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山苍子油 GC-MS指纹图谱研究
张 艳， 胡金波， 李金凤， 钱俊华， 范永升， 丁兴红*
(浙江中医药大学，浙江 杭州 310053)
收稿日期:2013-02-21
基金项目:2012 年度浙江省级公益性技术应用研究计划项目 (2012C23086)
作者简介:张 艳 (1989—) ，女，硕士生，研究方向:天然药物的生物转化。Tel:18868733784，E-mail:yingying50514@ 126. com
* 通信作者:丁兴红 (1978—) ，男，副教授，博士，研究方向:中药成分研究及生化分离。Tel:(0571)86613587，E-mail:zmkm1978
@ 126. com
摘要:目的 建立山苍子油的 GC-MS指纹图谱。方法 采用水蒸气蒸馏法从不同产地的 11 批山苍子果实中提取挥发
油。以柠檬醛作为对照品，使用 GC-MS联用仪对山苍子油化学成分进行定性和定量分析。采用“中药色谱指纹图谱
相似性评价系统 (2004 A)”建立山苍子油的指纹图谱进行相似度评价。结果 不同产地的 11 批山苍子油所含的主要
化学成分基本相同，确定了 12 个共有峰。结论 长江以南低山丘陵地带产山苍子油的指纹图谱相似度较高，达到
0. 95 以上。
关键词:山苍子油;GC-MS指纹图谱;相似度
中图分类号:Ｒ284. 1 文献标志码:A 文章编号:1001-1528(2013)11-2452-05
doi:10. 3969 / j． issn． 1001-1528. 2013. 11. 032
GC-MS fingerprint of essential oils from Litsea cubeba
ZHANG Yan， HU Jin-bo， LI Jin-feng， QIAN Jun-hua， FAN Yong-sheng， DING Xing-hong*
(Zhejiang Chinese Medical University，Hangzhou 310053，China)
KEY WOＲDS:essential oils from Litsea cubeba;GC-MS fingerprint;similarity
山苍子 Litsea cubeba 又名荜澄茄，属樟科木姜
子属植物［1］，为我国特有的香料植物资源之一，
在我国主要分布于长江以南的低山丘陵地带［2］。
山苍子油是经水蒸气蒸馏从山苍子果实中提取的挥
发油，颜色为棕黄色或淡黄色，有浓郁的柠檬
香味。
目前，国内外已有少量关于山苍子油化学成分
及药理作用的研究［3-7］，其主要成分为柠檬醛，柠
檬醛是开链单萜中最重要的代表之一，天然柠檬醛
一般是指 α-柠檬醛和 β-柠檬醛这两种顺反异构体
组成的混合物［8］。研究发现山苍子油具有显著的
抗菌、抗炎、祛痰、平喘、抗氧化和抗心律失常等
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作用［9-12］，但报道中对于山苍子油的质量评价并未
作深入探讨。本研究利用气 － 质联用仪的高选择
性、高分辨率、高灵敏度等特点，对不同产地山苍
子油的主要化学成分进行定性和定量分析研究，并
进一步通过国家药典委员会推荐的 “中药色谱指
纹图谱相似度评价系统 (2004 A)”对山苍子油的
指纹图谱进行相似度评价，为建立山苍子油质量标
准提供研究基础。
1 仪器与试药
1. 1 仪器 Agilent 7890A GC—5975C MSD气相色
谱-质谱联用仪 (G4513A 自动进样仪、inert MSD
with Triple-Axis Detector 质谱检测器、Agilent GC—
MS Chemstation工作站) ，挥发油测定器 (上海垒
固仪器有限公司)。
1. 2 试药 丙酮 (色谱纯，批号 1002902，TEDIA
公司) ，柠檬醛对照溶液 (批号 49277，上海晶纯
实业有限公司) ，11 批山苍子药材均由浙江中医药
大学中药资源教研室陈建真教授鉴定 (包括四川 1
批、广西 3 批、贵州 1 批、云南 1 批、湖南 2 批、
安徽 1 批、福建 1 批，广东 1 批)。
2 实验方法
2. 1 分析条件
2. 1. 1 气相色谱条件 色谱柱 HP-5MS 5% Phenyl
Methyl Siloxane (30 m × 0. 25 μm × 0. 25 mm) ;载
气 He;柱温为初始温度 50 ℃保持 2 min，以 2
℃ /min升至 115 ℃，再以 5 ℃ /min 升至 180 ℃，
