]进行相似度比对
(夹角余弦法),结果见表1。
表1 24批次广藿香与石牌、海南、高要3种“数字化”模式相似度比对表
样品
β广
香烯
β榄
香烯
顺式
丁香烯
反式
丁香烯
刺蕊
草烯
α愈
创木烯
α广
藿香烯
δ愈
创木烯
未鉴定

广藿
香醇
广藿
香酮
与数字化模式的相似度
石牌 海南 高要
1 092 019 031 064 398 378 335 556 119 5591 704 0233 0996 0908
2 190 006 008 025 159 134 203 285 141 5411 666 0396 0972 0959
3 179 010 030 060 284 366 326 710 140 5104 1661 0409 0980 0969
4 402 023 037 119 444 465 355 841 111 4689 1454 0394 0984 0965
5 298 018 034 117 575 582 467 932 106 4694 820 0276 0997 0926
6 089 054 032 152 469 683 453 1219 097 4487 624 0242 0993 0906
7 046 010 019 022 373 119 216 232 091 6096 754 0230 0986 0900
8 124 058 032 231 484 761 491 1459 064 031 743 0277 0979 0908
9 435 019 042 164 573 718 593 1310 090 4253 734 0268 0985 0911
10 361 034 036 111 461 482 443 853 118 4246 1606 0446 0972 0977
11 218 048 029 146 353 479 357 803 184 5571 1174 0311 0995 0940
12 186 028 018 081 221 254 233 468 164 5017 1932 0458 0965 0978
13 242 034 024 114 316 372 321 671 156 5059 1487 0384 0985 0963
14 225 028 025 096 327 305 307 580 148 4113 2269 0571 0930 0997
15 154 030 018 083 238 279 230 473 161 5733 1023 0282 0991 0926
16 367 027 025 092 305 309 331 549 165 4841 705 0431 0974 0974
17 180 039 024 111 308 389 291 663 123 5185 1454 0372 0987 0959
18 301 023 023 051 350 230 325 410 082 6417 518 0189 0990 0886
19 326 025 023 056 290 191 282 294 101 6577 297 0154 0985 0867
20 301 012 022 068 292 278 306 496 175 5074 1898 0449 0969 0977
21 463 024 024 056 288 205 328 412 149 4737 1790 0451 0966 0976
22 099 019 023 087 338 327 279 425 173 5169 1988 0457 0966 0979
23 089 063 034 181 581 704 503 1323 109 4464 364 0189 0989 0880
24 060 025 030 103 527 436 412 776 142 6347 000 0112 0990 0852
  24批次样品中有22批可以明确产地,其中并
无石牌藿香,高要藿香5批次(2273%),海南藿香
17批次(7727%)。这一结果反映了目前市场上广
藿香商品的现状[1]:目前各地供配方及生产中药制
剂的均是产于广东湛江地区吴川、遂溪、雷州及海南
万宁的“海南藿香”。传统经验认为,其品质较次,
不供药用,主要用于提取挥发油(称百秋李油)。表
中第10,16两批次样品的相似度与高要、海南数字
化模式均相似,再从两者的广藿香酮含量1705%
和1606%推断,很可能产于高要,但从作者大量分
析的经验来看,2者也有可能是海南藿香的茎(即样
品中含叶极少)。为此,作者对7批次海南藿香的
茎、叶,以及混合样进行了挥发油的分析,分析结果
见表2。
表2 7批次海南藿香茎、叶、混合样挥发油与石牌、海南、高要3种“数字化”模式相似度比对表(n=7)
样品
β广
香烯
β榄
香烯
顺式
丁香烯
反式
丁香烯
刺蕊
草烯
α愈
创木烯
α广
藿香烯
δ愈
创木烯
未鉴定

广藿
香醇
广藿
香酮
与数字化模式的相似度
石牌 海南 高要
茎 189 027 027 107 424 313 134 741 152 4812 1566 0409 0968 0980
叶 318 044 043 174 765 581 215 1111 075 4890 238 0159 0872 0992
