顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用分析白芥子挥发性化学成分

蔡君龙，卢金清，黎 强，郭胜男，戴 艺

(湖北中医药大学·湖北省药用植物研发中心，湖北 武汉 430065)

白芥子系十字花科Cruciferae 芥属植物白芥Sinapis alba L.的干燥成熟种子[1]，性味辛、温，归肺经，具有温肺豁痰利气、散结通络止痛之功效，用于治疗寒痰咳喘、痰滞经络、关节疼痛麻木，阴疽肿毒等症[2-4]。白芥子为常用中药，中国药典收载品种，近代研究发现其具有抗肿瘤作用[5]。白芥子挥发油是白芥子中的主要活性成分，具有抗菌、抑制肝癌H22 小鼠肿瘤细胞生长的作用[6]。为进一步确定其药用价值，有必要对其挥发性成分进行分析。固相微萃取(SPME)技术是近代发展比较快的样品前处理与富集技术，在医药、食品、卫生、化工、香精香料等行业的挥发性成分检测中广为应用[7]。目前尚未见有采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(HS-SPME-GC-MS)联用技术对白芥子挥发性成分研究的报道，本试验中采用这一联用技术对白芥子中挥发性成分进行分析，为白芥子的进一步研究提供参考。

1 仪器与材料

6890 /5973 型气相色谱-质谱-计算机联用仪(美国Hewlett-Packard 公司);顶空瓶(德国IKA 公司，15 mL);65 μm PDMS/DVB 萃取纤维头(美国Supelco 公司);手动固相微萃取装置(德国IKA 公司)。白芥子药材购于武汉强康药业责任有限公司，经湖北中医药大学生药教研室鉴定为十字花科Cruciferae 芥属植物白芥Sinapis alba L. 的种子。

2 方法与结果

2.1 顶空固相微萃取(HS -SPM E)

取白芥子药材2 g(研碎)，置15 mL 专用顶空瓶中，用带有65 μm PDMS/DVB 萃取纤维头的手动进样器插入瓶内，110 ℃预平衡20 min，推出萃取头顶空萃取25 min，取出，立即插入色谱仪进样口(温度230 ℃);解析时间为3 min。

2.2 气相色谱-质谱(GC -M S)条件

色谱条件:色谱柱为HP-5MS 石英毛细管色谱柱(50 m×0.2 mm，0.33 μm);初始温度为40 ℃，以5 ℃/min 升至114 ℃，再以10 ℃/min 升至200 ℃;载气为氦气;进样模式为不分流进样;流速为1 mL/min;进样口温度为230 ℃。

质谱条件:离子源为EI 源;电子能量为70 eV;倍增管电压为1.2 kV;质量范围为35 ～550 m/ z;离子源温度为230 ℃;四级杆温度为150 ℃;接口温度为280 ℃。

2.3 结果

采用HS-SPME-GC-MS 联用技术分析中药白芥子中挥发性成分，共检测出37 个峰，且经化学工作站数据处理系统处理，从其总离子流图中以面积归一化法计算各组分的百分含量，按各峰的质谱图经计算机质谱数据库检索，鉴别出其中25 个组分。结果见图1 和表1。

图1 白芥子挥发性成分的总离子流图

3 讨论

本试验结果显示，白芥子挥发性成分主要为异硫氰酸盐类，腈类，烷、烯烃类，萜类等。其中含量最高的异硫氰酸烯丙酯(AITC)(15.85% )，其次为茴香脑(6.75% )、1 -环丙基丙烷(5.98%)、苯并噻唑(3.87%)、巴豆腈(3.57%)、异硫氰酸环己酯(2.81%)等，而含量为19.54%的2，6-二叔丁基对甲酚为抗氧化剂，可能为加入药材的防腐剂被萃取检测而致。异硫氰酸烯丙酯、异硫氰酸环己酯等系异硫氰酸酯类物质(ITC)[8]，且对啮齿类动物肝癌、乳腺癌、肺癌、食道癌、前胃癌有明显的阻断作用，在日常膳食中摄入ITC 可有效预防癌症[9-11];茴香脑(又名升白宁)有明显的升高白细胞作用，用于治疗白细胞减少症[12];茴香脑、柏木脑和(+)-柠檬烯都有特殊香味，广泛用于香精香料行业[14-16];巴豆腈和苯并噻唑可作为原料或中间体，应用于多种化合物的合成[17-18]，此外，茴香脑经合成反应生成茴香醛，也可作为合成中间体用于化学合成[17]。目前发现白芥子有抗癌活性，因此越来越被重视，本研究通过HS-SPME-GC-MS 联用技术对白芥子挥发性成分进行分析，为白芥子的进一步研究提供了科学依据。

表1 白芥子中挥发性成分

[1] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典(一部) [M]. 北京:中国医药科技出版社，2010:149.

[2] 冯宝民，余正江，李 帆，等. 白芥子化学成分的研究[J]. 大连大学学报，2004，25(6):43.

[3] 冯宝民，余正江，段礼新，等. 炒白芥子中化学成分的研究[J]. 中草药，2008，39(3):331 -334.

[4] 高耀华，陶春祥. 白芥子的临床应用[J]. 时珍国医国药，1998，9(4):20.

[5] 吴圣曦，赖兰香，吴国欣，等. 白芥子挥发油提取工艺优化及其化学成分鉴定[J]. 中华中医药杂志，2010，25(5):680 -682.

[6] 吴圣曦，吴国欣，程 涛，等. 白芥子挥发油对小鼠移植性肿瘤H22的抑制作用及机制探讨[J]. 中草药，2010，44(21):3 024 -3 025.

[7] 魏宁漪，段天璇，马长华. 固相微萃取技术及其在天然产物分析中的应用[J]. 中国中药杂志，2004，29(3):9 -11.

[8] 诸 平，冯俊阳. 异硫氰酸酯的抗癌活性与结构的关系[J]. 南阳师范学院学报，2005，4(6):57 -60.

[9] 陈 谦，张小智. 食道癌的化学预防[J]. 肿瘤防治研究，2003，30(2):165 -169.

[10] Hecht S.Inhibition of carcinogenesis by isothiocyanates[J].Drug Metabolism Reviews，2000，32(3 -4):395 -413.

[11] Graham PB，Yongping B，Gary W.Sulforaphane and itsglutathione conjugate but not sulforaphane nitrile induce UDP-glucuronsyl transferase(UGTIAI) and glutathione transferase(GSTAI) in cultured cells[J] .Carcinogenesis，2002，23(8):1 399 -1 404.

[12] 解泳清，毛洪奎. 升白宁[J]. 中国药学杂志，1981，16(5):311.

[13] 张立虎. 柏木酯类新产品的合成与开发[D]. 南京林业大学，2008.

[14] 柳建军，段桂斌，刘锡葵. 香蜜儿叶香味成分分析[J]. 中国野生植物资源，2006，25(5):53 -56.

[15] 任彦荣. 微波法合成巴豆腈工艺研究[J]. 化学试剂，2012，34(9):853 -855.

[16] 尹帮少. 苯并噻唑类化合物的合成与荧光性质研究[D]. 广西:广西师范大学，2005.

[17] 李炳超，蒋才武. 茴香脑合成茴香醛的研究进展[J]. 广西中医学院学报，2007，10(1):84 -86.