何 佳 葉麗華 李靜慧 魯夢霞 張文婷

(1.浙江中醫(yī)藥大學藥學院，杭州 310053；2. 正大青春寶藥業(yè)有限公司，杭州 310023；3. 浙江省食品藥品檢驗研究院，杭州 310052；4. 國家藥品監(jiān)督管理局中成藥質量評價重點實驗室，杭州 310052)

麥冬為百合科植物麥冬(Ophiopogon japonicas(L.f)Ker-Gawl)的干燥根莖，具有養(yǎng)陰生津，潤肺清心的功效，用于肺燥干咳，陰虛癆咳，喉痹咽痛，津傷口渴，內熱消渴，心煩失眠，腸燥便秘[1]?，F(xiàn)代藥理學研究表明，麥冬具有抗炎、降血糖、心肌保護、抗腫瘤、增強免疫等藥理作用[2]。根據(jù)不同產(chǎn)地，麥冬主要分為浙麥冬與川麥冬兩大類。其中產(chǎn)自浙江、栽培期為3年的麥冬被稱為浙麥冬，其為浙江傳統(tǒng)的道地藥材，在臨床中廣泛使用。中國藥典2015版記載，麥冬飲片的炮制方法為除去雜質，洗凈，潤透，軋扁，干燥。麥冬炮制的目的是去除雜質, 有利于有效成分的煎出；且由于麥冬含有大量粘液質，質地柔潤，味甜發(fā)粘，在貯藏中易受潮發(fā)熱，極易生霉、泛油，嚴重地影響了臨床療效，因此需對其進行干燥[3，4]。麥冬的主要化學成分為多糖類、高異黃酮類、甾體皂苷類和揮發(fā)油類[2]，有研究發(fā)現(xiàn)，麥冬炮制后其甾體皂苷、高異黃酮、總多糖、氨基酸、核苷類成分及含量均會產(chǎn)生變化[5]，但對于其炮制前后揮發(fā)性成分及含量是否會發(fā)生變化，目前尚未見有關報道。目前對于麥冬中揮發(fā)油的研究主要采用水蒸氣蒸餾法、超臨界CO2萃取法等對麥冬中的揮發(fā)油進行提取，再利用GC-MS對提取到的成分進行鑒定[6，7]。但這些技術存在著提取時間長、提取效率低、儀器使用成本高等弊端。氣相色譜-離子遷移(GC-IMS)法是一種檢測混合物中揮發(fā)性有機物的新技術，IMS基于漂移管中氣相離子遷移率的不同而對其進行分離，當其作為氣相色譜檢測器時，氣相色譜的保留時間與IMS漂移時間相結合，從而實現(xiàn)揮發(fā)性有機物質在給定樣品中的二維分離[8]。該方法具有無需復雜的樣品前處理，樣品粉碎后即可直接進樣、靈敏度高、分析時間短等優(yōu)點[9]。本實驗采用GC-IMS法對加工前后的麥冬樣品中的揮發(fā)性有機物進行的鑒定，并采用主成分分析法(PCA)基于鑒定得到的揮發(fā)性有機物對加工前后的浙麥冬進行分類，對加工前后浙麥冬進行快速鑒別。

1 儀器與材料

1.1 實驗材料

3批浙麥冬藥材樣品均來自浙江省寧波市慈溪市(其批號分別為：20170720、20170820、20170825)；浙麥冬飲片由華東醫(yī)藥有限公司按中國藥典2015版規(guī)定的方法從該3批浙麥冬藥材炮制得到。

1.2 實驗儀器

FlavourSpec?風味分析儀(德國G.A.S公司)；XPE205電子天平(梅特勒-托利多儀器有限公司)。

2 方法與結果

2.1 系統(tǒng)條件

2.2.1氣相離子遷移譜單元

采用FS-SE-54-CB-1型色譜柱(0.53 mm × 15 m × 1 μm)，柱溫為60 ℃；載氣/漂移氣為氮氣；IMS溫度為45 ℃。

2.2.2自動進樣單元

進樣體積為500 μL，進樣針溫度為85 ℃。

2.2.3氣相色譜條件

載氣流量：0～2 min，2 mL·min-1；2～20 min，2～100 mL·min-1；20～40 min，100 mL·min-1。漂移氣流量為150 mL·min-1，整個分析時間為40 min。

2.2 樣品的處理

取浙麥冬樣品1 g，置于20 mL頂空瓶中，80 ℃孵育20 min后進樣，孵化轉速為500 rpm，每個樣品平行進樣3次。

2.3 數(shù)據(jù)分析

儀器配套的分析軟件包括Laboratory Analytical Viewer(LAV)和3款插件Reporter插件、Gallery Plot插件、Dynamic PCA插件以及GC×IMS Library Search。LAV軟件與Reporter插件用于生成二維或三維的分析圖譜；GC×IMS軟件內置有NIST 2014 與 IMS兩個數(shù)據(jù)庫，其中NIST數(shù)據(jù)庫提供物質在氣相色譜中的保留指數(shù)。IMS數(shù)據(jù)庫由德國G.A.S公司通過標準品建立，提供物質在漂移管中的遷移時間數(shù)據(jù)，GC×IMS軟件通過匹配內置的兩個數(shù)據(jù)庫對物質進行二維定性分析；Gallery Plot插件可生成樣品定性后的指紋圖譜；Dynamic PCA插件則用于將樣品聚類分析，以及快速確定未知樣品的種類。

