頂空液相微萃取法與水蒸氣蒸餾法提取金盞花揮發(fā)性成分的比較研究＊

黃妙玲,楊得坡,梁 祈,梅家齊,王冬梅

(1.中山大學(xué)藥學(xué)院生藥學(xué)與天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,廣東廣州510006;2.南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院藥學(xué)部,廣東廣州510515;3.珠海安和生化科技有限公司芳香技術(shù)研發(fā)中心,廣東珠海519040)

金盞花(Calendula officinalisL.)為菊科金盞花屬植物,別名山金菊、水漲菊、金盞菊,原產(chǎn)于歐洲南部及地中海沿岸,現(xiàn)在我國(guó)四川、貴州、廣東、廣西等省均有栽培。金盞花的應(yīng)用有著悠久的歷史,在歐洲早在中世紀(jì)就已被用于治療靜脈曲張、褥瘡和皮膚病等[1]。在我國(guó)“本草拾遺”記為性平,味苦,功用主治清熱解毒、活血調(diào)經(jīng)、行氣止痛……。金盞花油芳香優(yōu)雅怡人,在芳香療法中有著廣泛的應(yīng)用,已凸現(xiàn)出了其對(duì)皮膚護(hù)理、皮膚疾患治療、凈化心靈和情緒調(diào)節(jié)上的“整體醫(yī)護(hù)”效果。此外,金盞花油還是一種極好的化妝品功能性底物,能調(diào)理敏感性膚質(zhì),具有舒緩、抗菌、消炎、抗自由基等功效,但關(guān)于其揮發(fā)油成分的研究報(bào)道甚少。本研究建立了頂空液相微萃取(Headspace Liquid Phase Micro-extraction,HSLPME)快速測(cè)定金盞花中揮發(fā)油化學(xué)成分的方法,該技術(shù)是1996年Jeannot等[2]首先提出的一種建立在懸掛于微量進(jìn)樣器針端有機(jī)溶劑微滴基礎(chǔ)之上的新型試樣前處理技術(shù),最初應(yīng)用在環(huán)境樣品中痕量污染物的分析[3]。如今,國(guó)外已有一部分應(yīng)用于植物揮發(fā)性成分分析的報(bào)道,采用該法對(duì)茵陳蒿、狹葉薰衣草、夜來香鮮花等植物[4-7]進(jìn)行樣品前處理,并用GC-MS對(duì)其揮發(fā)性成分進(jìn)行分析,取得了比較好的結(jié)果,截止到目前國(guó)內(nèi)關(guān)于采用HS-LPME提取揮發(fā)性成分的報(bào)道還很少。常規(guī)提取揮發(fā)油的方法是水蒸氣蒸餾法(Steam Distillation,SD),但由于該法提取時(shí)間長(zhǎng),樣品消耗量大,不適合對(duì)樣品的快速分析鑒定。本研究嘗試采用HS-LPME法和SD法對(duì)金盞花揮發(fā)性成分進(jìn)行提取,通過GC-MS分析兩者提取所得的化學(xué)成分,并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行了比較研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與試劑、儀器

金盞花,采自珠海安和生化科技有限公司植物園,經(jīng)中山大學(xué)藥學(xué)院楊得坡教授鑒定為菊科金盞花屬植物金盞花(Calendula officinalisL.);正十七烷(色譜純,ACROS公司)。

TRACE DSQ GC-MS聯(lián)用儀(美國(guó)Thermo Finnigan)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 頂空液相微萃取法提取金盞花揮發(fā)性成分取金盞花10 g、蒸餾水120 mL,置于250 mL三頸瓶中,加熱至沸騰。用微量注射器吸取正十七烷1μL后將針尖置于樣品上方,待回流5 min后將注射器中溶劑推出,以液滴形式懸掛于針尖,4 min后液滴萃取結(jié)束,抽回針尖液滴,進(jìn)入GC-MS分析。

