HS-SPME-GC-MS法分析銅錘玉帶草的揮發性成分*

何 琴，馬潔瑤，陳 秧

(1 湖南醫藥學院，湖南 懷化 418000；2 湖南醫藥學院民族醫藥研究中心，侗醫藥研究湖南省重點實驗室，湖南 懷化 418000)

銅錘玉帶草[Pratiabegonifolia(Wall.) Lindl]又名小銅錘、地茄子、地鈕子、銅錘草等，為桔梗科(Campanulaceae)銅錘玉帶草屬(PratiaGaud)一年生陰生草本植物，全草入藥，性味歸經為辛、苦、平。其分布較為廣泛，在我國的貴州、湖南、四川、湖北、廣東、廣西和云南等地方均有分布，生于田邊、路旁、低山草披或疏林中的潮濕地[1]。具有祛風除濕、活血化瘀、消炎解毒等功效，可用于治療風濕疼痛，跌打損傷，月經不調，目赤腫痛，乳癰，無名腫毒[2-5]，銅錘玉帶草的物質成分研究報道較少，目前報道的有聚乙炔、黃酮類、高級脂肪酸和萜類化合物[6-8]，銅錘玉帶草具有藥食兩用的特點，果實可做成果脯，莖葉可被當做野菜進行烹飪食用[9]。目前該植物應用僅限于民間治療，未得到全面研究和開發，文獻調研發現，并沒有相關文獻對銅錘玉帶草的揮發性成分進行研究。因此，本研究首次采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術(HS-SPME-GC-MS)對銅錘玉帶草的揮發性成分進行分析。

1 儀器與試藥

Thermo ScientificTMTrace 1300 ISQ LT氣相色譜串聯質譜聯用儀，美國賽默飛世爾科技有限公司；Thermo Scientific AI 1310自動進樣器，美國賽默飛世爾科技有限公司；質譜檢索數據庫：NIST 17；手動固相微萃取裝置，美國Supelco公司；75 μm Carboxen/PDMS萃取纖維頭，美國Supelco公司；4 mL的頂空瓶，美國Supelco公司；Thermo Scientific TG-5MS型毛細管色譜柱(5%苯基二甲基聚硅氧烷，30 m×0.25 mm，0.25 μm)，美國賽默飛世爾科技有限公司；十萬分之一電子天平，賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；中草藥粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司。

銅錘玉帶草的全草從湖南懷化購置，經湖南醫藥學院汪冶教授鑒定為桔梗科(Campanulaceae)銅錘玉帶草屬(PratiaGaud)的干燥全草，標本保存在湖南醫藥學院民族醫藥研究中心。

2 方法與結果

2.1 固相微萃取提取揮發性組分

將適量銅錘玉帶草的干燥全草放入中藥粉碎機，研磨 2次，2 min/次，收集研碎后的粉末，置于密封袋中于陰涼干燥處保存備用。取10 mg銅錘玉帶草的全草粉末，置于容積為4 mL的頂空瓶中，將75 μm Carboxen/PDMS萃取纖維頭插入密封的頂空瓶上部，密閉頂空瓶，在55 ℃平臺上頂空萃取 30 min以吸收揮發物，將萃取頭抽出，迅速插入氣相色譜儀進樣口中，300 ℃熱解析5 min拔出進樣。

2.2 GC-MS分析條件

色譜柱為TG-5MS型毛細管色譜柱(5%苯基二甲基聚硅氧烷，30 m×0.25 mm，0.25 μm)，初始溫度50 ℃(保持3 min)，以2 ℃/min速率升溫至100 ℃(保持15 min)，以2 ℃/min的速率升溫至150 ℃(保持5 min)，再以10 ℃/min的速率升溫至280 ℃(保持8 min)；載氣為高純度He(純度為99.999%)；載氣流速為1.0 mL/min。進樣口溫度保持300 ℃，分流比：50∶1。

離子源為EI源；離子源溫度280 ℃；傳輸線溫度： 250 ℃；電子能量：70 eV；掃描質量范圍：50～620 amu。

2.3 結 果

銅錘玉帶草的揮發性成分總離子流圖如圖1所示。

根據總離子流圖進行分析，各化合物峰通過NIST 17庫檢索，從中共鑒定出43種化學成分，占總揮發性成分的86.62%，用峰面積歸一化法對各化學成分進行相對百分比含量的計算。結果如表1所示。

圖1 銅錘玉帶草的揮發性成分總離子流圖

表1 銅錘玉帶草的揮發性成分

續表1

3 討 論

在前期條件摸索中，作者曾嘗試采用水蒸氣蒸餾方法對銅錘玉帶草中的揮發性成分進行提取，發現沒有明顯的揮發油被提取出來，后經過文獻查閱得知，由于銅錘玉玉帶草這類草質藥材質地柔軟疏松，經過采收、加工、干燥、貯存等過程后，揮發油容易散失[10]，而頂空固相微萃取技術具有高效、便捷、快速、無需溶劑、樣品用量少、綠色環保等特點，特別適合微量揮發性成分的富集，目前已被廣泛應用于中藥單味藥材和中藥復方制劑的揮發性成分定性定量研究[11]。

本文應用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用(HS-SPME-GC-MS)技術，對銅錘玉帶草中揮發性成分進行分析，在方法摸索中，選用了適用于氣體和小分子量化合物檢測的Carboxen/PDMS萃取纖維頭，另對萃取溫度和萃取時間進行優化，發現溫度對萃取效果具有較大的影響，隨著溫度的升高，總峰面積呈現先增后減的趨勢，萃取時間考察了30 min、40 min和50 min，未發現譜圖有很大區別，最后的萃取條件確定為：在55 ℃平臺上頂空萃取30 min以吸收揮發物。

從結果分析中可知銅錘玉帶草中主要揮發性成分為：β-石竹烯(11.64%)、順式-β-法呢烯(7.03%)、植酮(6.80%)、依蘭烯(5.64%)、二氫獼猴桃內酯(4.63%)和(+)-δ-紫穗槐烯(3.95%)等，其中包括倍半萜類19種，醛類7種，酮類 5種，醇類3種，酯類2種，其他類型7種。倍半萜類成分的主要藥理活性包括抗腫瘤、抗炎、免疫抑制、抑菌和抗病毒等[12]，β-石竹烯在銅錘玉帶草揮發性成分中含量最高，研究表明其具有較好的抗炎活性，不僅能抑制LTB4、PGE2、NO和iNOS炎癥介質的產生，而且能下調TNF-α、IL-1β、COX-2、5-LOX、FLAP、NF-κB-p65的表達[13]；植酮具有抗菌、鎮痛和抗炎活性；依蘭烯是一種香料成分[14]；二氫獼猴桃內酯帶有香豆素樣香氣，可以用來調配煙用香精[15]；紫穗槐烯對金黃色葡萄球菌有顯著抑制作用[16]。綜上所述，推測銅錘玉帶草祛風除濕、消炎解毒等功效與其豐富的倍半萜類成分有著密切關系，另β-石竹烯起著主要的抗炎作用。

4 結 論

本文首次通過頂空固相微萃取技術提取銅錘玉帶草中揮發性成分，并從中共鑒定出43種化學成分，占總揮發性成分的86.62%，其主要成分為倍半萜類化合物，其次為醛類、酮類化合物。該方法可快速鑒定銅錘玉帶草中的揮發性成分，為銅錘玉帶草的進一步質量標準和藥效物質基礎研究奠定基礎。