武 博,吴静霞,姚晨岚
(上海市质量监督检验技术研究院,上海 201114)
白花崖豆木(俗称缅甸鸡翅木、黑鸡翅),鸡翅木类,拉丁名Millettia leucantha Kurz,属蝶形花亚科崖豆属,主要产于缅甸和泰国等东南亚国家。该类木材的光泽比较弱,无特殊气味,较重,含水量为12%时的密度为1.02 g·cm-3,硬度高,心材耐腐蚀,不受任何菌虫的危害,纹理交错,外观美丽。结合以上各种优点,该种木材可用来做名贵红木家具、地板等。
白花崖豆木的心材为散孔状,外观颜色较深,多为紫褐色或者深巧克力褐色,并带有规则或者不规则相间的黑色条纹。可以从木材横切面的管孔,薄壁组织和木射线三方面来了解其微观特征。
1)管孔:肉眼下可见单管孔,有少数径列复管孔,数量为2~4个,弦向直径最大为232μm,平均为 153μm,数量很少,2~6个·mm-2,导管分子长250μm,大部分管孔内含有树胶或沉积物。管间纹孔式互列,略呈多角形。
2)薄壁组织:轴向薄壁组织在肉眼下可见数量多,主要为傍管带状疏环管孔,有时侧向伸展,为翼状或轮界状,通常较规则(宽1~3个细胞),呈同心线。不规则形状为断续带状,宽2~8个细胞。含有树胶,晶细胞量多,内含菱形晶体,数量可达17个或以上,叠生。
3)木射线:木射线在放大镜下可见,密度处于中间,窄至略宽。波痕肉眼下略见。每mm心材含有5~8根木射线,一般高3~13个细胞。单列射线较少见,常见的多列射线宽2~6个细胞,高6~16个细胞。射线组织有两种类型,同形多列或同行单列及多列。射线细胞多列多为卵圆形,含少量树胶,未见晶体。
白花崖豆木有很明显的宏观特征和微观特征,但是对于非专业人员或者经验较少的人员,很难辨别出该类木材。目前可查阅到用GC-MS分析花梨木、降香黄檀、微凹黄檀等木材[1-11]的相关研究报道。
本文采用合适的萃取剂二氯甲烷,对白花崖豆木的易溶解物质进行萃取,用GC-MS分析确定其谱图组成,可帮助检测人员对木材进行快速鉴定。
安捷伦气质联用仪:7890A+5975C。色谱条件:涂有0.1μm厚的5%苯甲基聚硅氧烷的非极性色谱柱;采用氦气 (He),流速 1.0 mL·min-1;进样口温度260℃,传输线温度280℃;进样量1μL,进样分流比(mode:splitless):无。质谱扫描范围:50~350amu;Scan time(目的消除溶剂峰):4.0min。质谱条件:离子源温度250℃;电离方式为EI。升温程序见表1。
表1 升温程序Table 1 Temperature rise program
1)选取所测木材或其制品的一处代表性部位,除去表面杂质及蜡质,防止杂质引入;
2)用刀刮取1.5g左右的木材实验样品,每份称取0.25g,将木材实验样品转移到可密封的试管中,依次命名为样品1~4;
3)样品1和样品2加入 5mL色谱纯级别的二氯甲烷,样品3和样品4加入5mL色谱纯级别的乙酸乙酯,室温下微波超声 60min。两种萃取剂的萃取液均为粉色。
4)将样品1和样品3的浸出液取 2mL左右,用有机相微孔滤膜过滤(过滤膜材料为聚四氟乙烯,0.45μm)。将过滤后的浓缩液加入色谱质谱联用仪的进样瓶中。样品2和样品4静置20h后,采用相同的步骤对浸出液进行过滤;
5)采用GC-MS分析提取液。
图1 样品1的总离子流图Fig.1 Total ion flow of Sample 1
4个样品的总离子流图见图1~图4。从图中可知,4个样品的萃取液均在保留时间14.91min、16.72min、17.97min、18.90min(主要离子流峰出现在15min~19min 之间)处出现特征吸收峰,其中最强吸收峰在14.91min,次强吸收峰在17.97min,16.72min和18.90min处的吸收峰强度较弱。
图2 样品2的总离子流图Fig.2 Total ion flow of Sample 2
图3 样品3的总离子流图Fig.3 Total ion flow of Sample 3
