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GC-MS fingerprint analyses of fatty acids in peach seed

桃仁脂肪酸GC-MS指纹图谱研究



全 文 :桃仁脂肪酸 GCMS指纹图谱研究
裴瑾1,颜永刚2,万德光1,莫书蓉1
(1.成都中医药大学 药学院,四川 成都 610075;
2.陕西中医学院,陕西 咸阳 712046)
[摘要] 目的:对桃仁脂肪酸进行气相色谱指纹图谱研究,为桃仁的质量评价提供依据。方法:利用毛细管气相色谱对
桃仁脂肪酸进行分析,并利用GCMS技术确认指纹图谱中的特征指纹信息,进行系统聚类和相似度分析。结果:对34批不同
产地、品种的桃仁进行了测定,获得了较为理想的包含特征信息的桃仁GC指纹图谱。结论:本方法重复性好,所建立的指纹
图谱为桃仁药材的质量控制提供了有效手段。
[关键词] 桃仁;GCMS;指纹图谱
[收稿日期] 20090127
[基金项目] 四川省中医药管理局科研项目
[通信作者] 裴瑾,副教授,研究方向:中药品质与资源,Email:
peixjin@163.com
  桃仁为活血化瘀要药,临床功效卓著。来源于
蔷薇科Rosaceae植物桃Prunuspersica(L.)Batsch.
或山桃Prunusdavidiana(Car.)Franch.的干燥成
熟种子。其功效为活血祛瘀,润肠通便。用于经
闭,痛经,瘕痞块,跌扑损伤,肠燥便秘[1]。
在血府逐瘀汤(《医林改错》)、生化汤(《傅青主女
科》)、桂枝茯苓丸(《金匮要略》)、桃核承气汤(《伤
寒杂病论》)等医家名方中均重用桃仁。课题组对
桃仁石油醚提取物不经甲酯化采用 GCMS联用技
术进行了分析,发现脂肪酸的含量最高,又以油
酸、亚油酸最为突出[2]。现代研究发现不饱和脂
肪酸具有抗氧化、抗自由基、抗肿瘤、增强免疫、
降低高密度脂蛋白血清胆固醇的作用,进而减少高
血压、心脏病及中风等疾病的发病率[3]。《中国药
典》(2005年版)对桃仁药材质量指标仅有性状、显
微鉴别、酸败度检查,这种质量控制的标准远远不
能反映桃仁药材的内在质量。本研究以不同产地、
品种的桃仁样品为研究对象,在明确桃仁脂肪酸成
分的基础上,建立了桃仁脂肪酸气相色谱指纹图
谱,为桃仁的质量评价提供依据。
1 仪器与试药
岛津气相色谱仪 GC2010,FID检测器,GC
workstation工作站。岛津气相色谱质谱联用仪 GC
MSQP2010。
桃仁由课题研究组自采和各地大型药材市场收
购,共34个样品,经成都中医药大学万德光教授鉴
定(表1)。棕榈酸、油酸、亚油酸对照品(中国药品
生物制品检定所,批号:20060708,111621200602,
111622200301),所用试剂甲醇、氢氧化钾、正己烷、
乙醚均为分析纯(成都市科龙化工试剂厂)。
表1 桃仁样品及来源
No. 来源 产地 No. 来源 产地
1 陕西西安市售 陕西铜川   20 自采     陕西延安
2 陕西西安市售 陕西延安   21 自采     陕西旬邑
3 陕西西安市售 陕西旬邑   22 自采     陕西咸阳
4 陕西西安市售 陕西南天   23 甘肃兰州市售 甘肃  
5 自采     陕西南泥湾  24 重庆市售   新疆  
6 自采     甘肃郑宁   25 安徽亳州市售 新疆昌吉
7 甘肃兰州市售 甘肃兰州   26 新疆乌鲁木齐 新疆  
8 四川成都市售 四川成都   27 自采     山西汾阳
9 自采     四川北川   28 河北安国市售 山东  
10 自采     四川北川   29 河北安国市售 河北  
11 自采     新疆乌鲁木齐 30 河北安国市售 北京  
12 河北安国市售 山西     31 安徽亳州市售 贵州  
13 河北安国市售 山西     32 安徽亳州市售 江西  
14 安徽亳州市售 山西荆州   33 四川成都市售 西藏  
15 安徽亳州市售 山东     34 广西玉林市售 广西  
16 河北安国市售 河北          
17 安徽亳州市售 河北          
18 安徽亳州市售 安徽          
19 安徽亳州市售 江西          
  注:1~19号样品为Prunusdaridiana,20~34为P.persica。
2 方法与结果
2.1 桃仁脂肪酸组分的确定
2.1.1 供试溶液的制备及甲酯化 分别将34批桃
仁样品于40℃下恒温干燥24h,称取5g,捣碎,置
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具塞锥形瓶中,加石油醚25mL,在不高于35℃条
