1、黑龙江省满山红油成分的 GC-MS 分析方洪壮 ，孙国东，宗希明，孙长海 1（佳木斯大学药学院，黑龙江 佳木斯 154007）摘要 目的: 解析并比较黑龙江省不同地区的满山红油的化学成分。方法: 采用水蒸气蒸馏法提取挥发油。用 GC-MS 法对完全分离的色谱峰定性，用化学计量学 的 HELP 方法解析重叠峰。以色谱峰面积归一化法获得各化合物的相对含量，并进行主成分分析。结果: 共鉴定 85 种成分，其中共有成分 32 种。15 个样品按其化学成分可分为 4 类。6 个满山红油中未检出杜鹃酮。结论: GC-MS 法结合化学计量学方法分析满山红油，可获得更多的信息。关键词 满山红油；气相色谱质谱；
2、化学计量学中图分类号 R284.1 文献标识码 BGC-MS Analysis of Components in Oleum Rhododendri Daurici from Heilongjiang ProvinceFANG Hong-zhuang* , SUN Guo-dong, ZHONG Xi-ming , SUN Chang-hai(College of Pharmaceutical, Jiamusi University, Jiamusi 154007, China)Abstract Objective: To analyze and compare the chemical co
3、mponents of oleum rhododendri daurici from different regions of Heilongjiang province. Methods: The volatile oils were extracted by steam distillation. Chromatographic peak of complete separation were analyzed by capillary gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and overlapping chromatographic
4、peaks analyzed by heuristic evolving latent projections (HELP) of chemometrics. The relative content of each component in volatile oil was calculated by normalization of peak area, and the method of principal component analysis is taken to analyze the data of qualitative and quantitative. Results: A
5、 total of 85 components were identified, of which 32 compounds were existed in all the samples. According to chemical components, 15 samples were divided into four categories. No germacrone was detected in 6 samples. Conclusion: More information can be obtained from oleum rhododendri daurici, combin
6、ed GC-MS analysis with chemometric method.Key words Oleum rhododendri daurici; GC-MS; chemometrics满山红油为杜鹃花属科植物兴安杜鹃（ Rhododendron dauricum L.）的干噪叶经水蒸气蒸馏得到的挥发油，具止咳、祛痰之功效，用于急、慢性支气管炎 1-2。满山红主要分布于黑【基金项目】黑龙江省中医管理局重点项目(ZHY06-Z43)【通讯作者】方洪壮，Tel: (0454)8611265; Email: fhz-龙江、吉林、内蒙古，为黑龙江特色药材。满山红油化学成分的 GC-MS 分析
7、多有报道 3-7,但仅涉及单一产地，并且无化学计量学方法的辅助。直观推导式演进特征投影法（heuristic evolving latent projections, HELP）是化学计量学中多元分辨的一重要的方法 8-9，作为中药研究的有效工具，已用于挥发油的色谱光谱数据解析 10-13。本实验用 GC-MS 结合 HELP 方法对黑龙江省 15 个地点的满山红油数据进行解析，并用主成分分析法对数据结果进行了比较分析，以期为满山红油的研究与利用提供科学依据。1 仪器与材料Agilent 5975B/6890N 型气相色谱质谱联用仪、安捷伦质谱工作站、Nist 05 版质谱库。满山红于 200
