目的:采用气相色谱 质谱(GC MS)法建立各地产桑叶药材挥发油的指纹图谱,为桑叶的质量评价提供参考依据。方法:对10个不同地区的桑叶样品中挥发油进行GC MS指纹图谱研究,采用SPSS软件进行聚类分析。结果:从10批次桑叶药材的指纹图谱中归纳出17个共有特征峰,构成桑叶挥发油的特征指纹图谱,聚类分析结果将10个产地的桑叶药材分为两类,其中,阿克苏、吐鲁番、哈密、和田洛普、江苏、四川、陕西、广州的药材列为一类;而伊犁、乌市列为一类。结论:建立的桑叶挥发油指纹图谱,方法准确可靠,指纹图谱直观明确,特征明显,可作为桑叶质量评价和品种鉴别的主要依据之一。
Objective: To establish a GC MS fingerprint profile of the volatile oil in mulberry leaves (dried leaves of Morus abla) in order to provide the referent basis of quality evaluation. Method: The volatile oil was extracted from mulberry leaves by water stream distillation method, 10 bathes of samples collected from different regions were analyzed by GC MS, and their GC MS fingerprint were subsequently established. Hierarchical clustering analysis was performed by SPSS software. Result: Seventeen common characteristic peaks were summarized from the fingerprint of the 10 bathes of mulberry Leaves sample, which were clasified two categories by the result of hierarchical clustering analysis, namely samples collected in Akesu area, Tulufan area,Hami area,Hetian Loupu county, Jiangsu province, Sichuang province, Shanxi province and Guangzhou were in a group, whereas those from Yili area and Wulumqi were in another group. Conclusion: The established GC MS fingerprint could be used for the identification and quality evaluation of mulberry leaves, the method was accurate and reliable, the fingerprint was intuitive and specific.
全 文 :桑叶挥发油气相色谱质谱指纹图谱研究
孙 莲1,杨文菊2,刘 龙1
(1.新疆医科大学 药学院,新疆 乌鲁木齐 830011;
2.新疆产品质量监督检验研究院,新疆 乌鲁木齐 830000)
[摘要] 目的:采用气相色谱质谱(GCMS)法建立各地产桑叶药材挥发油的指纹图谱,为桑叶的质量评价提供参考依
据。方法:对10个不同地区的桑叶样品中挥发油进行GCMS指纹图谱研究,采用SPSS软件进行聚类分析。结果:从10批次
桑叶药材的指纹图谱中归纳出17个共有特征峰,构成桑叶挥发油的特征指纹图谱,聚类分析结果将10个产地的桑叶药材分
为两类,其中,阿克苏、吐鲁番、哈密、和田洛普、江苏、四川、陕西、广州的药材列为一类;而伊犁、乌市列为一类。结论:建立的
桑叶挥发油指纹图谱,方法准确可靠,指纹图谱直观明确,特征明显,可作为桑叶质量评价和品种鉴别的主要依据之一。
[关键词] 桑叶;GCMS;指纹图谱;挥发油
[收稿日期] 20081012
[通信作者] 孙莲,研究方向:天然药物;Tel:(0991)4362471,E
mail:sl_yxy@126.com
桑叶为桑科植物 MorusablaL.的干燥叶,始载
于《神农本草经》,称为“神仙草”,具有滋阴补血,疏
散风热,益肝通气,降压利尿之功效[1]。桑叶中含
有黄酮及其苷、生物碱、多糖、挥发油、各种氨基酸、
微量元素等。桑叶除具有传统的药用价值外,还具
有抗应激、增强机体耐力、抗衰老及降血糖等作用。
2005年版《中国药典》收载了桑叶性状和薄层色谱
等鉴别方法。由于桑叶产地较多,随相关分析和色
谱技术的飞速发展,桑叶药材的质量标准有待进一
