GC-MS联用法分析不同产地川芎挥发油成分*

刘华，匡海学，杨春娟，高岩，吴高松，王知斌

分析测试

GC-MS联用法分析不同产地川芎挥发油成分*

刘华，匡海学，杨春娟，高岩，吴高松，王知斌*

（黑龙江中医药大学教育部北药基础与应用研究重点实验室，黑龙江省中药天然药物药效物质基础研究重点实验室，黑龙江哈尔滨150040）

目的：研究10个产地川芎挥发油的化学成分，并推测其主要成分的质谱裂解规律。方法：采用水蒸汽蒸馏法提取挥发油，GC毛细管柱色谱法进行分析，峰面积归一化法测定不同产地川芎挥发油化学成分的相对含量，气相色谱-质谱联用技术辅助人工检索鉴定其化学成分。结果：从川芎挥发油中鉴定出了43个化合物，推测了川芎挥发油中主要化合物的质谱裂解规律——侧链断裂成苯环结构。结论：本研究通过对川芎挥发油成分的分析及其主要化合物质谱裂解规律的总结，为其质量控制及标准制定提供科学依据。

川芎；挥发油；气相色谱-质谱

川芎为伞形科植物川芎Ligusticum chuanxiong Hort.的干燥根茎。性辛、温。归肝、胆、心包经。具有活血行气，祛风止痛功效。常用于胸痹心痛，胸胁刺痛，跌扑肿痛，月经不调，经闭痛经，癥瘕腹痛，头痛，风湿痹痛[1]。川芎挥发油主要为芳香类化合物及其衍生物。现代药理学研究表明:川芎挥发油有明显的解热作用；川芎挥发油中的藁本内酯和正丁烯基苯酞等对安息香酸有透皮吸收促进作用；头痛灵口服液主要由川芎蒸馏液组成，对偏头痛具有治疗作用[2]。川芎挥发油有镇静、对抗咖啡因的兴奋、抑制多种皮肤真菌、抑制白血病细胞的作用[3]。藁本内酯在心血管领域的药理作用体现在抗动脉粥样硬化，改善微循环，舒张血管，抗心肌缺血4个方面[4]由此可知，挥发油为川芎的药效组分之一，本文对10个产地川芎挥发油进行气相色谱-质谱联用分析，并总结其主要化合物的质谱裂解规律。

1 仪器与试药

1.1 GC-MS条件

7890A气相色谱仪和5975C型质谱联用仪（美国Agilent公司），5975C数据处理系统NIST标准质谱图库。DB-1701毛细管柱（0.25mm×60m,0.25μm）。程序升温：起始柱温80℃，维持2min，以5℃·min-1升温至280℃维持2min。进样口温度300℃；流速1.2mL·min-1；分流比为30:1；进样量1μL；载气为高纯He（99.99%）。接口温度280℃；EI电离；离子源温度230℃；电子轰击能量70eV；扫描范围（m·z-1）20～550；溶剂延迟时间6min；增益系数0.3。

1.2 实验药材

10个川芎样品产地分别为：A.四川都江堰；B.四川广元；C.陕西渭南；D.河南辉县；E.广西梧州；F.云南大理；G.四川彭州；H.贵州安顺；I.江西赣州；J.内蒙古。药材经黑龙江中医药大学药用植物学教研室王振月教授鉴定为伞形科植物川芎的干燥根茎。

2 方法与结果

2.1 挥发油样品的制备

川芎粉碎，过40目筛，秤取川芎药材粉末50 g，按固液比1:10加入蒸馏水500 mL，回流提取12h[5]，得淡黄色透明状挥发油，无水Na2SO4干燥，置于4℃冰箱备用。

2.2 不同产地川芎挥发油的GC-MS分析

精密移取川芎挥发油0.1 mL置于10mL容量瓶中，加入乙酸乙酯至刻度，摇匀，作为供试液。在1.1所述实验条件下，对川芎挥发油样品进行分析，得到川芎挥发油的总离子流（TIC）及相应的质谱图，图1为B样品的TIC图。经计算机NIST质谱数据库系统检索，得各化合物的结构式、英文名等信息，再反复与相关文献资料核对，进一步确认挥发油的化学成分。然后以色谱峰面积归一化法计算各组分的相对百分含量，结果见表1。

表1 不同产地川芎挥发油成分的化学组成Tab.1Analysis of chemical components of the volatile oil from extracted from different origins of L.chuanxiong Hort

