标题药对荆芥 桂枝挥发油成分的气相色谱 质谱和化学计量学方法分析

【摘要】目的分析药对荆芥-桂枝、单味药荆芥，桂枝的挥发油成分。方法采用气相色谱-质谱（GC-MS）检测，通过化学计量学解析法对二维色谱/质谱数据进行解析，从而实现对荆芥-桂枝、单味药荆芥、桂枝的挥发油成分的分析。结果荆芥-桂枝、荆芥和桂枝挥发油成分分别定性得到51，47和61个结果，占总含量的88.72%,90.52%和88.37%。结论药对挥发油成分的数目大致为荆芥和桂枝挥发油成分的加和，但相对含量有变化。
　　
　　【关键词】药对荆芥-桂枝挥发油气相色谱-质谱化学计量学解析法
　　
　　配伍理论是中药复方的核心问题。药对是中药配伍的基本形式，是复方的最小组成单位，又是复方的一种特殊形式［1］。药对的化学成分研究将为中药复方的配伍研究提供基本的依据，并揭示配伍理论的化学本质。荆芥-桂枝为常用辛温解表药对［1］。荆芥祛风解表，宣毒透疹；桂枝散寒解表，温经通脉，通阳化气［2］。两者配伍使用，可增强祛风解表、散寒止痛的效果，共收解肌发表祛风散寒之功。挥发油成分是解表药对的药效物质［3］，而药对荆芥-桂枝的挥发油成分未见报道。化学计量学解析法（Chemometricresolutionmethod,CRM）是对二维色谱/光谱矩阵数据进行解析的一种有效方法，它利用二维矩阵数据包含的色谱/光谱信息，采用局部因子分析以分辨出单个组分的纯色谱和光谱，其原理与解析参照文献方法［4］,它已成功地应用于中药挥发油成分的分析［5］。本实验采用气相色谱-质谱（GC-MS）和CRM分析药对荆芥-桂枝的挥发油，并比较了单味药与药对的挥发油成分,讨论了单味药配伍后挥发油成分的变化。
　　
　　1器材与方法
　　
　　1.1器材仪器为日本岛津QP2010型气相色谱仪-质谱仪。荆芥、桂枝均购自湖南中医药研究院，经该院中药研究所鉴定分别为荆芥SchizonepetatenuifoliaBriq.的干燥茎枝、肉桂CinnamomumcassiaPresl.的干燥嫩枝。
　　
　　1.2挥发油提取
　　
　　1.2.1药对挥发油的提取称取干燥的荆芥（HerbaSchizonepetae,HS），桂枝（RamulusCinnamomi,RC）各100g，混合，按《中国药典》（2000年版）挥发油提取法提取［6］。
　　
　　1.2.2单味药挥发油的提取分别称取干燥的荆芥和桂枝各100g，按照上法提取。
　　
　　1.3挥发油的测定条件
　　
　　1.3.1色谱条件色谱柱OV-1（30m×0.25mm）。程序升温：起始温度40℃，以2℃·min-1升至120℃，再以10℃·min-1升至230℃，维持20min。载气He；流速1.0ml·min-1；进口温度250℃，界面温度280℃。
　　
　　1.3.2质谱条件EI源电子能量70eV，离子源温度230℃。倍增电压1.28kV，扫描范围20·600amu；扫描速率3.8scans.s-1，溶剂延迟2min。
　　
　　1.4数据分析数据分析在Celeron（R）2.66GHz（Intel）计算机上进行，程序用Metlab6.5编写，所分辨的质谱在NIST107标准质谱库中检索。
　　
　　2结果
　　
　　2.1挥发油化学成分的定性分析图1～3分别是荆芥、桂枝和荆芥-桂枝的挥发油的GC-MS总离子流图（TIC），其中许多色谱峰产生重叠。图2中A的保留时间段为53.05～53.50min，放大为图4。
　　
　　图1荆芥挥发油的总离子流图（略）
　　
　　图2桂枝挥发油的总离子流图（略）
　　
　　图3药对荆芥-桂枝的挥发油总离子流图（略）
　　
　　图4A峰的总离子流图（略）
　　
　　图5解析后A峰的色谱图（含化合物1，2，3，和4）（略）
　　