步完善。本研究利用气相色谱质谱(GCMS)法对
10个不同产地桑叶中的挥发油成分进行了指纹图
谱研究,采用SPSS软件分析,为桑叶药材的质量控
制提供参考依据[2]。
1 仪器与试剂
日本岛津2010气质联用仪;赛多利斯BP211型
天平(德国);DFT100手提式高速中药粉碎机;醋酸
乙酯(分析纯)。
桑叶经新疆医科大学药学院天然药物教研室帕
丽达· 阿布力孜副教授鉴定为桑科M.abla的干燥
叶,存放在新疆医科大学药学院标本室,样品来源详
见表1。
2 方法与结果
2.1 GC条件
色谱柱为DB5弹性石英毛细管柱(025mm×
表1 桑叶样品来源
No 产地 采集日期
1 新疆阿克苏 200610
2 新疆吐鲁番 200610
3 新疆伊犁 200610
4 新疆哈密 200611
5 新疆和田 200610
6 新疆乌鲁木齐 200610
7 江苏 200610
8 四川 200611
9 陕西 200610
10 广州 200610
30m,025μm)。程序升温:50℃(保持5min),以
3℃·min-1升至120℃(保持2min),再以4℃·
min-1升至240℃(保持15min)。气化室温度250
℃;柱前压526kPa,载气流量20mL·min-1;进
样量10μL;分流比20∶1,载气为高纯 He(纯度为
9999%)。
2.2 质谱条件
EI离子源,温度200℃;四极杆温度150℃;电
子能量 70eV;接口温度 250℃;溶剂延迟时间 3
min;质量范围m/z30~450。
2.3 挥发油提取
称取桑叶药材(粉碎过60目筛)200g,置挥发
油提取器中,加6倍量蒸馏水回流8h,用5mL醋酸
乙酯回收挥发油,转移到5mL量瓶中,醋酸乙酯定
容至刻度,用于GCMS分析。
2.4 样品测定
按照上述条件,将各批次提取的桑叶挥发油稀
释,分别进样10μL,通过GCMS测定,得到各桑叶
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挥发油总离子流图。另取溶剂醋酸乙酯在已确定的
GCMS条件下进样10μL测定,醋酸乙酯 GCMS
峰出现在8min之前,表明醋酸乙酯溶剂峰对样品
谱图有一定的干扰,桑叶样品GCMS总离子流色谱
应除去溶剂峰影响,应取800~5999min的色谱
峰进行分析使用。以峰面积归一化法计算得桑叶挥
发油中各组分相对百分含量。对总离子流图中的各
峰经WILEYT.LIB谱图库质谱数据检索,确认挥发
油中所含成分,确定出桑叶挥发油中化学成分的组
成,见表2。
表2 桑叶挥发油化学成分及相对含量
No. 化学成分 分子式
相对分
子质量
tR
/min
相对
含量/%
1 2辛酮2octanone C8H16O 128 8208 011
2 1,22甲基苯 1,2diaethylbenzene C8H10 106 8325 033
31) 庚醛 heptanal C7H14O 114 8808 015
4 3乙基环庚烯3ethylzdenecycloheptene C9H14 122 10258 013
5 2乙基5,6二氢吡喃2ethy5,6dihydropyran C7H12O 112 11983 023
61) 环乙基辛烷 cyclohexylcyclooctane C14H26 194 12925 006
7 异丙基戊酮 isopropylpentylketone C9H18O 142 13025 027
8 2戊基呋喃2pentylfuran C9H14O 138 13133 031
9 6甲基5庚酮6methylhept5enzol C8H16O 128 13208 013
10 乙酸 caproicacid C6H12O2 116 13417 019
11 2,4庚二烯醛2,4heptadzenal C7H10O 110 13650 039
121) 2,4庚二醛24heptenal C7H12O 112 14325 011
13 苯甲酸 benzalaicohol C7H8O 108 14900 050
141) 苯乙醛 phenylethanal C8H8O 120 15567 080
151) 苯乙醇 phenethylalcolhol C8H10O 122 18775 064
16 3甲基硫代己烷1醇 3methylthiohexan1ol C7H16S 148 19492 043
171) 1丙基苯酮 propiophenone C9H10O 134 19658 058
18 辛酸 octanoicacid C8H16O2 144 20367 048
191) β柠檬醛 βcydocitral C10H14O 152 26367 049
20 藏花醛 safranal C10H6O 150 24267 012
211) β大马烯酮1(2,6,6trimethyl1,3cyclohexadien1yl)2buten1one C13H18O 190 28892 030
