川芎-葛根药对及其单味药挥发性成分GC-MS分析

李书帆，江汉美，刘 毅，刘天琪

（湖北中医药大学/湖北省药用植物研发中心，武汉 430065）

固相微萃取（SPME）技术由固相萃取（SPE）发展而来，在保留SPE纯化萃取特点的同时克服了SPE需要柱填充物和使用有机溶剂进行解吸的缺点。固相微萃取技术摒弃了处理复杂样品时传统的溶剂提取操作步骤，利用待测物在固定相涂层与样品之间的吸附平衡原理富集待测物，再通过解吸过程，使用与之相联的分析仪器对待测物进行分析［1］。

川芎为伞形科植物川芎（Ligusticum chuanxiongHort.）的干燥根茎，具有活血行气、祛风止痛的功效。现代药理研究发现，川芎挥发油具有协同镇痛、解热、保护神经细胞等能力［2］。

葛根为豆科植物野葛［Pueraria lobata（Willd.）Ohwi］的干燥根，具有解肌退热，生津止渴，透疹，升阳止泻，通经活络，解酒毒的功效。现代药理研究发现，葛根挥发性成分具有抗肿瘤、抗氧化应激、抗炎等生理活性，临床用于溶解胆结石、缓解胃灼热等治疗［3］。

根据病情需要和药性特点，按照用药法度，将2种或2种以上药物配合应用，称为配伍。药对也称作为对药，是一种中医临床以相对固定的2味药进行配伍的形式，在方剂配伍中可以发挥出相辅相成的作用，是古今中医学家长期的医疗实践经验的总结，具有丰富的内容和奥妙的内涵［4］。川芎-葛根药对，目前被广泛用于老年冠心病和老年性晕眩的治疗［5，6］。

目前针对川芎-葛根药对的研究多集中临床应用和药理作用方面［7，8］，成分分析多集中在醇提成分上［9，10］，而对其挥发性成分研究较少。开展川芎、葛根药对配伍后挥发性成分研究，对剖析其配伍机理和应用该药对及其复方有重要价值。本研究采用固相微萃取（HS-SPME）与气质联用（GC-MS）的方法，对川芎、葛根以及川芎、葛根药对中挥发性成分进行分析，以期为二者及药对的临床应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 仪器

Agilent6890/5973型气相色谱-质谱联用仪（美国安捷伦公司）；NIST05系列标准谱库；手动固相微萃取（SPME）进样器装置、65μm聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯（PDMS-DVB）萃取头（德国Supelco公司）；15 mL顶空瓶。

1.2 试剂

川芎（批号20200915）、葛根（批号20200825）购于武汉老百姓大药房，其中川芎经湖北中医药大学生药教研室杨红兵教授鉴定为川芎的干燥成熟果实。

1.3 方法

1.3.1 GC-MS色谱条件 色谱柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm，0.25μm）石英毛细管色谱柱；程序：升温，初始温度50℃，20℃/min升温至75℃，再以5℃/min升温至200℃，然后以20℃/min升温至280℃；载气：高纯氦气；流速：0.8 mL/min；不分流；无溶剂延迟；接口温度：230℃。质谱条件：离子源为EI源，电子能量；70 eV；离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；倍增管电压：1.2 kV；质量范围：35～550m/z。

1.3.2 顶空固相微萃取条件的优化 取川芎、葛根样品粉末0.6 g置于样品瓶中，插入装有65μm PDMS-DVB萃取纤维头（使用前先将萃取头在气相色谱进样口230℃老化18 min）的手动进样器。

以出峰数和峰面积为指标，分别对川芎-葛根药对粉末质量（0.4、0.6、0.8 g）、萃取温度（60、80、100℃）、萃取时间（15、20、25 min）、解吸附时间（3、4、5 min）进行比较。最终确定条件为质量0.6 g，萃取温度100℃，萃取时间20 min，解吸附时间3 min。

1.3.3 样品处理

1）葛根挥发性成分提取测定。取干燥葛根块，粉碎、过4号筛，称取粉末0.6 g，置于15 mL顶空采样瓶中，将老化过的固相微萃取探头插入采样瓶中，将萃取探头里的萃取纤维推出，距离粉末约5 cm。于100℃下顶空萃取20 min，取出，插入气相色谱仪进样口（230℃），解吸附3 min，进行GC-MS分析。

2）川芎挥发性成分提取测定。取干燥川芎块，粉碎、过4号筛，称取粉末0.6 g，按照葛根挥发成分提取测定方法，进行GC-MS分析。

3）川芎-葛根药对挥发性成分提取测定。取葛根、川芎药材粉末各0.3 g，按照葛根挥发成分提取测定方法，进行GC-MS分析。

2 结果与分析

2.1 挥发性组分定量分析

葛根、川芎、川芎-葛根药对的挥发性成分TIC色谱见图1、图2、图3。如图1至图3所示，葛根药材粉末出峰30个，定性化学成分13个；川芎药材粉末出峰70个，定性化学成分31个；川芎-葛根药材粉末出峰67个，定性化学成分36个。通过峰面积归一化法计算葛根、川芎、川芎-葛根药对中各成分的相对峰面积，得到葛根、川芎、川芎-葛根药对挥发性组分含量分别占总出峰成分的84.12%、90.08%、87.91%。