　　从图4可见，A似乎是两个分离很好的色谱峰。直接从色谱库中进行检索，左侧峰中不同位置质谱变化很大，且检索结果与被测物质谱相似度都较低，其中左半部分中间部分检测为Dodecanoicacid,2-phenylethylester，相似度为70％，右半部分检测为1,2-Benzenedicarboxylicacid,diundecylester，相似度为81％，右侧峰检测结果为Pentadecanoicacid，相似度为64％。可见，直接从色谱库中进行检索的定性结果其可靠程度和准确度都较低，同时由于色谱峰重叠，难以进行定量分析。
　　
　　利用CRM分析，结果表明A是一个四组分体系（图5）。根据各组分的纯色谱和质谱，再将它们与NIST标准库进行匹配，可检索到4种组分，分别为①4-（phenylmethoxy）-Benzoicacid；②Phen-1,4-diol；③2,3-dimethyl-5-trifluoromethyl-Tridecanoicacid；④Benzoicacid,2-phenylethylester，相似度（相对含量）分别为97.9％（0.09%），94.4（0.05%）,91.5（0.07%）,93.8（0.02%）。由于得到的是纯组分的质谱，定性结果的准确性和可靠程度大为提高。
　　
　　与上述解析A过程相似，对桂枝其它保留时间段的组分以及荆芥和荆芥－桂枝TIC图，利用CRM逐步进行分辨，可得到组分的纯质谱，再用质谱库对分辨出的组分进行质谱定性检索，得到组分定性结果。荆芥-桂枝、荆芥和桂枝挥发油定性鉴定的组分分别为51，47和61个,占总含量的88.72%,90.52%和88.37%。
　　
　　2.2挥发油化学成分的定量分析对解析后的所有色谱采用总体积积分法积分，可得到各个组分的定量分析结果，荆芥，桂枝和药对荆芥-桂枝定性组分含量分别占总含量的90.52%，88.37%和88.72%,三者的挥发油主要化学成分见表1。
　　
　　3讨论
　　
　　由表1可见，药对荆芥-桂枝挥发油主要化学成分的数量大致是两个单味药荆芥和桂枝的加和，含量较高的主要成分或来自荆芥，如5-methyl-2-（1-methylethylidene）-Cyclohexanone，（2R-trans）-5-methyl-2-（1-methylethyl）-Cyclohexanone等；或来自桂枝，如3-（2-methoxyphenyl）-2-Propenal，Benzaldehyde等；或来自二者之叠加，如D-Limonene，Benzylidenemalonaldehyde等。这些主要成分在药对中的含量与在单味药中的不同。实验结果还表明，药对荆芥-桂枝挥发油中还出现了多个单味药中没有的新的化学成分，如（E）-3,7-dimethyl-2,6-Octadien-1-olacetate，（S）-1-methyl-4-（5-methyl-1-methylene-4-hexenyl）-Cyclohexene，Octanal，3-phenyl-2-Propen-1-olacetate等，但它们的含量都较低。这些新化学成分的出现可能是由于合煎中的化学反应和物理变化，如增溶作用、助溶作用等。由于这些物理作用，单味药中的某些化学成分在配伍后溶出率将提高，因此，单味药中含量很低而未能检测到的挥发性成分，在药对中含量提高而可被检测。这些物理变化也会导致其它挥发性成分在药对中的含量变化。
　　
　　每个单味药含有特定的活性化合物群。两个单味药配伍形成药对，在合煎过程中，由于化学反应与物理变化，形成新的活性化合物群，它与单味药的活性化合物群在量与质方面均存在差别，从而导致药效的不同。两个单味药在合煎过程发生什么物理变化与化学反应，值得深入研究。
　　
　　表1荆芥、桂枝和药对桂枝-荆芥的主要挥发油成分（略）
　　
　　rt为保留时间；rc为相对含量；-为未检出