GC-Q-TOF/MS分析銀杏果正己烷提取液中化學成分

魏小華，張軍毅，張虎軍

(江蘇省無錫環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇無錫 214000)

銀杏果為銀杏科植物銀杏(GinkgobilobaL.)的成熟種子，其味甘、苦、澀，性平，有毒，歸肺經(jīng)，具有斂肺定喘、止帶縮尿之功效；銀杏屬于銀杏科Ginkgoaceae，現(xiàn)存僅1屬1種，為新生代第四紀冰川時期的孑遺植物，素有活化石之稱[1]。銀杏是我國特產(chǎn)，我國栽培種植銀杏的數(shù)量占世界首位，約占全世界總量的75%[2]。銀杏作為藥用已有600多年的歷史，其功效最早記載于《神農本草經(jīng)》。各部位均有不同程度的藥用價值[3]，是傳統(tǒng)中藥。

現(xiàn)有研究顯示，銀杏果有廣泛的藥理活性。銀杏所含化學成分具有抗氧化、清除自由基、改善凝血功能、改善血流動力學作用，以及抗炎、改善心肌、腦缺血再灌注損傷作用[4-5]。以銀杏及其有效成分開發(fā)的制劑有片劑、膠囊劑、顆粒劑、口服液、注射劑、滴丸、糖漿、酊劑等，在日常生活中被廣泛應用[6-7]。該研究以銀杏果為試驗對象，通過溶劑萃取法提取銀杏果中的化學成分，并用氣相色譜-飛行時間質譜(GC-Q-TOF/MS)分析銀杏果中的化學成分，為科學合理地利用銀杏果提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料新鮮銀杏的果實，采摘于無錫市惠山區(qū)惠山古寺的古銀杏樹。Agilent 7890 B/7200 Q-TOF/MS四級桿飛行時間質譜儀(Gerstel MPS 2XL多功能進樣平臺)；DB-5MSUI毛細管色譜柱(30.0 m×0.25 mm，0.25 μm)；TegentHei-VAP/LR12型旋轉蒸發(fā)儀；DC12H型氮吹濃縮儀。正己烷、甲醇等均為農殘級；試驗用水為去離子水；無水硫酸鈉450 ℃烘干4 h后使用。

1.2 儀器條件

1.2.1色譜條件。進樣口溫度220 ℃，不分流，色譜柱為DB-5MSUI柱(30.0 m×0.25 mm，0.25 μm)；柱箱初始溫度50 ℃(3 min)，以8 ℃/min升至 150 ℃(2 min)，以5 ℃/min升至230 ℃(5 min)，以10 ℃/min升至280 ℃(15 min)。

1.2.2質譜條件。溶劑延遲3.0 min，70 eV，傳輸線280 ℃，EI源250 ℃，掃描質量范圍40～600 amu。

1.3 提取和分離采摘的銀杏果去掉外層果肉，保留內部果核，洗凈，通風處室溫晾置24 h去掉殼外水分，即得銀杏果。取50顆銀杏果，去掉堅硬的白色果殼，果仁稱重為79.82 g，備用。

提取裝置由雙頸燒瓶+恒壓滴液漏斗+蛇形冷凝管組成，恒壓滴液漏斗為收集器。搗碎果仁，裝入1 000 mL雙頸燒瓶，加入500 mL正己烷，裝好溫度計和冷凝管，62 ℃正己烷沸騰回流2 h，回流液冷卻至常溫用旋轉蒸發(fā)儀減壓(30 ℃，150 Pa)濃縮至10 mL左右。濃縮液過無水硫酸鈉，氮吹濃縮至約2 mL，過0.22 μm針式濾頭后收集于進樣小瓶中，定容至5 mL，混勻，取1 mL上機分析。