3 結果

3.1 揮發(fā)性有機物的定性分析

采用2.1分析條件，分析得到了GC-IMS譜(圖1)。GC-IMS譜縱坐標代表氣相色譜的保留時間，橫坐標代表離子遷移時間，橫坐標1.0處豎線為反應離子峰(RIP峰～8.05ms)RIP峰兩側的每一個點代表一種揮發(fā)性有機物。顏色代表物質的濃度，白色表示濃度較低，黑色表示濃度較高。。由于烷烴在離子遷移譜上不產(chǎn)生響應，根據(jù)揮發(fā)性成分的氣相色譜保留時間，使用C4～C9正酮作為外標參考計算每種化合物的保留指數(shù)，并基于揮發(fā)性化合物的保留指數(shù)與其在漂移管中的遷移時間對所選物質進行二維定性，當一個物質的保留指數(shù)與遷移時間均與儀器配套的GC×IMS軟件內置的NIST數(shù)據(jù)庫與IMS數(shù)據(jù)庫提供的標準物質信息匹配時，該化合物才能被定性[10，11]。最終選擇了53個分離度好、信號值較強的揮發(fā)性有機物，并通過數(shù)據(jù)庫匹配對其中的41個物質進行了定性，具體結果見表1。由于1,8-桉葉素、β-蒎烯、α-蒎烯正己醇、糠醛這幾個物質同時存在單體及二聚體，因此同時存在兩個峰。一個物質的單體及二聚體是在IMS電離時產(chǎn)生的，兩者遷移速率不同，二聚體為兩個分子結合一個質子的化合物，其質量大于單體，因此遷移速率較單體慢，遷移時間較單體長。尚有12個揮發(fā)性有機物不能通過GC×IMS軟件進行定性，其內置的兩個數(shù)據(jù)庫還有待完善。

圖1 浙麥冬樣品GC-IMS譜圖

表1 浙麥冬樣品定性分析結果

續(xù)表1

3.2 GC-IMS指紋圖譜

為了更加直觀表征浙麥冬炮制前后揮發(fā)性有機物質含量的變化，基于3.1的定性分析結果繪制了GC-IMS指紋圖譜(圖2)。圖中每一行代表一個樣品中選取的全部信號峰，圖中每一列代表同一揮發(fā)性有機物在不同樣品中的信號峰(同一物質名稱后的M對應單體、D對應二聚體)，尚未得到鑒定的成分以數(shù)字1～12表示。圖2中，縱坐標上半部分部分9個樣品為炮制前的樣品，下半部分9個樣品為炮制后的樣品。通過對比炮制前后浙麥冬樣品每一個物質點顏色的深淺，可以直觀的發(fā)現(xiàn)，浙麥冬炮制前，乙酸苯乙酯、水楊酸甲酯、α-松油醇、(E,E)-2,4-辛二烯醛、芳樟醇、萜品烯醇、γ-松油醇、β-羅勒烯、1,8-桉葉素、檸檬烯、3-蒈烯、月桂烯、β-蒎烯、α-蒎烯、側柏烯、2-甲基丁酸、1-己醇、2-戊酮、丙酸乙酯、戊醛、2-甲基丁醛、乙酸乙酯、2-甲基丙醇、丁醛、壬醛等物質含量較炮制后的樣品高，這些物質于圖中左上方以邊框標出。炮制后三環(huán)烯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯甲醛、庚醛、2-庚酮、E-2-己烯醛、糠醛、己醛、1-戊醇乙偶姻、3-甲基丁醛、丙酮、E-2-辛烯醛等物質的含量較炮制前的樣品相比明顯增加，這些物質于圖中右下方以邊框標出。

圖2 浙麥冬炮制前后GC-IMS指紋圖譜

3.3 主成分分析(PCA)

PCA是一種從眾多原始指標之間相互關系入手，尋找少數(shù)綜合指標以概括原始指標信息的多元統(tǒng)計方法[12]。選取53種揮發(fā)性有機物的色譜峰高為變量，進行PCA分析，結果見圖3，可見浙麥冬藥材與飲片可以得到很好的區(qū)分。兩個組成分(PCA1及PCA2)分別占總方差的67%和9%。

圖3 浙麥冬炮制前后樣品PCA分析

4 結論

中藥的安全性、功效和質量與中藥成分加工過程中可能發(fā)生的化學成分變化密切相關，因此探索中藥加工過程中的物質變化具有重要的意義。本文采用GC-IMS法分析了浙麥冬加工前后揮發(fā)性有機物，分離得到53個揮發(fā)性有機物，對其中41個成分進行了鑒定，并建立了揮發(fā)性有機物指紋圖譜。利用PCA分析可清楚區(qū)分浙麥冬藥材與飲片。GC-IMS法用于快速鑒別炮制前后的中藥具有一定的科學性和實用性。該方法操作簡單、分析時間短、靈敏度高。