件下超声提取45min,经旋转蒸发仪回收溶剂和用
无水硫酸钠脱水干燥,得桃仁油。取01mL桃仁油
置5mL量瓶中,加乙醚溶解并稀释至刻度,备用。
取04mL桃仁油乙醚溶液置10mL具塞试管中,加
入20mL5%氢氧化钾甲醇溶液,摇匀,于60℃恒
温水浴30min,冷却至室温后,加入10mL14%三
氟化硼甲醇溶液,摇匀,于60℃恒温水浴2min,冷
却至室温后,加入2mL正己烷,摇匀,取上层溶液用
于气相色谱分析。
2.1.2 GCMS分析条件 色谱条件岛津 GCMS
QP2010;FFAP毛细管色谱柱(032mm×30m,025
μm);升温程序:80℃保持 05min,以 40℃·
min-1升温速率升至220℃,保持11min;进样口温
度260℃;载气(He)流速为06mL·min-1,尾气流
速13mL·min-1,分流比100∶1;进样量2μL。电
子轰击(EI)离子源,离子能量 70eV,离子源温度
200℃,质量扫描范围30~500。
2.1.3 脂肪酸组分的确定 对所得的桃仁脂肪油
的GCMS图谱,根据 NIST标准质谱图库进行检
索,并参考有关文献,对各分离组分进行峰的确认。
同时还采用棕榈酸、油酸和亚油酸的对照品进行对
照(图1)。
1.18冠6;2.棕榈酸甲酯;3.十六碳烯酸甲酯;4.硬脂酸甲酯;
5.油酸甲酯;6.亚油酸甲酯。
图1 桃仁样品1~6(山桃仁)、20~27(桃仁)GCMS
指纹图谱
2.2 GC指纹图谱的建立
2.2.1 精密度试验 取同一样品(第9号样品),
相同色谱条件下连续进样6次,考察色谱峰保留时
间和色谱峰面积的一致性,上述6个色谱峰保留时
间的RSD<030%,色谱峰面积的RSD<31%。
2.2.2 重复性试验 取同一样品(第9号样品)6
份,按样品制备方法进行制备,在所建立的测定条件
下测定,实验结果得出谱图中6个共有色谱峰保留
时间的RSD<089%,峰面积的RSD<40%。
2.2.3 稳定性试验 取同一样品(第9号样品),
在所建立的测定条件下,分别于0,1,4,16,24,48h
进行测定,考察6个主要色谱峰相对保留时间和峰
面积,结果表明共有色谱峰保留值较稳定,保留时间
的RSD<12%,峰面积的RSD<44%,说明样品溶
液在48h内稳定。
2.2.4 样品色谱指纹图谱 将收集的34批样品,
按建立的供试品溶液制备方法以及测定分析条件进
行实验,记录指纹图谱。GC图谱共有6个共有峰,
占总峰面积95%以上,选择亚油酸甲酯(6号峰)为
参照峰,计算各共有峰的相对保留时间。
2.3 系统聚类分析
系统聚类分析是一种无管理、无指导的模式识
别方法,根据所测样品的色谱指纹图谱特征,对样品
进行分类[4]。本研究应用 SPSS130软件,采用组
间均联法(betweengroupslinkage),夹角余弦(co
sine)为测度。聚类分析将34批样品分为3类。样
本4~23归为第一类,占总样本量的1176%,其总
峰面积最大,表明油酸、亚油酸含量最高,质量最好;
样本18~27归为第二类,占总样本量的6176%,
其总峰面积次之;样本2~25归为第三类,占总样本
量的2647%,其总峰面积最小,表明油酸、亚油酸
含量最低,质量较差。
2.4 相似度分析
相似度可以定量描述指纹图谱,本研究采用相
似度计算方法对样品进行比较,以定量、客观地对样
品进行评价。结合聚类分析结果,去除脂肪酸含量
最高的第一类样本和含量最低的第三类样本,因为
第一类样本只占总样本量的1176%,不具代表性,
而认为第三类样本质量较差。从第二类21批桃仁
药材中选取10批(18,19,21,13,15,34,28,10,26,
27)有代表性的合格药材,选择亚油酸(6号峰)为参
照峰,建立桃仁药材脂肪酸的气相色谱指纹图谱共
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有模式,然后采用夹角余弦、相关系数、相似性比为
测度[5],计算样品与共有模式之间的相似度,来判
断样品质量。
3 讨论
药材指纹图谱各主要色谱峰的保留时间、峰面
积、各峰之间的相对比例是指纹图谱的重要参数,在
此基础上进行指纹图谱的评价。此次收集的34批
桃仁样品,从相对保留时间看,各产地、品种桃仁脂
肪酸气相色谱指纹图谱相似,共有6个主要色谱峰,
主要成分相同,以不饱和脂肪酸油酸甲酯、亚油酸甲
酯为主,其相对含量达90%以上,其次是棕榈酸甲
酯、硬脂酸甲酯、18冠6、十六碳烯酸甲酯。
由于桃仁脂肪酸以油酸、亚油酸为主,因此二
者对指纹图谱的贡献率最高,其峰面积与比值对指
纹图谱相似性分析的结果有着较大的影响,对色谱
峰峰面积进行的系统聚类结果与相似度分析结果即