再以 2 ℃ /min 升至 200 ℃，并保持 10 min;进样
口温度 250 ℃;载气流量 1. 0 mL /min;进样量 1
μL;分流模式进样，分流比 20 ∶ 1。
2. 1. 2 质谱条件 EI 电离源;电子能量 70 eV;
光电倍增器管电压 200 V;四级杆温度 150 ℃;离
子源温度 230 ℃;溶剂延迟 8 min;离子源扫描范
围 10 ～ 600 m/z。
2. 2 山苍子油的提取方法 挥发油的提取根据挥
发油测定法［13］进行，分别称取上述 8 个不同产地
的 11 批山苍子药材 100 g，各置于 1 000 mL 圆底
烧瓶中，加水 500 mL 及数粒玻璃珠，振摇均匀，
浸泡 2 h，上端连接挥发油测定器与回流冷凝管，
置加热套中，缓缓加热，至测定器中挥发油的量不
再增加，停止加热，冷却 1 h，开启挥发油测定器
下端活塞，将水缓慢放出，所得挥发油用无水硫酸
钠干燥除水后置于 4 ℃冰箱中保存备用。
2. 3 对照品溶液的制备 准确吸取柠檬醛对照溶
液 5、10、15、25、30 μL，加入到 5 个 10 mL 的
量瓶中，用丙酮溶解并定容，摇匀，滤过，分别量
取 1. 5 mL溶液放入相应进样瓶中，备用。
2. 4 供试品溶液的制备 分别吸取从 11 批山苍子
中所提的挥发油 25 μL，放入不同的 10 mL 量瓶
中，用丙酮溶解并定容，摇匀后滤过，分别量取
1. 5 mL溶液放入相应进样瓶中，备用。
2. 5 测定方法 对照品和供试品溶液均采用自动
进样，以 α-柠檬醛的色谱峰设为 S 峰，分别计算
共有峰的相对保留时间和相对峰面积，采用国家药
典委员会推荐的中药色谱指纹图谱相似度评价系统
(2004 A)计算相似度。
3 方法学考察
3. 1 山苍子油标准曲线 在 2. 1 项分析条件下，
将 5 个不同质量浓度的柠檬醛对照液进样后 (进
样量为 1 μL) ，总离子流图采用峰面积归一化法，
其中对照品柠檬醛的质量浓度作为相应标准曲线的
横坐标，质谱中碎片离子峰的响应值作为相应标准
曲线的纵坐标，得出 α-柠檬醛的回归方程为 y =
4. 817 × 106x + 4. 445 × 105，r = 0. 999;β-柠檬醛的
回归方程分别为 y = 5. 600 × 106x + 4. 854 × 105，
r = 0. 999，显示出较好的线性相关性。柠檬醛对照
品的总离子流图如图 1 所示，α-柠檬醛和 β-柠檬
醛的质谱图如图 2 和图 3 所示。
1． 1． β-柠檬醛 2． α-柠檬醛
1． β-citral 2． α-citral
图 1 柠檬醛对照品的总离子流图
Fig. 1 Total ion chromatogram of citral reference
substances
从图 1 中可以看出，柠檬醛在进行 GC-MS 分
析时分离成 1 号和 2 号两个色谱峰，这两个峰的分
子式均为 C10H16O，NIST11 标准谱库鉴定显示此两
峰是 2 位双键的顺反异构体。其中 1 号峰为 β-柠
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图 2 α-柠檬醛的质谱图
Fig. 2 Mass spectrogram of alpha citral
图 3 β-柠檬醛的质谱图
Fig. 3 Mass spectrogram of beta citral
檬醛 (又名橙花醛) ，是 2 位双键的 Z-异构体，2
号峰为 α-柠檬醛 (又名香叶醛) ，是 2 位双键的 E-
异构体。
3. 2 精密度试验 取贵州产山苍子油供试品溶液，
在 2. 1 项分析条件下连续进样 6 次，结果显示各共
有峰的相对保留时间与相对峰面积的 ＲSD 分别为
0. 01% ～ 0. 02% 和 0. 15% ～ 0. 24%，相似度均为
1. 000，表明该仪器的精密度良好。
3. 3 稳定性试验 取贵州产山苍子油供试品溶液，
在 0、1、2、4、8、12、16、24 h各进 1 μL，发现
各共有峰相对保留时间与相对峰面积的 ＲSD 分别
为 0. 09% ～ 0. 13%、0. 11% ～ 0. 25%，相似度均
为 1. 000，表明各个样品成分在 24 h内均稳定。
3. 4 重复性试验 取贵州产的山苍子油，平行制
备 6 份供试品溶液，在 2. 1 项分析条件下依次进样
分析，计算各共有色谱峰的相对保留时间与相对峰
面积的 ＲSD 分别为 0. 02% ～ 0. 04% 和 0. 23% ～
0. 75%，相似度均为 1. 000。说明本实验方法的重
复性良好。
3. 5 加样回收率试验 取已知柠檬醛含有量的贵