1.2.2 水蒸氣蒸餾法提取金盞花揮發(fā)性成分 取金盞花250 g,置于2 L圓底燒瓶中,加入6倍量蒸餾水,燒瓶上安裝揮發(fā)油提取器,在提取器內(nèi)加滿蒸餾水后,再加入1 mL正己烷,連接冷凝管。加熱燒瓶,蒸餾提取約5 h后,分取正己烷層,經(jīng)無水Na2SO4干燥,即得到金盞花揮發(fā)油提取物。吸取1μL進(jìn)行GC-MS分析。

1.2.3 GC-MS分析條件 GC條件:DB-5MS石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm i.d.,0.25μm);柱溫60℃,恒溫2 min,以5℃/min升溫至230℃,載氣He,分流比30∶1,流速1 mL/min,進(jìn)樣量1μL。

MS條件:EI離子源,離子源溫度250℃,GC-MS連接口溫度250℃,質(zhì)荷比掃描范圍m/z:30～500。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 金盞花揮發(fā)油的成分分析結(jié)果

按上述GC-MS條件,對(duì)兩種不同方法提取得到的金盞花揮發(fā)油進(jìn)行分析,其總離子流色譜圖見圖1。通過對(duì)各色譜峰相應(yīng)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行N IST譜庫檢索、人工解析以及參照相關(guān)文獻(xiàn)[8-10],對(duì)各色譜峰進(jìn)行定性分析,同時(shí)采用峰面積歸一化法計(jì)算出金盞花揮發(fā)油中各化學(xué)成分的相對(duì)百分含量,結(jié)果見表1。

2.2 HS-LPME和SD兩種方法的比較

本研究采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分別對(duì)兩種不同方法提取得到的金盞花揮發(fā)性成分進(jìn)行了分析,由表1可見,HS-LPME法提取得到的金盞花揮發(fā)油中主要成分為α-杜松醇(46.18%)、τ-依蘭油醇(22.23%)、δ-杜松烯(17.17%)、α-依蘭油烯(4.52%)、τ-杜松烯(3.33%),占揮發(fā)油總量的93.43%,采用SD法得到的揮發(fā)油的主要成分為α-杜松醇(37.35%)、τ-依蘭油醇(20.22%)、δ-杜松烯(20.62%)、α-依蘭油烯(5.25%)τ-杜松烯(3.74%),占揮發(fā)油總量的87.18%。兩種方法提取得到的金盞花揮發(fā)油中主要化學(xué)成分有14個(gè)相同,且其相對(duì)含量也基本一致。

在HS-LPME法提取金盞花揮發(fā)油化學(xué)成分的過程中,影響提取效率的主要因素有:萃取溶劑種類、萃取時(shí)間、溫度和萃取溶劑體積等。本實(shí)驗(yàn)對(duì)其主要因素進(jìn)行考察,最后得出較佳萃取條件:溶劑為正十七烷,萃取時(shí)間為4 min,溫度為100℃,萃取溶劑體積為1μL。

表1 頂空液相微萃取法(HS-LPME)與水蒸氣蒸餾法(SD)提取金盞花揮發(fā)性成分分析結(jié)果Table 1 Constituents of essential oil from Calendula officinalis obtained by HS-LPME and SD

分析結(jié)果表明,與SD法提取相比,HS-LPME法具有消耗樣品量、溶劑量小,裝置簡(jiǎn)單,操作快捷,靈敏度高等特點(diǎn),并同時(shí)集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體。HS-LPME法雖然對(duì)含量極低的揮發(fā)性成分的提取有一些局限性,但所得揮發(fā)油提取物中主要成分的相對(duì)組成與SD法基本一致,而且整個(gè)實(shí)驗(yàn)萃取時(shí)間短(僅為水蒸氣蒸餾法的1/60),樣品消耗量少(僅為水蒸氣蒸餾法的1/25),實(shí)驗(yàn)條件溫和,對(duì)環(huán)境污染小,是適合樣品中揮發(fā)性成分快速分析鑒定的一種理想方法。

圖1 金盞花揮發(fā)油的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of the essential oil from Calendula officinalis

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