GC-MS結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)分析厚樸湯化學(xué)成分

羅志翔，李曉如

(中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083)

中醫(yī)藥學(xué)在中國(guó)有上千年的歷史，是廣大人民群眾經(jīng)驗(yàn)的積累，通過(guò)不斷的實(shí)踐摸索和理論研究，所形成的一個(gè)藥學(xué)體系。中藥的基礎(chǔ)是單味藥，而在具體的應(yīng)用中往往是采用多味藥材復(fù)合使用，其中最為基礎(chǔ)的則是藥對(duì)。藥對(duì)是將兩個(gè)單味藥配伍使用，藥物之間的配伍存在著復(fù)雜的關(guān)系[1-2]：相須可以共同增強(qiáng)藥效；相使可以增強(qiáng)主要藥物的功效；相畏和相殺是相對(duì)應(yīng)的概念，相畏相殺可以降低藥物的有害性；相惡會(huì)降低藥物的功效；相反將產(chǎn)生有害的效果。對(duì)藥對(duì)及其中各單味藥的揮發(fā)油進(jìn)行檢測(cè)，分析找出三者之間的差異，有助于提高對(duì)中藥藥物的配伍機(jī)理和藥理活性的理解[3]。厚樸(Magnoliae Officmalis Cortex，MOC)，別稱(chēng)川樸、烈樸、重皮、赤樸、厚皮，味苦、辛，性溫，用于濕滯傷中，脘痞吐瀉，食積氣滯，腹脹便秘，痰飲喘咳[4]。白術(shù)(Rhizoma Atractylodis Macrocephalae，RAM)，又名于術(shù)、浙術(shù)、天薊、山姜、山連、冬白術(shù)，味苦、甘，性溫，用于脾虛食少，腹脹泄瀉，痰飲眩悸，水腫，自汗，胎動(dòng)不安[5]。厚樸與白術(shù)配伍組成厚樸湯，最早出現(xiàn)在《圣濟(jì)總錄》上，用于調(diào)理脾胃、嘔逆等。到目前為止，二者配伍后其揮發(fā)油成分的變化還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相關(guān)報(bào)道。本文采用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)中的交互移動(dòng)窗口因子分析法(alternative moving window factor analysis，AMWFA)對(duì)厚樸湯和單味藥白術(shù)、厚樸的揮發(fā)油成分進(jìn)行定性和定量分析，并對(duì)三者的共有組分進(jìn)行了比較[6-12]。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀器與藥材

QP20l0型氣相色譜儀-質(zhì)譜儀,日本島津。厚樸(MOC)、白術(shù)(RAM)均購(gòu)自長(zhǎng)沙九芝堂藥店。

1.2 揮發(fā)油的提取

分別稱(chēng)取一定量的厚樸(50 g)、白術(shù)(50 g)和藥對(duì)(厚樸25 g、白術(shù)25 g)，以1:8加水混合，按照《中國(guó)藥典》[13]提取方法來(lái)提取。

1.3 GC-MS測(cè)定條件

色譜測(cè)定條件：色譜柱，OV-I型(30 m×0.25 mm，膜厚0.25 μm)；載氣，高純氦氣；載氣流速，以1.0 mL/min進(jìn)入系統(tǒng)；程序升溫過(guò)程，起始溫度60 ℃，以10 ℃/min的速率升溫至280 ℃，保持5 min，總時(shí)間27 min；進(jìn)口溫度，230 ℃；界面溫度，280 ℃。

EI源電子能量為70 eV，離子源溫度為230 ℃。倍增電壓為0.8 kV，掃描范圍M/Z：35～800，掃描速率為3.8次/s。溶劑延遲，3 min。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用MATLAB 6.5編程進(jìn)行比對(duì)分析，采用NIST107質(zhì)譜庫(kù)檢索成分。

2 結(jié)果與討論

2.1 交互移動(dòng)窗口因子分析法(AMWFA)

交互移動(dòng)窗口因子分析法[14-15](AMWFA法)是一種化學(xué)計(jì)量學(xué)方法。該方法通過(guò)對(duì)處于不同體系的二維數(shù)據(jù)組進(jìn)行比對(duì)處理，能夠定性分析出這兩者擁有的相同組分。分析方法的原理見(jiàn)參考文獻(xiàn)[14-15]。

