GC-MS-AMDIS结合保留指数分析藿香挥发油

任恒鑫1，张舒婷1，吴宏斌1，任钰迪2，邹韬博1，孙长海1,*

(1.佳木斯大学药学院，黑龙江 佳木斯 154007；2.黑龙江中医药大学药学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

摘 要：以吉林省产藿香为研究对象，采用水蒸气蒸馏法提取藿香中挥发油，利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用法和自动质谱退卷积定性系统(AMDIS)，结合程序升温保留指数(PTRI)对提取的挥发油成分进行分析，采用峰面积归一化法确定各组分的相对含量，结果共分离出168种化学成分，鉴定出其中46种，占挥发性物质总峰面积的91.72%，主要成分有脱氢香薷酮(47.65%)、胡椒酚甲醚(15.01%)、香薷酮(6.16%)、蛇麻烯(5.74%)、n-十六酸(2.47%)、亚麻酸(1.84%)等。

关键词：气相色谱-质谱联用；挥发性成分；自动质谱退卷积定性系统；保留指数

Analysis of the Chemical Composition of Volatile Oil from Agastache rugosa by GC-MS-AMDIS Based on Retention Index

REN Heng-xin1，ZHANG Shu-ting1，WU Hong-bin1，REN Yu-di2，ZOU Tao-bo1，SUN Chang-hai1,*

(1. College of Pharmacy, Jiamusi University, Jiamusi 154007, China；

2. College of Pharmacy, Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040, China)

Abstract：The volatile oil in Agastache rugosa from Jilin province, China was extracted by steam distillation and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry with automated mass spectral deconvolution and identification system
(GC-MS-AMDIS) based on the temperature-programmed retention index (PTRI). The relative concentration of each component was determined by peak area normalization. A total of 168 compounds were isolated, of which 46 compounds were chemically identified and accounted for 91.72% of the total peak area. The major components identified were dehydro-elsholtzia ketone (47.65%), methyleugenol (15.01%), elsholtzia ketone (6.16%), humulene (5.74%), n-hexadecanoic acid (2.47%), and linolenic acid (1.84%).

Key words：gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)；volatile oil；automated mass spectral deconvolution and identification system (AMDIS)；temperature-programmed retention index (PTRI)

中图分类号：R914.1 文献标志码：A 文章编号：1002-6630(2013)24-0230-03

doi:10.7506/spkx1002-6630-201324048

藿香(Agastache rugosa (Fisch.et Mey.) O.Kuntze)为唇形科藿香属草本植物，广泛分布于全国各地。俗称巴蒿、猫巴。藿香味辛，性微温，有芳香化湿、祛暑解表之功效[1]。藿香富含挥发油，其气味清爽浓郁，是东北著名的调味品之一[2]。

藿香挥发油化学成分复杂，目前大多是利用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)联用技术对其成分进行分析，通常是在获得全扫描总离子流色谱图(total ion chromatogram，TIC)后，通过NIST 08质谱库进行检索匹配分析[3-4]。但由于色谱的分离能力有限，某些极性、结构类似的成分在色谱图上出现部分甚至完全重叠，干扰谱库检索而无法得到理想的分析结果。由NIST开发的自动质谱退卷积定性系统(automated mass spectral deconvolution and identification system，AMDIS)可提高对重叠峰的分辨解析能力[5-8]，将退卷积结果通过质谱库匹配并结合程序升温保留指数(temperature-programmed retention index，PTRI)能更加准确的确定挥发油的化学成分[9-12]。

为揭示藿香挥发油化学成分的组成，本实验采用水蒸气蒸馏提取方法提取藿香挥发油，应用GC-MS和AMDIS技术并结合PTRI分析了吉林产藿香挥发油化学成分组成。为全面了解东北地区藿香的风味成分及其野生植物资源的开发与利用提供重要的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

藿香2011年7月采于吉林省通化市，经鉴定为唇形科藿香属草本植物藿香(Agastache rugosa (Fisch.et Mey.) O.Kuntze)。

正构烷烃混合对照品C8～C40(编号：DRH-008S-R2) 美国AccuStandard公司；正己烷(色谱纯) 天津市大茂化学试剂厂；无水硫酸钠(分析纯) 上海绿源精细化工厂。

1.2 仪器与设备

HP7890A-5975C型气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent科技有限公司；标准玻璃挥发油提取器 上海满贤经贸有限公司。

1.3 方法

1.3.1 色谱条件

色谱柱：HP-5MS石英毛细管柱(30m×0.25mm，0.2μm)；升温程序：初始柱温40℃，以4℃/min升至280℃；载气(He)流速1.0mL/min；压力2.4kPa；进样量1µL；分流比20:1。

1.3.2 质谱条件

电子轰击(EI)离子源；电子能量70eV；传输线温度280℃；离子源温度280℃；激活电压1.5V；扫描范围m/z 35～500；溶剂延迟时间4min。

1.3.3 AMDIS条件

解卷积参数峰宽(component width)为12，相邻峰差减(adiacent peak subtraction)为1，分辨率(resolution)、灵敏度(sensitivity)和峰形要求(shape requirements)均为Medium，保留匹配因子(retention match factor)大于60。

