FT-IR結(jié)合相關(guān)系數(shù)法對(duì)不同產(chǎn)地艾葉揮發(fā)油的比較分析

趙玉叢,李利紅

(河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院制藥工程學(xué)院,河南 鄭州 450046)

艾葉為菊科植物艾(Artemisia argyiLevl.Et Vant.)的干燥葉[1],有散寒止痛,溫經(jīng)止血的功效。艾葉主要含揮發(fā)油、黃酮類、萜類等成分,其中揮發(fā)油具有抗菌、抗病毒、鎮(zhèn)咳平喘、祛痰、鎮(zhèn)痛、抗癌等功效[2]。艾葉揮發(fā)油的化學(xué)成分較復(fù)雜,且由于環(huán)境和氣候條件的差別,不同產(chǎn)地的艾葉成分也有著明顯的差異[3],導(dǎo)致不同產(chǎn)地來源得到的艾葉揮發(fā)油質(zhì)量不一。傅里葉變換紅外光譜(FTIR)技術(shù)在中藥質(zhì)量控制方面的應(yīng)用已有較多報(bào)道[4-5],而有關(guān)艾葉揮發(fā)油的紅外光譜鑒定則未見報(bào)道。本試驗(yàn)采用FT-IR技術(shù)對(duì)不同來源產(chǎn)地艾葉中的揮發(fā)油進(jìn)行鑒別,該方法簡(jiǎn)單快速、準(zhǔn)確可靠,可為艾葉揮發(fā)性成分的質(zhì)量控制提供一定的參考。

1 儀器與試藥

1.1 儀器 Spectrum100傅立葉變換紅外光譜儀(Perkin-Elmer公司);揮發(fā)油提取器。

1.2 試藥 溴化鉀(光譜純);無水硫酸鈉(分析純)。樣品來源見表1,經(jīng)鑒定品種來源符合《中國藥典》有關(guān)藥材項(xiàng)下的規(guī)定。

表1 艾葉藥材樣品

2 試驗(yàn)方法與結(jié)果

2.1 揮發(fā)油的提取 將干燥的艾葉粉碎后,取粉末500 g,按2015年版《中國藥典》四部通則中揮發(fā)油測(cè)定方法提取,得到有特殊濃香氣味的藍(lán)綠色揮發(fā)油,無水硫酸鈉干燥。

2.2 紅外光譜測(cè)定方法 取溴化鉀適量,置瑪瑙乳缽中研細(xì),用5 Ton的壓力壓成厚度約2 mm的空白透明薄片,對(duì)空白片進(jìn)行背景掃描后,將約 50 μL樣品揮發(fā)油滴于空白片上使形成均勻薄層,測(cè)定其紅外光譜。儀器條件為:實(shí)驗(yàn)溫度:25℃ ～31℃;濕度:50%～60%;光譜范圍為4 000 cm-1～450 cm-1,掃描次數(shù)累加16次,分辨率為4 cm-1。

2.3 方法學(xué)考察

2.3.1 精密度試驗(yàn) 吸取同一揮發(fā)油樣品按“2.2”項(xiàng)下方法,連續(xù)測(cè)定5次紅外光譜,所得紅外圖譜相似度的RSD值為0.005%。表明儀器性能良好。

2.3.2 重復(fù)性試驗(yàn) 分別吸取與“2.3.1”項(xiàng)下同一揮發(fā)油樣品6份,按“2.2”項(xiàng)下方法測(cè)定紅外光譜,所得紅外圖譜相似度的 RSD值為0.03%。表明該方法的重復(fù)性好。

2.3.3 穩(wěn)定性試驗(yàn) 吸取“2.3.1”項(xiàng)下同一揮發(fā)油樣品,按“2.2”項(xiàng)下方法分別于 0、2、4、8、24 h 測(cè)定5次紅外光譜,所得紅外圖譜相似度的RSD值為0.12%。表明供試液在24 h內(nèi)穩(wěn)定。

2.4 樣品紅外圖譜的測(cè)定 取各樣品揮發(fā)油按“2.2”項(xiàng)下方法分別測(cè)定其紅外圖譜。

2.4.1 艾葉揮發(fā)油的紅外圖譜解析 圖1為1號(hào)樣品揮發(fā)油的紅外圖譜。圖2和圖3分別為1號(hào)樣品揮發(fā)油在3 177 cm-1～2 595 cm-1和1 832 cm-1～1 600 cm-1范圍的二階導(dǎo)數(shù)圖譜。

圖1 1號(hào)樣品揮發(fā)油的紅外圖譜

如圖所示:3 443 cm-1附近為O-H伸縮振動(dòng)吸收峰,920 cm-1附近為O-H彎曲振動(dòng)吸收峰,說明含醇類化合物;3 078 cm-1附近為=C-H的伸縮振動(dòng)吸收峰,1 682 cm-1和1 643 cm-1為C=C伸縮振動(dòng)吸收峰,909 cm-1、985 cm-1附近為=C-H彎曲振動(dòng)吸收峰,以上說明有烯類化合物;2 961 cm-1附近為甲基C-H反對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰,2 871 cm-1附近為甲基C-H對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰,1 464 cm-1、1377 cm-1附近為C-H彎曲振動(dòng)吸收峰,說明有CH3存在;2927 cm-1附近為亞甲基C-H反對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰,2853 cm-1附近為亞甲基C-H對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰,結(jié)合1 169 cm-1和723 cm-1處,說明含少量長鏈(CH2)n脂肪酸;1 737 cm-1、1 709 cm-1附近為羰基C=O伸縮振動(dòng)吸收峰。