注:-表示未检出此成分

2.3 GC-MS分析结果

图2代表化合物的质谱裂解途径Fig.2Representative compounds the mass spectrum of cracking

图1 为样品B的TIC图，鉴定的化学成分见表1。图表1中的各化合物按其从DB-1701型毛细管色谱柱中流出的先后顺序排列。

由图1可见，出峰时间主要在从7 min开始，色谱峰的个数较多且丰度较大。鉴定出43个化合物，其中我们标注了含量最高的5个化合物。

2.4 川芎挥发油中主要化合物的质谱裂解规律推断

从GC-MS分析结果中发现化合物1有（m/z）154分子离子峰。

由图2可知，它可能的裂解途径:先脱去异丙基得m/z111碎片离子，再1,2脱水得m/z93碎片峰。化合物2可能的裂解途径为：脱去苯环周围的烷基碎片，给出基峰m/z107，再脱掉一个醚基基团得m/z 77碎片峰。化合物3的裂解途径为：先脱去丁基峰得m/z 103碎片峰，后开环脱去一个酯基基团得m/z 77碎片峰。化合物4和化合物5裂解途径与化合物2相似，都是先脱去苯环周围的烷基峰，进一步开裂得m/z77碎片峰。

3 结论

3.1 川芎挥发油的主要生物活性化学成分

10个样品中已鉴定的化合物占挥发油总量的82.37%～89.72%。其中，芳香类化合物、醇类化合物、脂类化合物等的含量相对较高，与文献报道[6]相似。含量较高的5个化合物按出峰时间早晚依次为：（-）-4-萜品醇；4-乙烯基-2-甲氧基苯酚；3-亚丁基-1（3H）-异苯并呋喃酮；藁本内酯；苯氧乙酸烯丙酯，他们占总挥发油总含量的60%以上。不同产地的川芎挥发油主成分大致相同，但含量存在差异，可能导致其药效存在差异。

3.2 川芎挥发油中主要化合物的质谱裂解规律

本研究推测川芎挥发油中主要类化合物质谱裂解规律为—侧链断裂后成为六元环。为GC-MS法分析生川芎、川芎饮片及含川芎中药复方等中芳香类化合物的定性分析提供一定依据，也为大多数此类化合物的质谱分析提供数据依据，对芳香类化合物的结构鉴别，定性分析和药代动力学研究有一定的参考作用。

［1］中国药典（一部）.［S］.2015:40.

［2］吴琦,杨秀伟.国家中药材GAP基地产川芎挥发油化学成分的GC-MS分析［J］.中国中药杂志,2008,33（3）:276-280.

［3］刘洪玲,于良生,纪恒胜,等.川芎挥发油的GC-MS指纹图谱研究［J］.中国药房,2012,（23）43:4101-4102.

［4］杨志军,顾宁.藁本内酯心血管药理作用研究概况［J］.吉林中医药,2016,36（2）:211-213.

［5］巢锋敬,郑显辉,马麟.川芎挥发油的提取工艺研究［J］.临床医学工程,2009,16（6）:66-67.

［6］朱立俏,盛华刚.川芎挥发性成分GC-MS分析［J］.山东中医药大学学报,2013,37(2）:164-165.

Analysis of the volatile components from different origins of Ligusticum chuanxiong Hort by GC-MS*

LIU Hua,KUANG Hai-xue,YANG Chun-juan,GAO Yan,WU Gao-song,WANG Zhi-bin
（Key Laboratory of Chinese MateriaMedica（Ministry of Education）,Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040,China）

Objective:To analyze the constituents of the essential oil extracted from different origins of L.chuanxiong Hort,and to speculate the mass frag-mentation rules of its main components.Method:The essential oil was extracted by water-steam distillation and analyzed by GC-MS,their relative content of compositions for calculating with peak area normalization method.The components were determined with normalization method,and identified by GCMS and co-artificial searches.Result:forty-three components were identified.The mass frag-mentation rules of main constituents in the essential oil were speculated-side-chain cleavage then be ring.Conclusion:This study provided scientific foundation for the quality control and standard establishment of L.chuanxiong Hort by analyzing its essential oil components and speculating the mass fragmentation rules.

Ligusticum chuanxiong Hort;essential oil;GC-MS

R284.2

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170229

2016-09-22

国家重点基础研究发展计划（973）项目（2013CB53180）；国家自然科学基金资助项目（81573551）

刘华（1990-），男，在读硕士研究生，主要从事中药药效物质基础研究。

王知斌（1976-），男，副教授，硕士研究生导师，主要从事中药性味理论研究和中药及复方药效物质基础研究。