圖1 厚樸、白術(shù)和藥對(duì)厚樸-白術(shù)揮發(fā)油的總離子流圖

從圖1中可以看出揮發(fā)油的成分較為復(fù)雜，且很多相鄰的峰之間有明顯的重疊、嵌入現(xiàn)象。直接分析色譜峰，會(huì)因?yàn)橹丿B和嵌入現(xiàn)象而漏掉一些隱藏的峰，使得定性分析結(jié)果不準(zhǔn)確。下面用AMWFA法進(jìn)行處理以獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果，以厚樸總離子流圖中的A峰簇(11.550～11.688 min)和藥對(duì)厚樸-白術(shù)總離子流圖中的B峰簇(11.550～11.692 min)(見(jiàn)圖2)為例，對(duì)該法進(jìn)行闡述。

圖2 峰簇A和峰簇B的離子流截圖

圖3 峰簇A和峰簇B背景消除后的秩圖

在消除了背景噪音后的秩圖中，每存在一條高于代表噪音水平的特征曲線，就表示有一種組分存在，而秩圖中同時(shí)存在多條特征曲線高于噪音水平特征曲線，則說(shuō)明有多種組分同時(shí)存在。如圖3所示，在扣除了背景噪音的秩圖中區(qū)域1+2存在2條與其它曲線分離的特征曲線，這表示在此處存在2個(gè)組分重疊。從圖3中亦可以得知，存在兩個(gè)純組分區(qū)，即區(qū)域1和區(qū)域2對(duì)應(yīng)純組分1和純組分2，以及1個(gè)混合區(qū)域，即區(qū)域1+2。

圖4所示為由AMWFA法獲得的多組分光譜相關(guān)色譜圖(MSCC)和反投影多組分光譜相關(guān)色譜圖(IP-MSCC)。圖4中顯示出從掃描時(shí)間5分到25分之間，除去噪音引起的小幅波動(dòng)外，曲線走向近乎平直，這表示A和B峰簇互相包含于對(duì)方中，所含成分一致。

圖4 MSCC和 IP-MSCC分析結(jié)果

從圖5可見(jiàn)，第一和第二個(gè)擬合值均為0，直到第3個(gè)才出現(xiàn)變化，逐漸增大，這表明共有組分是2個(gè)，與前面秩圖分析的結(jié)果一致。

圖5 共有秩分析結(jié)果

圖6 共有組分解析結(jié)果

圖7 Phenol,2,4-bis[1,1-dimethylethy]-(C14H22O)的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖和解析質(zhì)譜圖

圖8 9-Cedranone (C15H24O)的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖和解析質(zhì)譜圖

圖6是依據(jù)AMWFA 法獲得的共有組分秩圖和質(zhì)譜自相關(guān)曲線圖，其目的是為了獲取對(duì)應(yīng)物質(zhì)的純質(zhì)譜。在圖6(a)中，有2個(gè)共有組分?jǐn)?shù)為 1 的區(qū)域，其對(duì)應(yīng)的圖6(b)中存在R1和R2兩個(gè)水平曲線段，基本一致。可分別從R1和R2中提取出對(duì)應(yīng)的純質(zhì)譜，分別為：Phenol,2,4-bis[1,1-dimethylethy]-(C14H22O)和9-Cedranone (C15H24O) ，前者相似度為99.066%，后者相似度為85.121%。相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖和解析質(zhì)譜圖見(jiàn)圖7和圖8。