图1 葛根挥发性成分TIC色谱

图2 川芎挥发性成分TIC色谱

图3 川芎-葛根药对挥发性成分TIC色谱

2.2 药对与单味药之间挥发性成分含量比较与分析

检索鉴定各个化合物结构与名称，部分化合物分析和计算结果见表1。由表1列出的化学成分可知，葛根挥发性组分主要为（-）-α-荜澄茄油烯（13.85%）、1，2，4a，5，6，8a-六氢-1-异丙基-4，7-二甲基萘（11.16%）、4-甲基吲哚啉（3.12%）等。川芎挥发性组分主要为间甲酚（48.49%）、9-（1-甲基亚乙基）-1，5-环十一二烯（7.77%）等。川芎-葛根药对的挥发性组分主要为β-甲基苯丙醛（46.84%）、9-（1-甲基亚乙基）-1，5-环十一二烯（8.05%）、Naphthalene，1，2，3，4，4a，7-hexahydro-1，6-dimethyl-4-（1-methylethyl）-（6.95%）、γ-松油烯（4.35%）等。

表1 川芎-葛根药对及其单味药挥发性化学成分分析

葛根与川芎的共有挥发性组分有6个，葛根与川芎-葛根药对的共有挥发性组分有5个，川芎与川芎-葛根药对的共有挥发性组分有14个。三者共有成分为4-萜烯醇、1，2，4a，5，6，8a-六氢-1-异丙基-4，7-二甲基萘、去氢白菖烯、3-甲基十三烷。同时，药对新增21个成分，组成药对后，单味药中有32种成分在药对中未能检测出。

续表1

3 小结与讨论

3.1 小结

本研究分析了川芎-葛根药对及其单味药挥发性成分的组成和药理作用。采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术，对川芎-葛根药对与单味药中挥发性化学成分进行定性和定量分析，以峰面积归一化法计算各组分的相对含量。结果初步鉴定出68种化合物。药对、川芎和葛根中含量最高的挥发性成分相对含量依次为β-甲基苯丙醛（46.84%）、间甲酚（48.49%）、（-）-α-荜澄茄油烯（13.85%）。组成药对后新增21种成分，原有组分减少32种。证明该方法稳定可靠，适用于川芎-葛根药对及其单味药挥发性成分的快速分析。同时，川芎、葛根二者联用，形成的药对在配伍前后成分发生了较为明显的变化。

3.2 讨论

3.2.1 挥发性成分存在情况 通过对试验结果的分析，发现川芎、葛根和川芎-葛根药对挥发性成分存在3种情况，一是单味药中某种挥发性成分在配伍后的药对中，该成分含量介于单味药之间，比如去氢白菖烯（0.23%）；二是单味药中某种挥发性成分在配伍后的药对中，含量几乎无变化，如苯戊酮（0.25%）；三是部分挥发性成分只存在于单味药或者药对中，即成分有新增或减少，比如川芎独有挥发性成分间甲酚（48.49%），葛根独有挥发性成分（-）-α-荜澄茄油烯（13.85%），川芎-葛根药对独有挥发性成分β-甲基苯丙醛（46.84%），其原因可能是葛根、川芎药材在萃取挥发性组分时，产生了化学反应或物理变化，具体原因还有待进一步的研究。

3.2.2 药对与单味药挥发性成分药理作用分析 川芎-葛根药对与单味药对比，新增的（1R）-（+）-α-蒎烯，具有抑菌、改善溃疡和宽中除胀的功效［10］；药对中特有的松油醇，具有抑菌止咳、解热的作用［11］；新增的丁香烯，有研究表明其具有消炎、抗菌、平喘作用［12，13］，同时具有免疫促进作用［14］，还有研究表明丁香烯具有治疗慢性心律失常的作用［15］，为其在心血管疾病治疗上提供了理论依据，推测丁香烯与老年冠心病及老年性晕眩有关。川芎含有的γ-榄香烯，据报道具有抗病毒抗肿瘤的功效［16］；金合欢烯具有抗氧化和抑菌的作用［17］。而葛根中含有的β-榄香烯对癌细胞具有抑制作用，同时还有调节心血管功能作用，这可能为其组成药对后治疗冠心病提供线索［18，19］。药对配伍的意义，并不是2味药相加的总和，而是在2味药结合的同时，通过复杂反应，发挥协同增效的作用，双方通过相须相使使药性达到1+1＞2的效果［20］。