州产山苍子油，加入柠檬醛对照品，配制方法同
2. 4 项供试品溶液的制备，用 α-柠檬醛和 β-柠檬
醛的标准曲线测出其相应含有量，算出柠檬醛的总
量，计算回收率及相对标准偏差，结果见表 1。
表 1 加样回收率试验结果
Tab. 1 Ｒesults of recovery tests
取样量
/μL
样品量
/mg
加入量
/mg
测得量
/mg
回收率
/%
平均回
收率 /%
ＲSD
/%
12 5. 015 9 3. 977 9 8. 938 3 98. 60
12 5. 015 9 5. 015 6 10. 012 5 99. 62
12 5. 015 9 6. 053 3 11. 079 8 100. 17
12. 5 5. 224 9 4. 150 8 9. 346 1 99. 29
12. 5 5. 224 9 5. 188 5 10. 358 0 98. 93 99. 24 0. 95
12. 5 5. 224 9 6. 312 7 11. 515 7 99. 65
13 5. 433 9 4. 323 8 9. 647 3 97. 45
13 5. 433 9 5. 448 0 10. 817 8 98. 82
13 5. 433 9 6. 485 7 11. 959 6 100. 62
4 结果
4. 1 指纹图谱的建立及分析 将 11 个样品的 GC-
MS数据导入国家药典委员会推荐的 “中药色谱指
纹图谱相似性评价系统 (2004 A)”，经校准后得
总离子流叠加图［14］，见图 4，图 4 中的 S1 ～ S11 分
别是四川、广西 (1、2、3)、贵州、云南、湖南
(1、2)、安徽、福建，广东产山苍子油的指纹图
谱，Ｒ是生成的对照图谱。共有峰的指纹图谱见图
5，12 个共有峰的化学成分如表 2 所示。在 12 个
共有特征峰里，选择保留时间为 29. 138 min 的 11
号峰 α-柠檬醛为内参峰 (S 峰) ，以其保留时间和
峰面积为 1，分别计算各特征峰的相对保留时间
(保留时间之比)和相对峰面积 (峰面积之比)。1
～ 12 号峰的相对保留时间 (min)分别为 0. 2990
(ＲSD 0. 09%)、0. 3214 (ＲSD 0. 09%)、0. 3678
(ＲSD 0. 08%)、0. 3922 (ＲSD 0. 13%)、0. 3980
(ＲSD 0. 09%)、0. 4658 (ＲSD 0. 06%)、0. 7362
(ＲSD 0. 07%)、0. 8035 (ＲSD 0. 08%)、0. 8147
(ＲSD 0. 05%)、0. 9319 (ＲSD 0. 03%)、1. 0000
(ＲSD 0. 00%)、1. 2908 (ＲSD 0. 10%) ，共有峰峰
面积之和大于总峰面积的 90%;样品的指纹图谱
与山苍子油对照指纹图谱比较，指纹图谱的相似度
均大于 0. 96。
4. 2 11 批山苍子油指纹图谱的相似度评价 将不
同产地的山苍子油的供试品溶液进行色谱分析，采
用“中药色谱指纹图谱相似度评价系统 (2004
A)”软件对 GC-MS 数据进行处理，以 11 批山苍
子药材的色谱指纹图谱经相似度评价系统软件生成
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图 4 11 个样品的 GC-MS 指纹图谱的叠
加图
Fig. 4 GC-MS fingerprint overlay chart of
11 samples
图 5 样品的 GC-MS共有指纹图谱
Fig. 5 GC-MS common fingerprint of samples
表 2 山苍子油中共有峰的化学成分
Tab. 2 Chemical components of common peaks of essential
oils from Litsea cubeba
峰号
保留时间
/min 化合物 分子式
相成分子
质量
1 8. 789 α-Pinene α-蒎烯 C10H16 136. 23
2 9. 450 Camphene莰烯 C10H16 136. 23
3 10. 718 β-Pinene β-蒎烯 C10H16 136. 23
4 11. 429 5-Hepten-2-one，6-methyl-甲基庚烯酮
C8H14O 126. 2
5 11. 598 β-Myrcene 月桂烯 C10H16 136. 23
6 13. 573 D-Limonene柠檬烯 C10H16 136. 23
7 21. 452 6-Octenal，3，7-dimethyl-
(Ｒ)- (+)-香茅醛
