三种蒿属植物叶面腺体观察及其挥发性物质的SPME－GC－MS 分析

唐巧玉，付 伟，周毅峰，周大寨

(1．生物资源保护与利用湖北省重点实验室( 湖北民族学院) ，湖北 恩施445000;2．湖北民族学院 生物科学与技术学院，湖北 恩施445000)

蒿属植物含有挥发油、黄酮、萜类等多种活性化合物，为常用的中药材，具有抗菌消炎、降血压、降血脂、调节免疫机能等药理作用［1－3］，其中对蒿属植物中的黄花蒿的相关研究最多．在蒿属植物中，挥发油是一大类生物活性物质，目前许多研究表明，植物挥发性物质主要存在种子植物中和植物的腺毛、油管、分泌细胞、油室或树脂道中，挥发性物质可以通过腺毛体而挥发［4－5］．本文首先观察了三种蒿属植物叶面腺毛体数量，然后采用顶空固相微萃取法在室温条件下利用萃取头对艾蒿(Artemisia argyiH． Lév． et Vaniot)、黄花蒿(Artemisia annuaL．)和臭蒿(Artemisia hedinii)三种蒿属植物挥发性物质进行萃取，再采用气相色谱－质谱联用技术(GS－MS)分析蒿属植物挥发性物质，比较三种蒿属植物挥发性物质的异同点，并将腺毛体数量与三种蒿属植物叶片挥发性物质联系在一起，从而探讨蒿属植物的挥发性物质成分、含量及其影响因素，为其在医药、工业、科研等方面的开发利用提供研究依据和理论指导，对开发利用我国丰富的蒿属植物资源具有重要的现实意义和理论价值，使蒿属植物生物资源的开发利用有一定经济和社会效益．

1 材料与方法

1．1 材料与设备

1．1．1 材料 黄花蒿(Artemisia annuaL．):实验室盆栽;新鲜艾蒿(Artemisia argyiH． Lév． et Vaniot)和臭蒿(Artemisia hedinii):校内(梨园)实习基地采摘．

1．1．2 设备 数显鼓风干燥箱(GZX－9420MBE，上海博迅实业有限公司医疗设备厂);分析天平(ME204E/02，梅特勒－托利多有限公司);尼康Nikon AZ100 型体式荧光DIC 成像系统(上海衡浩仪器有限公司);Agilent 6890N/5975C 型气相色谱－质谱联用仪(美国安捷伦公司);DBV/CAR/PDMS 50/30 μm 萃取头(美国Supelco 公司)．

1．2 方法

1．2．1 体式荧光测定三种蒿属植物的腺毛体密度 为了观察艾蒿、臭蒿、黄花蒿三种蒿属植物叶面腺毛体并加以比较分析，分别选取三种蒿属植物生长较旺盛的叶片，轻轻去掉叶片上面的杂质，进行压片制片，在AZ100 型体式荧光DIC 成像系统下分别观察叶上、中、下部位，并加以分析统计．

1．2．2 三种蒿属植物挥发性物质测定

1．2．2．1 取样 分别选取艾蒿、臭蒿、黄花蒿三种蒿属植物生长较旺盛的叶片，轻轻去掉叶片上面的杂质并放入分析天平中进行称重，并记录数据．

1．2．2．2 顶空固相微萃取［6］将已称取的蒿属植物叶片加入到50 mL 试剂瓶中并称取适量的无水氯化钙加入其中，然后用8 层封口膜对试剂瓶瓶口进行密封，并用2 根橡皮筋将瓶口的封口扎紧，迅速插入已在进样口(250℃)老化30min 的萃取杆，推出萃取头，在常温下萃取30 min．

1．2．2．3 GC－MS 测定［7－9］将已经萃取完毕的萃取头推回，将萃取杆迅速插入气相色谱－质谱联用仪的进样口，推出萃取头，解吸3 min，进行测定．测定时，气相色谱条件:HP－5MS 石英毛细管柱(0．25 μm×0．25 mm×30 m)，载气为氦气，流速为1 mL/min，进样口温度为250℃，不分流进样．程序升温条件:40℃保持2 min，再以5℃/min 升温至130℃，保持1 min;再以15℃/min 升温至280℃，保持2 min．质谱条件:离子源EI 源，电子能量70 eV，离子温度230℃，四级杆温度为150℃，倍增管电压1．2 kV，扫描质量范围m/z 35～550．