样品1和样品2采用二氯甲烷溶液萃取,样品2在14.91min和17.97min的强吸收峰强度,以及16.72min和18.90min处比较弱的两个吸收峰强度,都比样品1增加了30%左右。样品3和样品4采用乙酸乙酯萃取,样品4在14.91min和17.97min的强吸收峰强度,以及在16.72min的弱吸收峰强度,比样品3增加了20%左右,而在19.80min的吸收峰增加了1倍左右。
比较样品1和样品3,其萃取方式一致,仅萃取溶剂不同,样品3在14.91min的最强吸收峰比样品1增加了10%左右,次强吸收峰以及在17.97min的吸收峰则两者相近,最明显的是18.90min的吸收峰,增加了2倍左右。样品2和样品4的比较,与样品1和样品3的比较类似。
因此,两种萃取剂的萃取液,其GC/MS的总离子流图的出峰保留时间一致。对于同一种溶剂,萃取时间增加,其峰强度增大。对二氯甲烷和乙酸乙酯萃取剂,其保留时间在16.72min、17.97min的峰强度相近,乙酸乙酯萃取剂在14.91min的保留时间,比二氯甲烷萃取剂增加了10%左右,最明显的是18.90min的吸收峰,其乙酸乙酯萃取剂的吸收峰比二氯甲烷增加了2倍左右。
白花崖豆木的萃取液有4个吸收峰,其质谱图见图5~图8。对应的化合物及分子量见表2。保留时间在14.91min的化合物为美迪紫檀素(3-hydroxy-9-methoxypterocarpan),即 3-羟基 -9-甲氧基苯甲酸酯,是一种天然酚类化合物,匹配度为93%。保留时间在16.72min的化合物为高丽槐素(6a,12a-Dihydro-6H-[1,3]dioxolo[5,6][1]benzofuro[3,2-c]chromen-3-ol),即6a,12a-二氢-6H-[1,3]二恶英[5,6][1]苯并呋喃[3,2-c]酮-3-醇,匹配度为95%。保留时间在17.97min的化合物为6-碘-2-甲基-1H-喹唑啉 -4-酮 (6-iodo-2-methyl-1H-quinazolin-4-one),匹配度为92%。保留时间在18.90min的化合物为刺芒柄花素(7-Hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)chromone),即7-羟基-3-(4-甲氧苯基)色酮,是一种天然黄酮类化合物,匹配度为98%。这4种化合物的匹配度均大于90%。
表2 白花崖豆木的化学成分分析Table 2 Chemical composition analysis of Millettia leucantha Kurz
图5 RT=14.91min的质谱图Fig.5 Mass spectrum with RT=14.91min
图6 RT=16.72min的质谱图Fig.6 Mass spectrum with RT = 16.72min
图7 RT=17.97min的质谱图Fig.7 Mass spectrum with RT=17.97min
图8 RT=18.90min的质谱图Fig.8 Mass spectrum with RT=18.90min
白花崖豆木的宏观特征及微观特征非常明显,心材采用二氯甲烷萃取剂萃取时,其GC/MS总流离子图在 14.91min、16.72min、17.97min、18.90min(主要离子流峰出现在15~19min之间)有明显的特征峰。对于同一溶剂,萃取时间增加,其峰强度增大。对于二氯甲烷和乙酸乙酯萃取剂,其保留时间在16.72min、17.97min的峰强度相近。乙酸乙酯萃取剂在14.91min的保留时间,比二氯甲烷萃取剂增加了10%左右;最明显的是18.90min的吸收峰,其乙酸乙酯萃取剂的吸收峰,比二氯甲烷增加了2倍左右。该树种易萃取的4类天然化合物为美迪紫檀素、高丽槐素、6-碘-2-甲基-1H-喹唑啉-4-酮和刺芒柄花素,其易萃物质含量最高的为美迪紫檀素,是一种天然酚类化合物,其次为刺芒柄花素,是一种天然酮类化合物,其他两种物质的含量较低。