C10H18O 154. 25
8 23. 411 Cyclohexane，ethenyl-乙烯基环己烷
C8H14 110. 2
9 23. 738 α-Terpineol α-松油醇 C10H18O 154. 25
10 27. 154 β-Citral β-柠檬醛 C10H16O 152. 23
11 29. 138 α-Citral α-柠檬醛 C10H16O 152. 23
12 37. 610 Caryophyllene 反式石竹烯 C15H24 204. 35
可反映药材质量的对照图谱为基准，用相关系数
(中位数)代表其相似度，计算各个产地相应的图
谱与对照图谱的相似度，对这几种山苍子油进行评
价，结果发现 8 个产地的 11 批山苍子油的相似度
均大于 0. 950，说明不同产地的山苍子油的主要成
分基本相同。
4. 3 柠檬醛测定结果 色谱峰相应的质谱图检索
采用 NIST11 标准谱库进行检索，并逐个解析各峰
的总离子流图。用标准曲线对 11 批山苍子挥发油
进行定量，得出山苍子油主要成分 α-柠檬醛和 β-
柠檬醛的相应含有量如表 3 所示。
表 3 不同产地山苍子油的 α、β-柠檬醛的量
Tab. 3 Alpha，beta citral content of essential oils from
Litsea cubeba from different habitats
产地
α-柠檬醛
/%
β-柠檬醛
/%
柠檬醛的
总量 /%
四川 22. 07 15. 99 38. 06
广西 27. 22 19. 19 46. 41
云南 23. 27 16. 20 39. 47
湖南 23. 21 15. 86 39. 07
安徽 24. 13 17. 28 41. 41
福建 24. 66 17. 58 42. 24
贵州 27. 49 19. 06 46. 55
广东 23. 53 16. 31 39. 84
由表 3 中的数据可知:不同产地的山苍子挥发
油中柠檬醛的量略有不同，而且，每个产地中 α-
柠檬醛量均比 β-柠檬醛量略高。其中柠檬醛的总
量以 贵 州 产 的 (46. 55%) 最 高，四 川 的
(38. 06%)最低。
5 讨论
GC-MS联用技术具有选择性高、灵敏度高、
分辨率高、样品量少和分析时间短等优点，主要用
于挥发性成分的定性和定量分析，该技术已成为富
含挥发油类药材的重要鉴别方法［15］，本技术不仅
能使不同的化合物得到有效分离，还能使分子式相
同的同分异构体如 α-柠檬醛和 β-柠檬醛得到很好
地分离，可更好地进行化合物的定性和定量分析。
本研究通过 GC-MS 技术和中药色谱指纹图谱相似
度评价系统 (2004 A)建立了山苍子油的指纹图
谱，得到山苍子油成分的相似性分析结果，该结果
能准确地反映山苍子油成分的基本信息，在山苍子
油的质量评价方面具有重要意义。
本研究过程中考察了甲醇、正己烷、丙酮等溶
剂溶解山苍子油样品的出峰情况，结果显示以丙酮
为溶剂时样品的色谱峰分离度较好，基线比较平
稳，柠檬醛的丰度较高。选择气相色谱条件时，柱
温采用初始温度 50 ℃，进行程序升温时分离效果
较好;样品采用不分流进样和分流比分别为 20 ∶
1、40 ∶ 1、80 ∶ 1 等进样时发现，分流进样且分流
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比为 20 ∶ 1 时，基线比较平稳，色谱峰的分离效果
较好。
山苍子油成分定性分析能鉴定出柠檬醛、蒎
烯、柠檬烯等多种化学成分，其中 α-柠檬醛在色
谱图中处于中间位置，分离较好，丰度最高，是
11 批山苍子油样品共有的化学成分，故选择 α-柠
檬醛作为指纹图谱的参照物。由 8 个不同产地的山
苍子挥发油化学成分的定量测定及比较可知，不同
产地山苍子挥发油的主要成分均为柠檬醛，在柠檬
醛的两种顺反异构体中 α-柠檬醛的量均比 β-柠檬
醛的略高。除此之外，贵州产的山苍子油除含有柠
檬醛外主要还含有香茅醛、香叶醇、橙花醇等萜烯
类化合物，这些化合物也具有一定的镇咳、抗菌、
抗病毒等作用［16］。
用中药色谱指纹图谱相似度评价系统软件进行
相似度评价时，发现 8 个产地 11 批山苍子油的指
纹图谱有 12 个共有峰，指纹图谱中 12 个共有峰的
峰面积比较中发现山苍子油的成分含有量不同，另
一方面指纹图谱共有峰的相似度均在 0. 950 以上，
说明山苍子油的成分含有量虽有差异，但差异较
小。本研究可为山苍子的质量控制和临床应用提供
一定的科学依据。
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