2 结果与分析

2．1 三种蒿属植物叶片腺体观察

从艾蒿、臭蒿、黄花蒿三种蒿属植物叶片正反面的显微图(图1，放大倍数2×106倍)，可以清楚的观察到，艾蒿叶片正面为深绿色，有白色腺点和少量白色短绒毛，叶片背面有大量的灰白色蛛丝状密绒毛，并有白色腺点，腺毛体密度为32．5 个/cm2;臭蒿叶片正面为浅绿色，有白色腺点和绒毛，叶片背面有大量的白色腺毛状短绒毛，并有许多白色腺点，腺毛体密度为24.3 个/cm2;黄花蒿叶片为暗绿色，但叶片正面比其叶片反面颜色较深，叶片两面有短毛和椭圆形的气孔．叶片正面和反面均布满腺毛和非腺毛，腺毛呈椭圆形，T 形非腺毛位于叶脉附近．叶面均有大量有白色腺点，但叶片反面有白色腺点较正面多(叶片正面腺毛体密度为53.5 个/cm2，叶片反面腺毛体密度为47.6 个/cm2)．

2．2 三种蒿属植物挥发性成分测定

将艾蒿、臭蒿、黄花蒿三种蒿属植物挥发性物质按照上述方法进行测定，对总离子流图中的各峰经过质谱扫描后得质谱图(图2～4)．为了更好进行直观的比较，将三种蒿属植物挥发性成分总离子流质谱图进行叠加，然后进行经质谱数据库检索，并结合有关文献从基峰、相对丰度等几个方面进行直观比较，确定了三种蒿属植物挥发性成分的化学组成，其结果见图5．

图2 艾蒿挥发性物质总离子图谱Fig．2 Total ion flow superposition graph of Artemisia argyi H． Lév． et Vaniot volatile substances

图3 臭蒿挥发性物质总离子图谱Fig．3 Total ion flow superposition graph of Artemisiahedinii volatile substances

图4 黄花蒿挥发性物质总离子图谱Fig．4 Total ion flow superposition graph of Artemisia annua L． volatile substances

图5 三种蒿属植物挥发性物质总离子流叠加图Fig．5 Total ion flow superposition graph of three Artemisia volatile substances

经固相微萃取法提取艾蒿、臭蒿和黄花蒿三种蒿属植物的挥发性物质，并用气相色谱－质谱联用法得总离子图对其化学成分进行鉴定，将各自的总离子流图谱进行分析，得出成分分析表，见表1．从三种蒿属植物挥发性物质成分含量分析表中可知三种蒿属植物挥发性物质的主要成分均为萜类化合物，但单萜类化合物与倍半萜类化合物的含量很大．艾蒿挥发性物质中单萜类化合物占11．42%，倍半萜类化合物占83．83%;臭蒿挥发性物质中单萜类化合物占13．25%，倍半萜类化合物占63．42%;黄花蒿挥发性物质中单萜类化合物占35．93%，倍半萜类化合物占23．18%．三者均含有顺－3－己烯酸乙酯、蒈烯、桉树脑、大根香叶烯、β－石竹烯，但含量差别很大．艾蒿挥发性物质还含有罗勒烯、2，6－二甲基－1，5，7－辛三烯－3－羟基、樟脑、β－榄香烯、丁香烯、桉叶稀、杜松烯、E－环氧法尼稀;臭蒿挥发性物质还含有羟基脲、β－蒎稀、β－榄香烯、丁香烯;黄花蒿挥发性物质还含有3－己烯－1－醇、2－辛烯－4－醇、5，5－二甲基－1－乙基－1，3－环戊二烯、邻异丙基甲苯、莰烯、β－蒎稀、D－柠檬稀、π 法尼烯．艾蒿挥发性物质与臭蒿挥发性物质较多成分相同，但其含量不同．黄花蒿挥发性物质与艾蒿和臭蒿挥发性物质成分差异较大，只有极少成分相同且含量不同．

表1 三种蒿属植物挥发性物质成分含量分析Ta．1 Analysis volatile matter content of three Artemisia

3 结论

经过对艾蒿、臭蒿、黄花蒿三种蒿属植物叶片挥发性成分总离子流质谱图进行叠加，然后进行谱数据库检索，并结合有关文献［10］从基峰、相对丰度等几个方面进行直观比较，艾蒿挥发性物质占总检出含量的99．81%，其叶片腺毛体密度居中;臭蒿挥发性物质占总检出量的98．56%，其叶片上腺毛体密度也最小;黄花蒿挥发性物质占总检出量的100%，其叶片上的腺毛体密度最大．可以得出这三种蒿属植物挥发性物质的种类和含量与其叶面上腺毛体的密度相关，本文尚不能确定三种蒿属植物挥发性物质与其叶面上腺毛体的密度的具体相关，还需要进一步试验研究．

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