1 709 cm-1吸收峰說明有有醛或酮,2 726 cm-1吸收峰存在說明有醛基-CHO;1 738 cm-1附近為酯中C=O羰基的吸收峰,或有不飽和酸或酯;從二階導(dǎo)數(shù)譜看存在1 745 cm-1和1 737 cm-1。

2個(gè)吸收峰,說明有不同的酯,1 773 cm-1和1 787 cm-1處的吸收峰說明有內(nèi)酯的存在。1 000 cm-1～1709 cm-1吸收峰說明有有醛或酮,2 726 cm-1吸收峰存在說明有醛基-CHO;1 738 cm-1附近為酯中C=O羰基的吸收峰,或有不飽和酸或酯;從二階導(dǎo)數(shù)譜看存在1745 cm-1和1737 cm-12個(gè)吸收峰,說明有不同的酯,1 773 cm-1和1 787 cm-1處的吸收峰說明有內(nèi)酯的存在。1 000 cm-1～1 300 cm-1為C-O伸縮振動(dòng)吸收峰,說明艾葉中揮發(fā)油多為含氧萜類化合物,香氣濃郁。

圖2 1號(hào)樣品揮發(fā)油在3 177 cm-1～2 595 cm-1范圍的二階導(dǎo)數(shù)圖譜

圖3 1號(hào)樣品揮發(fā)油在1 832 cm-1～1 600 cm-1范圍的二階導(dǎo)數(shù)圖譜

以上光譜特征說明,艾葉揮發(fā)油中多含有醇類、烯類、醛酮類、酯類等化合物,與文獻(xiàn)[3,6]中用GCMS方法分析艾葉中的揮發(fā)油所得的成分相一致。

2.4.2 不同艾葉揮發(fā)油樣品的紅外圖譜比較 圖4為不同艾葉揮發(fā)油樣品的紅外圖譜。由圖4可知,不同產(chǎn)地來源艾葉的揮發(fā)油圖譜中吸收峰的強(qiáng)度、形狀等有所差異,說明不同樣品中具體成分的種類和含量有所不同,鑒于難以人為對(duì)其相似性高低進(jìn)行客觀區(qū)分以達(dá)到鑒別的目的,本試驗(yàn)借助于圖譜間相關(guān)系數(shù)的計(jì)算。

圖4 不同艾葉揮發(fā)油樣品的紅外圖譜

以1號(hào)樣為參照,以PerkinElmer公司的Compare軟件計(jì)算其他各樣品與參照品紅外圖譜的相關(guān)系數(shù),結(jié)果如表2所示。由表2可看出,以1號(hào)樣的相關(guān)系數(shù)為1.0000,5號(hào)樣、6號(hào)樣和3號(hào)樣的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.9500以上,以上4個(gè)艾葉樣品的產(chǎn)地均來自于河南。4號(hào)樣來自于甘肅隴南,其相關(guān)系數(shù)為0.9245低于0.9500?？梢园?.9500作為相關(guān)系數(shù)閾值,相關(guān)系數(shù)在0.9500以上為河南產(chǎn)地的艾葉藥材,0.9500以下為其他產(chǎn)地的艾葉藥材。2號(hào)樣品為艾花,其與參照品的相關(guān)系數(shù)為0.8894,表明花與葉中所含揮發(fā)油的成分相差較大,可將0.9000作為艾花與艾葉中所含揮發(fā)油的相關(guān)系數(shù)閾值進(jìn)行鑒別。

3 結(jié)論

3.1 本試驗(yàn)提取了不同產(chǎn)地來源艾葉中的揮發(fā)油,采用FT-IR技術(shù)測(cè)定其紅外光譜,經(jīng)圖譜解析確定艾葉揮發(fā)油中主要含有醇類、烯類、醛酮類、酯類等化合物,與文獻(xiàn)中用GC-MS方法分析艾葉中揮發(fā)油所得成分相一致。

表2 不同艾葉揮發(fā)油紅外圖譜的相似度比較

3.2 采用相關(guān)系數(shù)法對(duì)不同產(chǎn)地來源艾葉中的揮發(fā)油成分進(jìn)行歸類,可將0.9500作為相關(guān)系數(shù)閾值以區(qū)分河南產(chǎn)地與其他產(chǎn)地,將0.9000作為相關(guān)系數(shù)閾值以區(qū)分艾葉和艾花不同的藥用部位。

3.3 本試驗(yàn)表明,采用紅外光譜結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助比對(duì)軟件技術(shù),能夠快速對(duì)艾葉中揮發(fā)油的質(zhì)量進(jìn)行鑒別,該方法為開發(fā)和綜合利用艾葉提供了一些科學(xué)依據(jù)。但鑒于本試驗(yàn)的樣本量太小,下一步需要收集足夠量的具有代表性的藥材樣本,以確保該鑒別方法的客觀真實(shí)。

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