2.2 揮發(fā)油組分的定量分析

表1 厚樸、白術(shù)及其藥對(duì)揮發(fā)油主要化學(xué)成分

續(xù)表1

14Octanoic Acid辛酸C8H16O2//0.106.93715Borneol冰片C10H18O1.20/0.607.030163-Cyclohexen-1-ol,4-methyl-1-(1-methylethyl)-4-甲基-1-(1-甲基乙基)-3-環(huán)己烯-1-醇C10H18O0.150.12/7.16217Benzenemethanol,.alpha.,.alpha.,4-trimethyl-α,α,4-三甲基-苯甲醇,C10H14O0.16//7.243183-Cyclohexene-1-methanol,.alpha.,.alpha.,4-trimethyl-,(S)-(S)-α,α,4-三甲基-3-環(huán)己烯-1-甲醇C10H18O1.380.210.697.34619Bicyclo[3.1.1]hept-2-ene-2-methanol,6,6-dimethyl-6,6-二甲基雙環(huán)[3.1.1]庚-2-烯-2-甲醇C10H16O0.31/0.087.44320Bicyclo[3.1.1]hept-2-ene-2-carboxaldehyde,6,6-dimethyl-6,6-二甲基雙環(huán)[3.1.1]庚-2-烯-2-甲醛C10H14O0.14/0.067.47421Bicyclo[3.1.1]hept-3-en-2-one,4,6,6-trimethyl-4,6,6-三甲基雙環(huán)[3.1.1]庚-3-烯-2-酮C10H14O//0.057.654222-Cyclohexen-1-ol,2-methyl-5-(1-methylethenyl)-,trans-反式-2-甲基-5-(1-甲基乙烯基)-2-環(huán)己烯-1-醇C10H16O0.32//7.72123Phenol,4-(2-propenyl)-4-(2-丙烯基)苯酚C9H10O2.03/0.828.13724Phenol,4-ethyl-2-methoxy-4-乙基-2-甲氧基苯酚C9H10O20.11/0.068.56025Bornylacetate乙酸龍腦酯C12H20O2/0.020.298.67826Benzene,1-methoxy-4-(1-propenyl)1-甲氧基-4-(1-丙烯基)苯C12H12O3.78//8.70027Cyclohexane,1-methylene-3-(1-methylethenyl)-,(R)-(R)-1-亞甲基-3-(1-甲基乙烯基)環(huán)己烷,C10H16/0.140.129.36528Phenol,2-methoxy-3-(2-propenyl)-2-甲氧基-3-(2-丙烯基)苯酚C12H12O2/0.210.059.626292,6-Octadien-1-ol,3,7-dimethyl-,acetate,(E)-(E)-3,7-二甲基-乙酸酯2,6-辛二烯-1-醇C12H20O2/0.030.069.86930Bicyclo[7.2.0]undec-4-ene,4,11,11-trimethyl-8-methylene-4,11,11-三甲基-8-亞甲基雙環(huán)[7.2.0]十一碳-4-烯C15H240.26/0.3910.56631Germacrene B大根香葉烯BC15H24/8.752.0610.661324,7,10-Cycloundecatriene,1,1,4,8-tetramethyl-,cis,cis,cis-順式,順式,順式-1,1,4,8-四甲基-4,7,10-環(huán)十一碳三烯C15H240.18/0.2611.00533Cyclohexane,1-methyl-2,4-bis(1-methylethenyl)-1-甲基-2,4-雙(1-甲基乙烯基)-環(huán)己烷C13H22//0.2911.176

注：RC為相對(duì)含量；RT為保留時(shí)間；“/”為未檢出。

采用總體積積分法分析每種化學(xué)成分的相對(duì)含量。鑒定出厚樸中的揮發(fā)性成分共54種，白術(shù)中的53種，藥對(duì)厚樸-白術(shù)中的62種。其中厚樸中鑒定出的成分的含量占揮發(fā)油總含量的90.43%；白術(shù)中鑒定出的成分的含量占揮發(fā)油總含量的91.83%；藥對(duì)厚樸-白術(shù)中鑒定出的成分的含量占揮發(fā)油總含量的91.60%。鑒定出的主要化學(xué)成分見(jiàn)表1。

2.3 藥對(duì)與單味藥之間揮發(fā)性成分的比較分析

由表1可見(jiàn)，厚樸揮發(fā)油的主要組分有：2-十氫萘-1,2,3,4,4a,5,6,7-α，α-4a,8-四甲基-脫氫衍生物(31.52%)；石竹烯氧化物(4.98%)；茅術(shù)醇(3.99%)；1-甲氧基-4-(1-丙烯基)苯(3.78%)；2,5,9-三羥甲基十一烷-4,8-二烯酮(3.44%)；5α-雄甾烷-17-酮，3-乙基-3-羥基(2.80%)；馬萘雌甾酮(2.44%)；3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇酯(2.24%)；α-蒎烯(2.05%)；4-(2-丙烯基)-丙烯基石炭酸(2.03%)；