22 斯巴醇 spathulenol C15H24O 220 32058 298
23 p薄荷烷1,4二烯 pmentha1,4diene C10H16O 152 33408 134
24 壬酸 nouanoicacid C9H18O2 158 33752 164
25 β松油醇 βterpineol C10H18O 154 33933 035
26 6甲基2,4,7三氨基蝶啶6methyl2,4,7pteridinetriamine C13H18O 190 34650 023
27 4(2,6,6三甲基1,3环己二烯)丁烯2酮4(2,6,6trimethylcyclohexa1,3dienyl) C13H18O 192 34758 091
butene2one
281) α紫罗兰酮 αzoneone C13H20O 192 34908 093
291) β紫罗兰酮 βzoneone C13H20O 192 36701 055
30 环氧紫罗兰酮 transbetainon5,6epoxide C13H20O2 208 37775 114
31 1硝基三环癸烷1nitroadamantane C10H15NO2 181 37908 034
32 n十五烷 npentadcane C15H32 212 38383 015
33 3癸烯5酮3decen5one C10H18O 154 38750 024
34 9甲基顺式萘烷1,8二酮9methylcisdecalin1,8dione C11H16O2 180 39050 077
351) 仙客来醛 megastigmatrienone C13H18O 190 39625 055
361) n十九烷 nnonadecome C19H40O 268 41467 247
37 n十七烷 nheptadecane C17H36O 240 42392 035
381) 朴日斯烷 pristane C19H40O 268 45633 045
39 甘菊蓝 azulene C14H10 178 47550 008
40 n十八烷 noctadecane C18H38 254 48017 209
411) 六氢金合欢丙酮 hexahydrofamesylacetone C18H36O 268 48642 034
421) 邻苯二甲酸异丁酯 disobuthylphthalate C16H22O4 278 49842 310
43 n癸烷 noctadecane C10H40O 176 50300 267
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续表2
No. 化学成分 分子式
相对分
子质量
tR
/min
相对
含量/%
44 (E,E)金合欢基丙酮 (E,E)farnesylacetone C18H30O 262 51425 426
451) 十六酸甲酯 methylhecadecanoate C17H34O2 270 51658 113
46 十六酸乙酯 ethylhexadecanoate C18H36O2 284 53425 283
471) 十六酸 hexadecanoicacid C16H32O2 260 52808 2365
48 水杨酸辛酯 octylsalicylate C15H22O3 222 54658 131
49 14氧10烯十九烯酸甲酯 methyl14oxononadec10enoate C20H36O3 324 55583 025
50 11,1二甲基螺环[2.9]十二烷3,7二烯 11,1dimethylspiro[2.9]dodeca3,7diene C14H22 190 55733 060
51 (Z,Z)9,12辛二烯酸甲酯 (Z,Z)methyl9,12octadecadienonate C19H34O2 294 55817 024
52 亚麻酸乙酯 ethyllinoleolate C20H36O2 308 55950 036
53 n二十烷 neicosane C20H42 282 56342 036
54 叶绿醇 transphytol C20H40O 296 56475 122
55 n二十二烷 ndocosone C22H46 310 56575 486
56 n二十五烷 npentacosane C25H52 352 56900 779
57 亚麻酸甲酯 methyllinoleolate C19H32O2 292 57125 015
注:1)号表示10批样品的共有化学成分。
2.5 方法学考察
2.5.1 精密度试验 取8号样品,在相同的色谱条
件下,连续进样5次,考察色谱峰保留值和色谱峰面
积的一致性。结果表明,大于5%总峰面积的各共
有峰的相对保留时间 RSD<24%,相对峰面积
RSD<22%。
2.5.2 重现性试验 取同一样品,制备5份供试品
溶液,在所建立的测定条件下测定,大于5%总峰面