8、8 年 9 月份采集自黑龙江的 15 个地点（编号 1-15） ，其中，大兴安岭山系 1 个（1 号） 、小兴安岭山系 10 个（2、3、5、7、9、11、12、13、14 号） 、完达山山系 4 个（6、8、10、15 号） 。经作者通过形态与显微鉴定为杜鹃花科兴安杜鹃（Rhododendron dauricum L.）的叶。 正己烷为色谱纯、无水硫酸钠为分析纯。2 实验方法2.1 挥发油提取 取满山红粗粉 100 g，置 2 000 mL 硬质圆底烧瓶中，加水 1 200 mL，浸泡 8 h 后。按中国药典 2005 版一部附录中挥发油测定甲法进行，连续加热 8 h。收集挥发油，冷藏备用。
9、得油率（v/w）为：0.350.81%，平均值为 0.45 %。2.2 挥发油测定 取满山红油适量，加 50 倍正己烷稀释，混匀后，气相质谱仪上进样 2 L。GC-MS 条件如下：HP-5MS 石英毛细管柱（ 30 m 0.25 mm，0.25 m） ；升温程序：初始温度 70 ，保持 3 min 后，以 4 min-1 升至 110 ，再以 1.5 min-1 升至 119 ，保留20 min， 1 min-1 升至 130 ，6 min-1 升至 230 ，保留 10 min；载气为 He，流速 1.0 mLmin-1，进样口温度为 280 ，分流比 20：1；标准 EI 源（轰击能量为
10、70eV） ，离子源温度 230 ，接口温度 280 ，扫描范围 35550 aum。2.3 挥发油成分分析 对获取挥发油的总离子流中各峰先经仪器工作站进行检索。对不能定性的重叠峰，截取二维数据的子矩阵后，经窗口移动多项式最小二乘去噪平滑，扣除背景后，用HELP方法解析，获取各化学成分的纯色谱与纯质谱。通过质谱库比较对照并结合文献信息确认化合物，按峰面积归一化法计算各化合物在挥发油中相对百分含量。2.4 主成分分析 选取相对含量大于 1%的化学成分，对其相对含量的数据经中心化变换后，进行奇异值分解。将得分矩阵投影到三维空间进行主成分分类，并计算相应的特征值的累积贡献率，同时利用载荷矩阵考察化学
11、成分与分类的关系。3 结果与讨论3.1 HELP 法解析 图 1 为 4 个满山红油样品（4、5，11 及 15 号）样品的总离子流图，其中一些重叠峰的化学成分，仅通过质谱库是难以断定确认，如 15 号样品在保留时间 22.222.5 min 内的峰簇 A，其色谱图见图 2-A。该峰簇看似是一个两组分体系，检索质谱数据库得到的化学成分为香叶基丙酮与葎草烯，但葎草烯在 22.4 min 后检索结果的相似度不大。通过HELP 方法，对此峰簇经特征结构跟踪分析，发现其为一 3 组分体系，在确定了选择性信息和零浓度区后，解析得到 3 个化合物，分别香叶基丙酮，葎草烯，1,5,9,9-四甲基-1,4,7
12、-环十一碳三烯，相应的色谱峰见图 2-B。解析定性得到的第 3 个组分对应的标准质谱图与解析质谱图见图 3。与此类似，HELP 方法能得到常规的 GC-MS 测定所漏掉的一些组分，可鉴定出更多的化学成分。图 1 4，5，11，15 号满山红油的总离子流图图 2 15 号样品保留时间 22.222.5 min 峰簇色谱图（A ）和解析后的色谱图（B）图 3 保留时间 22.222.5 min 峰簇内 3 号组分的标准质谱(a)与解析质谱(b)3.2 化学成分 对 15 个满山红油样品进行分析，共确认出 85 种化学成分， 结果见表 1。所确认的化合物中其中，数量最多的是萜类，有 69 种，另还有
13、 10 种含氧衍生物，5 种芳香族化合物及衍生物，1 种脂肪族成分。在萜类化合物中，双环倍半萜有 36 种，双环单萜 8 种，单环单萜 9 种，三环倍半萜 8 种，其他三萜、无环萜类 8 种。满山红油中鉴定出的共有成分有 32 种。有 7 种成分仅存在单一的样品中，即 11 号样品中的杜香醇、3,5,5-三甲基-9-亚甲基-2,4a,5,6,7,8,9,9a-八氢-1H-苯并环庚烯、-姜黄烯、1,5,5,8-四甲基-3,7-环十一烷-1-醇，12号样品中的 -榄香烯，13 号样品中的 3-甲基-1-己醇和异石竹烯。在 6 个样品（3、4、6、8、14、15 号）中未检测到杜鹃酮。表 1 满山红
14、油化学成分序号 保留时间(min) 化学成分 分子式 分子量 相对含量(%) 样品数1 4.01 3-甲基-1-己醇 C7H16O 116 2.443 12 4.09 -蒎烯 C10H16 136 0.09710.27 153 4.35 莰烯 C10H16 136 0.0032.013 154 4.77 1-辛烯-3-醇 C8H16O 128 0.0140.158 155 4.85 -蒎烯 C10H16 136 0.0193.489 156 4.93 甲基庚烯酮 C8H14O 126 0.0200.215 157 5.02 月桂烯 C10H16 136 0.0121.265 158 5.81
