基于頂空-氣相色譜-離子遷移譜的北柴胡與藏柴胡鑒別

樊洪利， 劉亞雄， 喬莉， 陳馥， 羅卓雅

（1.廣州中醫藥大學，廣東廣州 510006；2.廣東省藥品檢驗所，國家藥品監督管理局藥品快速檢驗技術重點實驗室，廣東廣州 510663）

北柴胡為傘形科植物柴胡（Bupleurum chinenseDC.）的干燥根，是臨床最為常用的解表藥之一，具有疏肝解郁、解肌退熱的功效，用于治療感冒發熱、寒熱往來、瘧疾、肝郁氣滯等病證[1-2]。藏柴胡[Bupleurum marginatumvar.Wall.ex DCstenophyllum（Wolff）Shan et Li]主產于甘肅，其解熱、抗炎作用與北柴胡相似，但保肝作用不明顯[3]，且具有藥理毒性[4]，其常作為民族藥但并未收錄于《中華人民共和國藥典》。不同的道地藥材其有效成分含量不同，直接關系到其臨床療效，目前市場上時有利用藏柴胡替代北柴胡的事件發生，因此，建立有效的藥材鑒別方法尤為必要[5-6]。鑒別柴胡的方法多為性狀鑒別[7]、薄層色譜（TLC）[8]、高效液相色譜（HPLC）[9]、高效液相色譜-質譜（HPLC-MS）聯用[10]等，其中，性狀鑒別的主觀因素影響較大，TLC、HPLC及HPLC-MS等方法需要對藥材進行復雜的前處理，且分析周期較長。本研究使用頂空-氣相色譜-離子遷移譜（HSGC-IMS）技術對北柴胡與藏柴胡直接檢測，可快速鑒別北柴胡與藏柴胡。

1 材料與方法

1.1 儀器HS-GC-IMS儀（德國G.A.S.公司）；MS204S型1/萬電子天平（瑞士梅特勒-托利多公司）。

1.2 數據分析采用HS-GC-IMS儀器配套的分析軟件LAV（laboratory analytical viewer）及3款插件Reporter、GalleryPlot、Int Dynamic Principal Components Analysis（Int Dynamic PCA）對樣品離子遷移譜圖進行分析。

1.3 樣品北柴胡藥材（編號：BCH1～21），藏柴胡藥材（編號：ZCH1～17），已經廣東省藥品檢驗所中藥室李華主任藥師進行鑒定。樣品的詳細來源見表1。

表1 柴胡樣品的來源Table 1 Resource of samples of Bupleurum Chinense DC.and B.Marginatum var.Stenophyllum.

1.4 樣品前處理取0.1 g柴胡樣品置于20 mL頂空進樣瓶中，120℃孵化30 min，經頂空進樣并使用HS-GC-IMS進行分離檢測，每個樣品平行測定2次。

1.5 分析條件MXT-WAX色譜柱（15 m×0.53 mm，1.0μm），MXT-5色譜柱（15 m×0.53 mm，1.0μm），載氣/漂移氣為氮氣，載氣流量（0～5 min，5 mL/min；5～10 min，5～25 mL/min；10～15 min，25～125 mL/min；15～30 min，125 mL/min），漂移氣流量150 mL/min，柱溫80℃，IMS溫度80℃，進樣針溫度125℃，進樣體積500μL。

2 結果

2.1MXT-5色譜柱檢測柴胡采用MXT-5色譜柱分別檢測21批北柴胡及17批藏柴胡，其典型圖譜詳見圖1-a，通過統計獲得北柴胡揮發性特征峰1個，藏柴胡揮發性特征峰5個。其Gallery圖譜詳見圖1-b，顏色越深表明該揮發性物質的含量越高。由圖可見，北柴胡與藏柴胡的主要區別在于揮發性特征物質含量的高低。采用Int Dynamic PCA軟件對21批北柴胡及17批藏柴胡進行主成分分析，詳見圖1-c，可見北柴胡BCH 1～21聚成一堆，藏柴胡ZCH 1～17聚成一堆，兩者各自獨立聚成一堆，表明兩者有明顯的差異，且PC-1與PC-2總占比為87%，表明通過弱極性MXT-5柱可以對北柴胡與藏柴胡進行有效區分。

圖1 MXT-5色譜柱檢測北柴胡及藏柴胡的特征峰與主成分分析Figure 1 Characteristic peaks and principal component analysis of Bupleurum chinense DC.and B.marginatum var.stenophyllum using MXT-5 column