积的各共有峰的相对保留时间RSD<14%,相对峰
面积RSD<43%,说明重现性良好。
2.5.3 稳定性试验 取同一样品,在上述测定条件
下,分别在0,1,2,4,8,12,24h进行测定,考察各主
要色谱峰相对保留值。结果发现大于5%总峰面积
的各共有峰的相对保留时间RSD<22%,相对峰面
积RSD<35%。说明被分析的各成分在24h内稳
定。
2.6 指纹图谱的建立
按上述色谱条件测定10批桑叶药材样品,GC
MS的TIC图见图1,共出峰57个,其中有17个主要
的共有特征峰(占总峰面积的80%以上),其中10
号峰分离度好,强度大且峰形稳定,故选择为参照
峰,此峰为10个桑叶药材所共有,通过 Shimaduz化
学工作站检索 WILEYTLIB谱图库质谱数据,并结
合有关文献谱图解析,10号峰是 β紫罗兰酮,见图
2。分别计算各特征峰的调整保留时间之比值和相
对峰面积之比,结果见表3。
图1 10批桑叶样品挥发油的GCMS指纹图谱
1.庚醛;2.环乙基辛烷;3.2,4庚二醛;4.苯乙醛;5.苯乙醇;
6.1丙基苯酮;7.β柠檬醛;8.β大马烯酮;9.α紫罗兰酮;
10.β紫罗兰酮;11.仙客来醛;12.n十九烷;13.朴日斯烷;
14.六氢金合欢丙酮;15.邻苯二甲酸异丁酯;
16.十六酸甲酯;17.十六酸。
图2 新疆吐鲁番桑叶样品GCMS图
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表3 10批桑叶挥发油的特征峰的相对峰面积
No S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10
1 0529 1340 2234 0852 0897 0926 0326 1229 3398 3289
2 3678 2463 5468 0468 2475 0479 0456 8427 0975 0872
3 5564 1508 6542 0642 2526 5530 0564 0585 0940 2540
4 1985 0580 7585 5584 2556 8588 0585 0987 3784 4542
5 0658 0685 0988 2680 2868 11670 2384 6682 2620 3680
6 0441 0740 13245 3741 8740 5784 5540 2640 7040 1040
7 1928 0920 5920 2930 1925 1260 5020 3824 0524 8220
8 3138 1130 8536 1835 6135 1738 8535 1630 2732 5187
9 1254 8250 1225 1754 6582 2036 2058 1805 3552 1580
10 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
11 1448 15400 1800 1700 5689 1395 8387 6990 1802 8550
12 5508 1580 9510 2512 2220 4562 8540 1608 5508 3580
13 0591 1200 5592 1200 2350 3600 6614 5997 2690 1890
14 0698 5710 1805 1498 2220 1560 1524 8710 8755 6750
15 5832 2830 11835 2832 1505 21324 2830 6520 1534 1232
16 6901 5904 10920 13542 8565 5902 1504 2143 2204 5256
17 10980 11581 6970 1177 2140 9052 12840 2574 9060 2070
2.7 指纹图谱的聚类分析
对不同产地的10批次的桑叶挥发油的 GCMS
总离子色谱图进行对比分析,获得包括10号峰(β
紫罗兰酮)在内的17个色谱共有峰,将各色谱峰相
对于内参比峰的峰面积量化,得到10×17阶原始数
据矩阵,由软件SPSS作聚类分析,采用离差平方和
法(Wardsmethod),利用欧氏距离(Euclidean)进行
聚类分析。聚类谱系图见图3。聚类分析将10个
产地的桑叶药材分为两类,其中,阿克苏、吐鲁番、哈
密、洛普、江苏、四川、陕西、广州的药材为合格品,列
为Ⅰ类;而伊犁、乌市列为一类列。采用聚类分析,
采用样品之间的相似关系评定质量的优劣,为桑叶
药材挥发性成分在质量控制方面的测定研究提供了
相关的依据。
图3 桑叶药材聚类分析图
3 讨论
3.1 桑叶药材提取条件的选择
在挥发油提取试验中,对药材粒度、溶剂量及提
取时间进行正交试验考察,结果的方差分析发现,药
材粒度影响因素最为显著,依次是提取时间和溶剂
量,最佳提取工艺为40~60目粉碎度,6倍量溶剂
回流提取8h。
3.2 指纹图谱分析
本实验采用 GCMS法对桑叶中的挥发油进行