1.3.4 提取方法

将阴干后藿香粉碎，称取样品粉末100g，置于2000mL圆底烧瓶中，加蒸馏水1000mL，按文献[13]提取挥发油6h，得淡黄绿色挥发油，读取体积，加适量无水硫酸钠脱水，密封、避光冷藏。脱水后挥发油置5mL量瓶中，加正己烷溶解并稀释至刻度，摇匀，即得。

1.4 数据处理

1.4.1 定性分析

采用AMDIS进行自动质谱退卷积处理藿香挥发油总离子流色谱图，通过NIST 08质谱库检索并结合PTRI辅助定性。程序升温保留指数是将藿香挥发油样品和C8～C40的正构烷烃内标在同样分析条件下进样，然后根据程序升温线性保留指数公式，计算藿香挥发油中各挥发性成分的保留指数[14]。

式中：Itx为程序升温线性保留指数；n为正构烷烃的碳原子数；tRn+1和tRn分别为代表碳数为n、n＋1的正构烷烃的保留时间/min；tRx为被测组分保留时间/min，且tRn+1＞
tRx＞tRn。

1.4.2 定量分析

采用峰面积归一化法进行定量分析，计算藿香挥发油中各挥发性成分的相对百分含量。

2 结果与分析

2.1 藿香挥发油化学成分结果

对藿香挥发油进行GC-MS测定，获得藿香挥发油总离子流色谱图(图1)。从吉林省产藿香提取的挥发油中共检出168种化学成分，确定了其中的46种化学成分(表1)。

图 1 藿香(吉林)挥发油成分总离子流图

Fig.1 Total ion chromatogram of the volatile oil of Agastache rugosa

表 1 藿香挥发油成分分析结果

Table 1 Analytical results for the chemical composition of the volatile oil of Agastache rugosa

注：*.文献中未报道的化学成分；N•R.质谱库检索结合保留指数定性 ；A•N•R. AMDIS处理后采用质谱库结合检索保留指数定性。

由表1可知，吉林省产藿香挥发油中确定了46种化学成分，占检出物总峰面积的91.72%。其中酮类成分8个(56.83%)、醚类成分2个(15.3%)、烯烃类成分11个(10.30%)、酸类成分5个(4.65%)、醇类成分10个(2.10%)、氧化物成分3个(1.29%)、酯类成分2个(0.27%)、醛类成分1个(0.76%)、酚类成分1个(0.16%)、烷烃类成分3个(0.15%)。46种化学成分中相对百分含量较大有脱氢香薷酮(47.65%)、胡椒酚甲醚(15.01%)、香薷酮(6.16%)、蛇麻烯(5.74%)、n-十六酸(2.47%)、亚麻酸(1.84%)等。

2.2 AMDIS和PTRI辅助定性

本实验通过GC-MS方法获得的TIC图中有168个色谱峰，进一步对数据进行退卷积处理后得到861个“纯净”色谱峰，最终确定了其中的46种化学成分。其中17种化合物是采用质谱库检索结合PTRI定性，29种化合物采用AMDIS处理后采用质谱库检索结合PTRI定性。实践表明GC-MS结合AMDIS和PTRI辅助定性方法可以提高藿香挥发油化学成分解析的分辨能力和准确程度，应用前景十分广阔。

2.3 不同产地藿香挥发油成分对比

藿香挥发油由不同挥发性成分相混合形成，不同生长地区、不同生态环境下，藿香挥发性成分的组成及含量会有差别，这导致藿香存在不同的化学生态型[11]。目前对藿香挥发油主要化学成分问题存在较大争议，有研究者认为是胡椒酚甲醚，也有学者确定为百里香醌[15-19]。在本实验中，最终确定了吉林产藿香挥发油中的46种化学成分，其中有22种化学成分之前并未见报道。主要化学成分为脱氢香薷酮(47.65%)，其次为胡椒酚甲醚(15.01%)，而黑龙江和辽宁产藿香挥发油主要成分为胡椒酚甲醚(29.11%和56.04%)，3个地区藿香挥发油化学成分中相同成分有29种[20]。可见不同产地藿香挥发油的组成存在较大差别，因此我国各产地藿香挥发油的主要成分还有待今后进一步分析确认。

3 结 论

本实验采用水蒸气蒸馏提取方法提取吉林产藿香挥发油，应用GC-MS结合AMDIS和PTRI方法分析其化学成分组成。结果从藿香挥发油中分离出168种化学成分，鉴定出其中的46种，占挥发性物质总峰面积的91.72%，吉林产藿香挥发油主要成分有脱氢香薷酮(47.65%)、胡椒酚甲醚(15.01%)、香薷酮(6.16%)、蛇麻烯(5.74%)、n-十六酸(2.47%)、亚麻酸(1.84%)等。研究结果为揭示吉林产藿香独特的香气成分构成提供了理论依据，同时为以藿香为原料的天然植物调味品开发和利用提供了参考依据。

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