2.2MXT-WAX色譜柱檢測柴胡采用MXTWAX色譜柱分別檢測21批北柴胡及17批藏柴胡，其典型圖譜詳見圖2-a。通過統計獲得北柴胡揮發性特征峰4個，藏柴胡揮發性特征峰4個。其Gallery圖譜詳見圖2-b。顏色越深表明該揮發性物質的含量越高。由圖可見，北柴胡與藏柴胡的主要區別在于揮發性特征物質含量的高低。采用Int Dynamic PCA軟件對21批北柴胡及17批藏柴胡進行主成分分析，詳見圖2-c，可見北柴胡BCH 1～21聚成一堆，藏柴胡ZCH 1～17聚成一堆，兩者各自獨立聚成一堆，表明兩者之間有明顯的差異，且PC-1與PC-2總占比為91%，表明通過強極性MXT-WAX柱可以更好地對北柴胡與藏柴胡進行有效區分。

圖2 MXT-WAX色譜柱檢測北柴胡及藏柴胡的特征峰與主成分分析Figure 2 Characteristic peaks and principal component analysis of Bupleurum chinense DC.and B.marginatum var.stenophyllum using MXT-WAX column

2.3 取樣量的優化取北柴胡10與藏柴胡4樣品，分別稱取0.05、0.1、0.2、0.3 g，于120℃孵育30 min后進行檢測。結果顯示：0.05 g樣品出峰較少；0.2 g及0.3 g樣品出峰較多，但信號強度過高，峰分離度較差；0.1 g樣品出峰較好，且峰與峰之間分離度好。因此，選擇北柴胡與藏柴胡的取樣量為0.1 g。

2.4 頂空孵育溫度的優化固定孵育時間為30 min，優化頂空孵育溫度。取北柴胡10與藏柴胡4樣品，分別于80、90、100、110、120℃孵育。結果顯示，隨著孵育溫度的升高，出現的峰增多，但溫度過高可能造成揮發性物質的降解，因此選擇頂空孵育溫度為120℃。

2.5 頂空孵育時間的優化固定孵育溫度為120℃，優化頂空孵育時間。取北柴胡10與藏柴胡4樣品，分別于10、20、30、40、50 min進行孵育。結果顯示，隨著孵育時間的增加，出現的峰增多，30 min后出現峰的個數和強度增加不明顯，因此選擇頂空孵育時間為30 min。

3 討論

柴胡的化學成分種類繁多，包括揮發油、柴胡皂苷、香豆素和脂肪酸等，其中揮發油是柴胡的有效成分之一[8]。目前，有較多方法分析柴胡的化學成分[4，7-11]，楊印軍等[4]采用超高效液相色譜-四極桿飛行時間質譜（UPLC-Q-TOF-MS）方法比較了北柴胡、竹葉柴胡、藏柴胡與小葉黑柴胡之間的化學成分構成，該方法需要復雜的樣品前處理，且需要質譜儀完成，成本高；于丹等[8]采用TLC及HPLC對柴胡的有效成分進行研究，但該方法需要對柴胡的樣品進行研粉、浸泡、提取等復雜的前處理，且研究周期長，不能滿足快速檢驗技術的要求；廖遠熹等[11]運用靜態頂空-毛細管氣相色譜-質譜法及質譜檢索和保留指數相結合技術對6種不同產地柴胡的揮發性成分進行了檢測，該方法分析周期較長且需要質譜儀完成，成本高。

HS-GC-IMS是一種頂空氣相色譜與離子遷移譜聯用的技術，既具備了頂空氣相色譜無需樣品前處理與突出分離的特點，又具備了離子遷移譜高靈敏度、高分辨率、操作簡單等優點[12-15]。HSGC-IMS可以從分子水平上快速檢測待測樣品中的揮發性物質，被廣泛應用于中藥[14-18]、化妝品[19-20]、食品[21-22]等檢測領域，而北柴胡與藏柴胡含有大量的揮發性成分[23]，基于此，本研究采用HS-GC-IMS對北柴胡與藏柴胡進行鑒別。

綜上所述，本研究采用HS-GC-IMS可簡單、快速地鑒別北柴胡與藏柴胡，并使用MXT-WAX色譜獲得北柴胡與藏柴胡的揮發性特征峰分別為4個，為鑒別北柴胡與藏柴胡提供了可靠的參考資料。