分析,确定了17个共有峰作为桑叶挥发性成分的指
纹图谱,并检索WILEYT.LIB谱图库质谱图确认各
个共有峰的成分。结果表明各样品 GCMS指纹图
谱虽存在一定差异,但均具有相同的色谱特征峰,各
色谱峰的保留时间匹配较好,特征峰的峰面积因样
品的产地不同,差异较大,该差异主要可通过各特征
峰的表观丰度表达出。采用聚类分析法分析、处理
桑叶药材指纹图谱。聚类分析将10个产地的桑叶
药材分为两大类。桑叶中的挥发油 GCMS指纹图
谱的建立,为桑叶药材挥发性成分在质量控制方面
的研究提供了相关的依据。
3.3 结果分析
由表2,图1,2及文献 3可知,不同产地不同品
种的桑叶挥发油中,都含有一些共有成分如 β大马
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第34卷第7期
2009年4月
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烯酮、α紫罗兰酮、β紫罗兰酮、仙客来醛及其正构
烷烃(C10~C40),但主要成分和一些其他成分不同,
这可能是因为桑叶产地的不同、品种不同,提取方法
不同以及测定所用的仪器不同而造成挥发性成分的
种类有所不同。新疆桑叶挥发油中烷烃(C10~C40)
的质量分数较高,为20% ~50%,与内地桑叶挥发
油的主要成分不同,可能是因为新疆地区干燥,日照
时间长,桑叶皮上含有大量的烷烃(C10~C40)构成
蜡状的薄层,以保存水分不被蒸发。
[参考文献]
[1] 江苏新医学院,中药大辞典.下册[M].上海:上海科学技术出
版,1979.
[2] 谢培山.色谱指纹图谱分析是中草药质量控制的可行策略
[J].中药新药与临床药理,2001,12(3):141.
[3] 孙 莲,符继红,张丽静,等.新疆桑叶中挥发油成分的GCMS
分析[J].中成药,2006,28(6)860.
StudyonfingerprintofmulberryleavesbyGCMS
SUNLian1,YANGWenju2,LIULong1
(1.ColegeofPharmacy,XinjiangMedicalUniversity,Urumqi830054,China;
2.XinjiangColegeofQualityandTechnicalSupervision,Urumqi830011,China)
[Abstract] Objective:ToestablishaGCMSfingerprintprofileofthevolatileoilinmulberyleaves(driedleavesofMorusab
la)inordertoprovidethereferentbasisofqualityevaluation.Method:Thevolatileoilwasextractedfrommulberyleavesbywater
streamdistilationmethod,10bathesofsamplescolectedfromdiferentregionswereanalyzedbyGCMS,andtheirGCMSfingerprint
weresubsequentlyestablished.HierarchicalclusteringanalysiswasperformedbySPSSsoftware.Result:Seventeencommoncharacter
isticpeaksweresummarizedfromthefingerprintofthe10bathesofmulberyLeavessample,whichwereclasifiedtwocategoriesbythe
resultofhierarchicalclusteringanalysis,namelysamplescolectedinAkesuarea,Tulufanarea,Hamiarea,HetianLoupucounty,Jian
gsuprovince,Sichuangprovince,ShanxiprovinceandGuangzhouwereinagroup,whereasthosefromYiliareaandWulumqiwerein
anothergroup.Conclusion:TheestablishedGCMSfingerprintcouldbeusedfortheidentificationandqualityevaluationofmulbery
leaves,themethodwasaccurateandreliable,thefingerprintwasintuitiveandspecific.
[Keywords] mulberyleaves;GCMS;fingerprint;volatileoil
[责任编辑 王亚君]
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