2 結果與分析

通過對銀杏果提取液的GC-Q-TOF/MS分析，其色譜圖見圖1。利用Qualitative Analysis B.6.00軟件和NIST MS Search 2.0程序檢索NIST 11數(shù)據(jù)庫并結合有關文獻的檢索最終確定銀杏果提取液中的化學組分，去掉匹配度低的化合物，從中共解析出216種化合物，采用峰面積歸一法確定了各組分的百分比含量，216種化合物占提取物組分的93.13%，匹配度均大于80%。其中大部分為烷烴、不飽和烯烴、酯類等，這些結構相對簡單的化合物共有134種，占組分的83.91%。剩下的82種化合物為結構相對復雜的單帖、倍半萜、甾醇類等化合物，占組分的9.22%，82種相對復雜的化合物其分子式等信息見表1。

圖1 銀杏果提取液GC-Q-TOF/MS色譜圖Fig.1 GC-Q-TOF/MS chromatogram of extracting solution Ginkgo biloba seeds

表1 銀杏果提取液GC-Q-TOF/MS分析結果

2.1 單萜、倍半萜類化合物從解析出的化合物中，有數(shù)量眾多的單萜、倍半萜類化合物。倍半萜類化合物因其骨架類型豐富，化學結構復雜多樣，是萜類化合物中數(shù)目最多的一類，且具有抗炎、抗腫瘤、免疫調節(jié)等生物活性[8]，廣泛應用于醫(yī)藥、食品、保健品等領域[9]。該試驗的倍半萜主要有杜松烷型倍半萜[10-11]和愈創(chuàng)木烷結構[12]的喇叭烯氧化物、桉油烯醇。

從圖2可看出，杜松烷型倍半萜和愈創(chuàng)木烷型倍半萜通過雙鍵的加成和消去，能形成多種醇、環(huán)烯烴等衍生結構，此類化合物含有多個手性原子，這也是其具有較強生物活性的原因之一。

注：箭頭表示烯鍵及官能團的開合方向Note：Arrows indicate the opening and closing directions of olefinic bonds and functional groups圖2 銀杏果正己烷提取液中杜松烷型倍半萜和愈創(chuàng)木烷型倍半萜的化學結構Fig.2 Chemical structures of cadinane sesquiterpenes and guaiane-type sesquiterpenoid in n-hexane extract of Ginkgo biloba

2.2 萜內酯和萜苷從解析出的化合物中，還含有倍半萜內酯和萜苷(圖3)。倍半萜內酯是一類廣泛分布于植物中的天然產(chǎn)物，含有15個碳骨架和1個或者多個內酯環(huán)。倍半萜內酯和萜苷具有顯著的抗炎、抗腫瘤等作用[13-14]。另外，還有一個類青蒿素的化合物2-Butyloxycarbonyloxy-1，1，10-trimethyl-6，9-epidioxydecalin，這類化合物均具有優(yōu)良的生物活性[15-17]。

圖3 銀杏果正己烷提取液中萜內酯和萜苷的化學結構Fig.3 Chemical structures of the sesquiterpene lactones and sesquiterpene glycoside in n-hexane extract of Ginkgo biloba

2.3 甾醇類銀杏果正己烷提取液中還含有甾醇類物質，植物甾醇在多種植物中均含有，具有抑制膽固醇吸收、防治心腦血管疾病、抗炎抑菌、抗腫瘤、抗癌等作用[18-20]，應用廣泛。

圖4 銀杏果正己烷提取液中甾醇類的化學結構Fig.4 Chemical structures of the sterols in n-hexane extract of Ginkgo biloba

3 小結與討論

銀杏果在我國屬于藥食同源植物，具有很高的營養(yǎng)和藥用價值。該試驗利用氣相色譜-飛行時間質譜(GC-Q-TOF/MS)分析了銀杏果正己烷提取液中的化學成分，其中含有多種單帖、倍半萜類、萜類內酯和萜苷、甾醇等物質，并重點分析了這部分化合物及其結構信息，這部分化合物雖然占比僅為9.22%，但是這類化合物均具有良好的生物活性和藥理作用，也是化學分析研究重點關注的方向。該試驗通過對銀杏果正己烷提取液的解析，以期為銀杏果這一資源的充分開發(fā)和應用提供科學參考，讓銀杏果為人類健康與發(fā)展作出更大的貢獻。