15、对伞花烃 C10H14 134 0.0722.384 139 5.91 D-苎烯 C10H16 136 0.0347.971 1510 6.01 4-蒈烯 C10H16 136 0.0040.135 1511 6.21 异戊酸丁酯 C9H18O2 158 0.0090.199 1512 6.57 松油烯 C10H16 136 0.0090.364 1313 6.91 芳樟醇氧化物 C10H18O2 170 0.0160.298 1514 7.29顺-,-5-三甲基-5-乙烯基四氢化-2-呋喃甲醇C10H18O2 170 0.0210.2841515 7.35 2-甲基-1-丙烯基苯 C10H1
16、2 132 0.0040.117 1316 7.47 2-甲基-6-亚甲基-1,7-辛二烯-3- 醇 C10H14O 150 0.0040.747 1517 7.55 芳樟醇 C10H18O 154 0.0950.954 1518 7.79 壬醛 C9H18O 142 0.0090.160 419 8.93 反-松香芹醇 C10H16O 152 0.0730.736 220 9.01 萜品醇 C10H18O 154 0.0080.163 821 9.48 龙脑 C10H18O 154 0.0501.122 1522 9.81 萜烯醇 C10H18O 154 0.0240.735 1523 10
17、.19 ,4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇 C10H18O 154 0.1164.027 1524 11.59 异戊酸叶醇酯 C11H20O2 184 0.0150.153 1025 11.75 异戊酸己酯 C11H20O2 186 0.0140.208 926 11.91 L-香芹酮 C10H14O 150 0.0240.132 727 12.87 十碳醇 C10H22O 158 0.0120.342 628 13.45 乙酸龙脑酯 C12H20O2 196 0.0227.32 1529 17.19 衣兰烯 C15H24 204 0.1381.554 1530 17.43 古巴烯 C15H2
18、4 204 0.3643.421 1531 17.893a-甲基-6-亚甲基-1-（异丙基）- 环1,2,3,4-十氢双环戊烯C15H24 204 0.0531.385 1532 18.013,5,5,9-四甲基 2,4a,5,6,7,8-六氢-1H-苯并环庚烯C15H24 204 0.0111.773 833 18.23 异石竹烯 C15H24 204 0.645 134 20.05 石竹烯 C15H24 204 4.06725.95 1535 20.25 杜香醇 C15H26O 222 0.252 136 20.4610,10-二甲基-2,6-二亚甲基-双环7.2.0十一烷C15H2420
19、4 0.0680.321 1237 21.18 香橙烯 C15H24 204 0.1011.129 1138 21.432,6-二甲基-6-（4-甲基-3-戊烯基）- 双环3.1.1庚-二烯C15H24 204 0.0770.610 739 22.28 香叶基丙酮 C15H24 194 0.1311.127 940 22.42 葎草烯 C15H24 204 3.94929.82 1541 22.45 1,5,9,9-四甲基-1,4,7-环十一碳三烯 C13H22O 204 0.2770.928 742 22.64 7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯 C15H24 204 0
20、.0860.937 1243 22.993,5,5-三甲基-9-亚甲基-2,4a,5,6,7,8,9,9a-八氢-1H-苯并环庚烯C15H24 204 0.144 14424.157-甲基-4-亚甲基-1-异丙基- 1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氢萘C15H24 204 0.39910.52 154524.312-异丙基-4a,8-二甲基-1,2,3,4,4a,5,6,7-八氢萘C15H24 204 0.1663.860 1546 24.42 4,7-二甲基-1-异丙基-1,2,4a,5,6,8a-六氢萘 C15H24 204 0.1120.769 1447 25.01 桉叶烯 C15