混 284 042 045 161 709 527 199 1054 104 4745 579 0228 0903 0996
  由表2可见,7批海南藿香中有4批次的茎油
含广藿香酮达到1765% ~2285%,相似度计算结
果属于高要模式,由此证明作者前面的推测,如果样
品中叶极少,或者实验人员在提取挥发油时取样不
均,均有可能造成将茎油中含广藿香酮较高的海南
藿香误判为高要藿香。根据《中国药典》的规定,广
藿香含叶不得少于20%,这就要求实验人员在提取
挥发油前需对药材的茎、叶进行质量称定。
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    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
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February,2008
4 中药复方药物中广藿香油质量的检测
藿香正气超临界提取物、藿香正气滴丸、藿香正
气软胶囊等GCMS分析结果见表3。结果显示3个
样品均为海南藿香。藿香正气滴丸、藿香正气软胶
囊由于直接以广藿香油入药,其中含广藿香酮极低,
致使相似度值0905,0887稍偏小,提示供药用的
海南广藿香挥发油质量有待提高。
5 GC验证研究
表3 含广藿香油复方与石牌、海南、高要3种“数字化”模式相似度比对表
样品
β广
香烯
β榄
香烯
顺式
丁香烯
反式
丁香烯
刺蕊
草烯
α愈
创木烯
α广
藿香烯
δ愈
创木烯
未鉴
定A
广藿
香醇
广藿
香酮
与数字化模式的相似度
石牌 海南 高要
藿香正气超临界提取物 014 011 005 229 110 118 083 195 059 1275 414 0408 0973 0966
藿香正气滴丸     142 006 032 210 254 338 283 423 026 929 006 0118 0905 0784
藿香正气软胶囊    085 056 106 242 245 439 252 754 000 1191 010 0116 0887 0765
  为了考察 GCMS特征指纹图谱数字化信息在
GC的适应性,在不同厂家仪器的图谱是否相像?考
虑到 GCMS采用岛津仪器,因此选用应用较多的
Agilent气相色谱仪进行GC观察。前期研究表明在
GCMS色谱条件中,升温程序、电离电压、柱前压与
流速等参数对挥发油组分的分离效果影响明显,进
样口温度以及离子源温度影响较小[6]。因此在 GC
验证时采用了与 GCMS一样的升温程序、流速、分
流比、进样量等条件,分析了10批次(表1中编号1
10)的广藿香挥发油(见图2),得到11个特征指标
成分的相对含量,并与GCMS分析得到的数据进行
相似度比对(夹角余弦法)。
由图1、图2比较可见,同一批次的广藿香挥发
油图谱从外观来看非常相似;10批次样品 GC与
GCMS特征指标成分群的相似度在0991~0999
(夹角余弦法),表明在相同升温程序、流速、分流
比、进样量等色谱条件,广藿香挥发油 GCMS指纹
特征图谱能在气相色谱中体现,其GCMS指纹特征
图谱在GC中具有推广运用价值。
6 讨论
在24批次商品药材中,22批次可以确定产地,
显示作者制定的石牌、海南、高要广藿香“数字化”
信息具有一定的实用价值;在22批次样品中,有17
批次的海南藿香,占到了商品的7727%,而传统经
验认为海南藿香品质较次,不供药用,主要用于提取
挥发油(称百秋李油)[1]。以上结果表明“不供药
用”的海南藿香却成了市场主流商品,因此有必要
进一步对海南藿香的药理作用进行深入研究。
在3个中药复方中,藿香正气超临界提取物中
的藿香为海南产,提示数字化信息也可适用提取方
法的工艺追踪。藿香正气滴丸、藿香正气软胶囊与
海南藿香数字化模式的相似度最接近,分别为值
0905,0887,但离海南藿香的天然相似度区间
0974~0997[4]尚有一定距离,究其原因,由于2者
直接以广藿香油入药,而市场上广藿香油大都由海
南藿香提取,其本身含广藿香酮量就不多,加之广藿
香酮化学性质不稳定,或在药品储藏过程上进一步
减少,所以检测显示二者广藿香酮含量为006%,
01%。
从广藿香茎、叶挥发油分析结果(见表2)可以
看出,它们之间所含广藿香酮的比例悬殊。部分样
品茎油中广藿香酮的含量往往比叶中高出很多倍,
说明茎、叶比例不同对挥发油中广藿香酮含量的影
响较大。因此,为了确保含广藿香挥发油中药制剂
质量的稳定,在提取广藿香挥发油时,应尽量固定
茎、叶的比例。
图1,2是同一个广藿香挥发油样品用 GCMS、
GC分析得到的图谱。这两个图很相似,但也有一个
比较明显的区别就是 5号和 6号峰峰高相反,在
GCMS图谱中6号峰较高,在 GC图谱中5号峰较
高。原因可能是因为两台仪器的色谱柱 DB1和
HP5极性特点不同,使相邻的两个峰出峰顺序颠
倒。为此,作者采用将 HP5换在 GCMS仪器上进
行了验证,分析结果一致。
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[责任编辑 王亚君]
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