不同贮存期艾叶正构烷烃的GC-MS分析

洪宗国,魏海胜,吕丰,吴焕淦



不同贮存期艾叶正构烷烃的GC-MS分析

洪宗国1,魏海胜1,吕丰1,吴焕淦2

(1.中南民族大学药学院,武汉 430074;2.上海市针灸经络研究所,上海 200030)

目的 探索艾叶燃烧与艾灸光热效应的机制。方法 对产于湖北蕲春的1、3、5年艾叶用梯度溶剂萃取法提取,硅胶柱层析洗脱得到正构烷烃,进行气质联用(GC-MS)分析。结果 1、3、5年艾叶正构烷烃含量(TOA)分别为318.65、528.23和394.20mg/g。从这3种年份的艾叶中共检出17类正构烷烃,均以31碳烷烃的含量最高。结论 由于正构烷烃影响艾叶燃烧温度与燃烧稳定性,它可能是解释“犹七年之病,求三年之艾”的物质基础。

艾叶;不同贮存期;正构烷烃;GC-MS;燃烧机制

艾叶灸治百病,其机制主要在于光热效应[1]。目前,对施灸材料艾叶的研究着重于对其挥发油成分、燃烧后产生的烟气及灰烬的化学成分所产生的药物作用效应[2-4],而对影响艾的燃烧温度及稳定性的研究报道甚少。艾叶能长期在灸法中作为灸材,应与其可燃性好、燃烧温度高等优点是分不开的。研究表明,燃烧艾叶时产生高温,并转化为热辐射-近红外光[5]。有学者从艾叶提取物中得到有机成分庚三十烷(C37H76),比较经过提取处理和未处理的两种艾的燃烧温度-时间曲线的形成时,发现如没有C37H76,艾的燃烧将发生困难[6]。我们认为艾叶中正构烷烃是艾叶燃烧温度和燃烧稳定性的主要物质基础,是影响艾灸治疗效果的重要因素。为探明不同贮存期艾叶燃烧性质的差异,笔者采用GC-MS方法分析了产于湖北蕲春的1、3、5年贮存期艾叶中正构烷烃的种类与含量,现报告如下。

1 材料与方法

1.1 实验材料

艾叶,产地湖北蕲春,品种鉴定和药材提供由湖北省蕲春县医药工业办公室郭双喜工程师完成,采集期分别为2011、2009和2007年端午节。

1.2 试剂与仪器

正己烷、二氯甲烷、甲醇等均为分析纯,均经全玻璃系统二次重蒸。层析用硅胶(100-200目),经二氯甲烷抽提后180℃活化4 h。六甲基苯,分析纯,由上海晶纯试剂有限公司提供。

色谱-质谱联用仪,450-GC/320-MS,美国Varian公司提供;MNT-2800D 12孔氮吹仪,上海楚柏实验室设备有限公司提供;SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵,郑州长城科工贸有限公司提供;SB-3200DTD超声清洗机,宁波新芝生物科技股份有限公司提供。

1.3 实验方法

1.3.1 样品的处理[7]

分别称取1、3、5年艾叶5 g,分置于150 mL烧杯中加入适量甲醇,于旋转混合器上振动,超声提取2次,合并上清液;再依次用甲醇/二氯甲烷(1:1)、二氯甲烷分别提取2次。合并所有上清液,用旋转蒸发仪旋干,称重。将上述提取物用20 mL去离子水混悬后,用50 mL二氯甲烷萃取。取15 mL萃取液浓缩至1 mL,加入10 mL正己烷,再次浓缩至1～2 mL以转化溶剂。将转换的浓缩液加入硅胶柱进行纯化,用 20 mL正己烷进行洗脱。收集的洗脱液吹干后,用1 mL六甲基苯(1 mg/mL)溶解,进行气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测。

1.3.2 GC-MS分析

气相色谱条件为VF-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25mm),程序升温为50℃保持1 min,以5 ℃/min升温至280 ℃,保持10 min,进样口温度280 ℃,进样量为1mL,氮气为载气,FID检测器,不分流,六甲基苯作内标。质谱条件为EI电离,电子能量为70 eV,全质量扫描范围为45.0×600.0 m/z。质谱检索标准库为NIST库。

1.3.3 数据处理

以下式计算正构烷烃的含量,正构烷烃含量(mg)＝(ACnC内标物V×103)/(A内标物×1.5),ACn为正构烷烃(Cn)的峰面积,n=16～33,表示正构烷烃的碳数;A内标物为内标物的峰面积;C内标物为内标物的浓度(1.00 mg/mL);V为样品的总体积(1.00 mL)。