白術(shù)揮發(fā)油的主要組分有：反-6-乙烯基-4,5,6,7-氫-3,6-二甲基-5-異丙烯基苯并呋喃(37.01%)；白菖烯(8.90%)；大根香葉烯(8.75%)；8,9-脫氫-環(huán)異長(zhǎng)葉烯(5.11%)；8,9-脫氫-9-甲?；?環(huán)異長(zhǎng)葉烯(4.27%)；桉雙烯酮(3.17%)；吉馬酮-1(10)(2.79%)；十六氫-芘(2.45%)；(+)-香橙烯(2.24%)；9,12-十八烷二烯酸(2.24%)；

藥對(duì)厚樸-白術(shù)揮發(fā)油的主要組分有：沉香螺萜醇(26.72%)；2-十氫萘-1,2,3,4,4a,5,6,7-α，α-4a,8-四甲基-脫氫衍生物(12.88%)；8,9-脫氫-9-甲酰基-環(huán)異長(zhǎng)葉烯(6.21%)；[3aS-(3aR,6E,10E,11aS)]-3a,4,5,8,9,11a-六氫-6,10-二甲基-3-亞甲基-環(huán)癸[b]呋喃-2(3H)-酮；5α-D-Norandrostan-16-one,(3.58%)；石竹烯氧化物(2.75%)；長(zhǎng)葉醛(2.57%)；2,5,9-三羥甲基十一烷-4,8-二烯酮(2.29%)；9β-乙酰氧基-3,5-α，8-三甲基三環(huán)萜醛[6.3.1.0(1,5)] 十二烷-3-烯(2.23%)；大根香葉烯(2.06%)；

藥對(duì)與單味藥厚樸、白術(shù)之間的共有組分和化學(xué)成分的變化情況見(jiàn)表2。

表2 厚樸、白術(shù)及其藥對(duì)揮發(fā)油中化學(xué)成分的變化

3 結(jié) 論

利用AMWFA對(duì)復(fù)雜體系進(jìn)行解析，在共有秩分析中確定共有組分?jǐn)?shù)，并獲得質(zhì)譜圖進(jìn)而定性，為不同體系中獲得相同組分提供了一種新方法。本文利用該法對(duì)藥對(duì)厚樸-白術(shù)及其單味藥的分析結(jié)論如下：

(1)藥對(duì)厚樸-白術(shù)、單味藥厚樸和白術(shù)分別定性出62、54和53個(gè)組分，分別對(duì)應(yīng)占各自揮發(fā)油總含量的91.60%、90.43%和91.83%。

(2)厚樸與白術(shù)揮發(fā)油中可找到6種共有組分，這6種組分最終均出現(xiàn)在藥對(duì)中，占藥對(duì)總含量的6.54%；厚樸與藥對(duì)揮發(fā)油中可找到35種共有組分，這35種組分占藥對(duì)總含量的34.48%；白術(shù)與藥對(duì)揮發(fā)油中可找到20種共有組分，這20種組分占藥對(duì)總含量的20.85%。

(3)藥對(duì)揮發(fā)油與單味藥相比多出了14種新組分，同時(shí)藥對(duì)揮發(fā)油相對(duì)于單味藥厚樸有19種組分消失；藥對(duì)揮發(fā)油相對(duì)于單味藥白術(shù)有33種組分消失。還有49種組分含量發(fā)生了較大的變化，其中在配伍后藥對(duì)揮發(fā)油中含量增高的有8種，降低的有41種。藥對(duì)配伍之后所含的成分從質(zhì)和量?jī)煞矫娑及l(fā)生了變化，本文可以為藥對(duì)厚樸-白術(shù)與其單味藥的藥效差異研究提供物質(zhì)基礎(chǔ)。