21、H24 204 0.0458.616 1548 25.22 巴伦西亚橘烯 C15H24 204 0.3973.562 1349 25.45 -姜黄烯 C15H22 202 9.161 150 25.65 -芹子烯 C15H24 204 0.31810.27 1451 26.21 -毛罗烯 C15H24 204 0.1371.662 1552 26.45 异喇叭烯 C15H24 204 0.2680.941 453 26.52 表圆线藻烯 C15H24 204 0.0612.031 554 27.49 杜松烯 C15H24 204 0.5355.059 1555 27.65 人参烯 C15H24
22、 204 0.0671.772 1356 28.25 去氢白菖烯 C15H22 202 0.3192.374 1557 28.43 -杜松烯 C15H24 204 0.3678.250 1458 29.35 1,6-二甲基-4-异丙基-1,2,3,4,4a,7- 六氢萘 C15H24 204 0.0709.306 1359 29.51 -柏木烯 C15H24 204 0.0900.234 560 30.45 白菖考烯 C15H20 200 0.05011.33 1561 32.33 -榄香烯 C15H24 204 2.607 162 33.51 丁子香基乙醇 C15H26O 222 0.016
23、2.602 1563 33.75 橙花叔醇 C15H26O 222 0.0103.438 1564 35.41 石竹烯氧化物 C15H24O 220 0.2067.736 1565 35.66 白菖烯 C15H24 204 0.1588.552 1266 37.83 1,5,5,8-四甲基-3,7-环十一烷-1-醇 C15H26O 222 0.857 167 39.011,5,5,8-四甲基-12- 氧杂二环9.1.0十二烷-3,7-二烯C15H24O 220 1.53411.73 1568 39.91 兰桉醇 C15H26O 222 0.0961.485 126942.31,4a,8-四甲基
24、-1,2,3,4,4a,5,6,7- 八氢萘 -2-甲醇C15H26O 2220.3573.571 1070 42.56 愈创醇 C15H26O 222 0.3312.387 127142.794,4-二甲基- 四环6.3.2.0(2,5).0(1,8)十三烷-9-醇C15H24O 2200.7955.657 1072 43.52 杜松醇 C15H26O 222 0.2093.434 137343.715-甲基-9-亚甲基-2-异丙基-双环4.4.0癸1-烯C15H24 2040.0970.241 774 44.51 桉油醇 C15H26O 222 0.2534.742 157544.91,4
25、a,8-四甲基-1,2,3,4,4a,5,6,- 八氢萘 -2-甲醇C15H26O 2220.3785.157 1576 45.13 杜松脑 C15H26O 222 0.1683.340 1177 45.41 -杜松醇 C15H26O 222 0.0771.821 978 47.15 2,5-二甲基-8 异丙基-1,2,8,8a-四氢萘 C15H22 202 0.0871.552 879 47.29 卡达烯 C15H18 198 0.1311.343 880 55.91 杜鹃酮 C15H22O 218 0.48834.46 981 56.39 -榄烯酮 C13H18O 190 0.1774.5
26、34 382 56.39 植酮 C18H36O 268 0.0120.292 683 56.95 邻苯二甲酸二异丁酯 C16H22O4 278 0.0211.085 884 57.09 叶绿醇 C20H40O 296 0.0220.555 985 69.61 二十四烷 C24H50 338 0.0380.283 43.3 化学分类 图 4 为满山红油化学成分数据的主成分分析得分投影图，前 3 个主成分 PC1、PC2 和PC3 的对应的特征值累积贡献率为 85.8%，基本可以表征所涉及化学成分的大部分信息。图 4 满山红油样品主成分分析投影图由图 4可知，15个样品聚集在4个区域，即15个样品
27、被分为 4类。分析主成分的载荷矩阵可知，对分类结果起主要作用的化学成分有杜鹃酮、葎草烯和石竹烯等。构成第 1 类（2、5、13）的3个样品中，杜鹃酮相对含量最高，分别为29.47 %、34.46 %、29.77 %。4号样品不含杜鹃酮，同时葎草烯与石竹烯的含量最低，与其它样品差异较大，单独成一类。组成第 3 类的 3、7、10、11号样品，所含葎草烯和石竹烯均较高，第4类的1、6、8、9、12、14、15号样品中，石竹烯的含量较高，但葎草烯的含量居中。3个地理单元的样品，没有分别分为3个部分。参考文献1 国家药典委员会. 中华人民共和国药典S. 一部，2005 年版. 北京: 化学工业出版社,
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