2 结果与分析

2.1 不同贮存期艾叶正构烷烃的碳数分布与含量

表1列出艾叶中检出的相对含量大于0.1%的正构烷烃的类型,共11种,分别为含16、18、19、25、26、27、29、30、31、32和33碳的正构烷烃,另有6种相对含量低于0.1%,分别为含17、22、23、24、26、28碳的正构烷烃被检出。3种艾叶的正构烷烃总含量分别为318.65、528.23和394.20mg/g,3年艾叶正构烷烃含量最高。原因可能是1年新艾挥发油含量高,占据单位质量艾叶中的一部分质量,故正构烷烃相对含量较低。而3年艾叶中挥发油基本挥发,此时单位质量艾叶中已很少有挥发油,故正构烷烃相对含量增加。5年艾叶中正构烷烃也已挥发一部分,故含量下降。

表1 不同贮存期艾叶正构烷烃的碳数分布与含量 (mg/g)

注:TOA＝∑(Cn),表示正构烷烃的总含量,其中n＝16～33,表示正构烷烃的碳数,Cn表示每克艾叶中碳数为n的正构烷烃含量

2.2 不同贮存期艾叶正构烷烃含量分布规律

由图1可见,正构烷烃的含量分布随贮存期变化不大,均呈不规则的单峰型分布,均以C31含量最高。

图1 不同贮存期艾叶正构烷烃的总归一化含量(含内标物)及实际含量示意图

2.3 艾叶产地对正构烷烃含量影响

小林和子曾从日本艾中提取得到C37H78,而本实验并未检出,这可能由实验所选艾叶品种的差异引起。已有文献[8]表明,植物对碳链较长和较短的正构烷烃的合成受环境影响。因此,有必要对不同产地的艾叶进行正构烷烃种类分布模式比较研究,作为不同来源艾的鉴定依据。

2.4 艾叶正构烷烃与燃烧性能

正构烷烃是一种易燃的有机物,前人发现提取出正三十七烷的艾叶不易燃烧,提示长链烷烃是艾叶燃烧的主要物质基础。新艾内含挥发油较多,灸疗时燃点附近的挥发油挥发至燃烧部位,产生短时高温,一段时间后挥发油含量减少,温度下降,导致燃烧不稳定,且挥发油含量高时,灸疗火力太强,“易损人肌肤”。笔者发现3年陈艾正构烷烃总含量明显高于新艾,而挥发油明显减少,保证了艾灸时艾条的易燃并燃烧稳定,很可能是古人“犹七年之病,求三年之艾”的物质基础。

[1] 钟蓝.传统艾灸作用机理初探[J].中国中医基础医学杂志,1999,5 (6):46-47.

[2] 赵建新,贾春生,田元祥,等.近十年日本灸法实验研究进展[J].中国针灸,1999,19(8):507-511.

[3] 梅全喜,高玉桥.艾叶化学及药理研究进展[J].中成药,2006,28 (7):l030-1032.

[4] 张青元,胡淑萍.艾灸机理研究现状与探析[J].上海针灸杂志, 2008,27(5):47-50.

[5] 白耀辉,林文任.艾灸与温热刺激关系的探讨[J].针灸学报,1991, 7(4):10-11.

[6] 黄秋风译.艾的有机成分[J].国外医学:中医中药分册,1989,11 (5):55.

[7] 康跃惠,麦碧娴.珠江澳门河口沉积物柱样品正构烷烃研究[J].地球化学,2000,29(3):302-310.

[8] 崔金伟,黄俊华,谢树成.湖北清江现代植物叶片中正构烷烃和烯烃的季节性变化[J].科学通报,2008,53(11):1318-1323.

GC-MS Analysis of N-alkanes in Artemisia Argyi of Different Storage Periods

HONG Zong-guo1, WEI Hai-sheng1, LV Feng1, WU Huan-gan2.

1.South-central University for Nationalities School of Pharmacy,Wuhan 430074,China; 2.Shanghai Research Institute of Acumoxi and Meridian,Shanghai 200030,China

Objective To explore the mechanisms of Artemisia argyi burning and moxibustion photo-thermal effect. Methods N-alkanes were obtained by gradient solvent extraction and silica gel column chromatography elution from 1, 3 and 5 years’ Artemisia argyi produced in QiChun, Hubei and analyzed by gas chromatography mass spectrometry (GC-MS). Results The n-alkane contents of 1, 3 and 5 years’ Artemisia argyi were 318.65, 528.23 and 394.20mg/g, respectively. A total of seventeen kinds of n-alkanes were detected from the Artemisia argyi of three kinds of years. The 31 carbon alkane content was highest in all of them. Because N-alkanes affect the temperature and stability of Artemisia argyi burning, it may be the material basis for explaining “worrying seven years’ diseases seek 3 years’ Artemisia argyi”.

Artemisia argyi; Different storage periods; N-alkanes; GC-MS; Burning mechanism

R2-03

A

10.13460/j.issn.1005-0957.2015.05.0382

2014-10-12

1005-0957(2015)05-0382-02

国家重点基础研究发展计划(2009CB522900);上海市重点学科建设资助项目(S30304)

洪宗国(1953 - ),男,教授

吴焕淦(1956 - ),男,教授,博士生导师