表现出了一定的差异。聚类分析将34批样品聚为
3类,主要体现为色谱峰的总峰面积的变化,提示
了药材脂肪酸含量的差异,如第一类样本总峰面积
大,脂肪酸含量高;第二类样本总峰面积较小,为
第一类的6933%;第三类样本总峰面积最小,仅
为第一类的 4748%。经相似度分析,夹角余弦、
相关系数、相似性比3种测度所得结果趋势一致,
主要体现了桃仁脂肪酸中油酸甲酯/亚油酸甲酯的
比值差异。所建共有模式中油酸甲酯/亚油酸甲酯
的比值为348±022,但是第二类9号样本油酸
甲酯/亚油酸甲酯为56,油酸含量远高于亚油酸,
1号、33号样本的油酸甲酯/亚油酸甲酯为208、
208,表现出与共有模式较低的相似性;而第一类
样本23号、30号,第三类样本2号、16号的油酸
甲酯/亚油酸甲酯的比值接近共有模式,因此表现
为与共有模式较高的相似性。
在GC指纹图谱中,指纹信息量(主要是指色谱
峰的数目)大,但重现性较差,尤其是不同批次的中
药材就更难于重复,本实验将桃仁石油醚提取物甲
酯化后,重点检测桃仁中的脂肪酸类成分,不仅简化
GC图谱信息,提高重现性,并且突出了有效成分不
饱和脂肪酸油酸及亚油酸量的特征变化,建立了桃
仁脂肪酸GC指纹图谱。
对中药样品,高分辨能力、高分析速度、高灵敏
度的毛细管气相色谱柱较之填充气相色谱柱有不可
比拟的优势,因此选择毛细管柱。另采用等温洗脱
时分析速度慢,且分离不好,所以采用程序升温,实
验过程中曾预试了梯度升温程序,比较了升温速率
4,8,10(℃/min)、终止温度的维持时间5,10,15,20
(min),阶梯程序(一阶、二阶、三阶、四阶),最后选
定的条件,分离、重现性均较好。
桃仁产地多,来源广泛,主要有桃Prunuspersica
(L.) Batsch和山桃 Prunusdavidiana(Car.)
Franch.两个品种。桃仁中主要含脂质体、氰苷、氨
基酸和蛋白质、挥发油、甾体和黄酮及其糖苷类化合
物和微量元素[6],其主要成分苦杏仁苷(amygdalin)
,在日本汉方制剂规格试验法中,被规定为制剂质量
评价的指标成分[7],有报道采用 HPLC法测定不同
品种、不同产地、不同炮制品桃仁中苦杏仁苷的含
量[810]。本研究以经典形态学鉴定的34批不同品
种、不同产地的桃仁药材为研究对象,进行药材脂肪
酸GCMS指纹图谱研究,以6个共有峰的色谱峰峰
面积,得到34×6阶的数据矩阵,对其分别进行系统
聚类分析和相似度分析,从而实现对桃仁质量的分
类评价。桃仁无显著的产地和种间差异,其主要成
分相同,样品间的差异体现在主要成份油酸与亚油
酸的含量及比值的变化。
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GCMSfingerprintanalysesoffattyacidsinpeachseed
PEIJin1,YANYonggang2,WANDeguang1,MOShurong1
(1.ChengduUniversityofTraditionalChmeseMedicine,Chengdu610075,China;
2.ShanxiUniversityofChineseMadicine,Xianyang712046,China)
[Abstract] Objective:ToinvestigatetheGCfingerprintoffatyacidsinpeachseed,andprovideevidencesforqualityassess
mentonpeachseed.Method:Capilarygaschromatographywasappliedinanalysisoffatyacidsinpeachseed,andthedistinctivein
formationwasconfirmedbyGCMSwithhierarchicalclusterandspeciessimilarityanalysis.Result:TheGCfingerprintcontainingdis
tinctiveinformationwasobtainedafterinvestigationofpeachseedsfrom34varietiesandorigins.Conclusion:WithGoodreproducibili
ty,fingerprintsestablishedforpeachseedsprovidedanefectivemethodforqualitycontrol.
[Keywords] peachseed;GCMS;fingerprint
[责任编辑 王亚君]
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