赤芍为毛茛科(Ranunculaceae)植物芍药(Paeonia lactiflora)或川赤芍(P. veitchii)的干燥根, 性味苦、微寒、归肝经，具有清热凉血、散瘀、止痛之功能。主要用于治疗温毒发斑、目赤肿痛、肝郁胁痛、经闭痛经、瘕腹痛、跌扑损伤、痈肿疮疡等症(中华人民共和国药典委员会, 2000)。关于赤芍已有从精油、脂溶性部位和水溶性部位的化学成分和水溶性部位的抗氧化活性等方面的许多研究报道(阮金兰等，2003；王彦志等，2006；李晓如等，2006；赵金尧等，2005)，但未见有对野生赤芍的半挥发性成分进行提取及对挥发性和半挥发性组分抑菌活性进行研究的报道。本文对采自甘肃天水小陇山林区的川赤芍用水蒸气蒸馏及蒸馏后的水残液用乙醚萃取法分别提取，得到挥发性和半挥发性组分，用GC-MS对其进行分离和检测，结合质谱进行鉴别，并对其进行了抗菌活性初步试验。

1 材料与方法 1.1 试验材料

仪器：美国Agilent Technologies 6890N-5973N GC-MS联用仪，化学工作站G1701DA MSD ChemStation。水蒸气蒸馏装置。试剂：乙醚、硫酸钠试剂均为分析纯。供试菌种：大肠杆菌(Escherichia coli)，金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)，沙门氏菌(Salmonella sp.)，巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)，短杆菌(Bacillus brevis)，铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)，以上菌种均由淮安市药品检验所提供。培养基为牛肉膏蛋白胨培养基。

1.2 试验方法

挥发油的提取9月从甘肃天水小陇山林区采挖具有淡清香味的川赤芍根230 g，并由天水师院植物学毛学文教授鉴定。将样品蒸馏水洗涤后进行常规水蒸气蒸馏3 h，馏液用2 000 mL乙醚分次萃取，蒸馏的残留水溶液同样用乙醚分次萃取，得到的醚萃取液用无水Na₂SO₄干燥，水浴蒸去乙醚，得有芳香气味的黄色油状油液体5.10 g(挥发性组分)和香味较淡的黄色油状液体4.32 g(半挥发性组分)。

挥发性与半挥发性成分分析气质条件色谱条件：色谱柱HP-5MS 0.25 mm×30 m×0.25 μm，柱温40 ℃，程序升温4 ℃·min^-1至230 ℃，维持5 min；载气为He气；进样量1 μL；分流比为50:1。质谱条件：离子源为EI, 电子能量70 eV、接口温度为260 ℃、质量范围为20~550 amu，溶剂延迟1 min。

抑菌试验方法供试菌液的制备和菌板的制备：供试菌种经牛肉膏蛋白胨斜面培养基接种、培养后，采用比浊法和血球计数板法制得含量为10⁴~10⁶ cfu·mL^-1的菌悬液。从稀释好的各供试菌液中分别取出100 μL的菌悬液，均匀涂布在牛肉膏蛋白胨平板培养基表面，制成含菌平板。

抑菌活性测定方法采用抑制菌生长速率法测试抑菌率。参照文献(郭道森等，2004；王冬梅等，2007)的方法，将挥发性和半挥发性样品分别用乙醇溶剂溶解，并配成一定的浓度(25.0 mg·mL^-1)，然后将定量体积的溶液加入到定量的灭菌后冷却但未凝固的牛肉膏蛋白胨培养基中，充分摇匀，并以等体积的对应溶剂加入到牛肉膏蛋白胨培养基中作对照，然后倒入直径为90 mm培养皿内制成平板，备用。待培养基凝固以后，在每个培养基中央用接菌针接入上述已制备好的供试病原菌菌饼(直径为6 mm)，菌丝面向下，重复3组，置30℃下培养96 h后，用十字交叉法测量菌落的2个直径，取其平均值作为代表菌落的直径，用下式得出抑菌率：菌落净生长直径(mm)=测量直径-6。

抑菌率(%)=(对照菌落直径-处理菌落直径)/对照菌落直径×100。

半抑菌浓度(EC₅₀)的测定(郭道森等，2004；王冬梅等，2007；秦文等，2007)选用2种样品抑菌效果明显的细菌进行毒力测定。将上述2种样品采用倍半稀释法, 分别配成含样品质量浓度为12.5，6.25，3.13和1.55 mg·mL^-1的培养基进行抑菌活性试验。以浓度对数——抑菌率机率值求得毒力回归曲线。根据曲线求出EC₅₀值，以EC₅₀作为衡量样品对不同细菌生长抑制活性大小的指标。

2 结果与讨论 2.1 川赤芍根挥发性和半挥发性组分的化学成分及其特征

按上述气质条件对川赤芍根挥发性和半挥发性组分进行分离鉴定，启动G1701DA MSD Chem Station化学工作站，检索NIST02谱图库，结合有关文献人工检索确定其化学组成，采用峰面积归一化法确定各组成在总量中的百分含量，结果见表 1。

通过GC-MS对川赤芍根的挥发性和半挥发性组分进行了分离和检测，经空白试验从保留时间1 min至3 min内的峰大部分为空白萃取峰，少部分为含量很小的产物峰。分析确认4.39 min以后挥发性成分中含量大于或接近0.1%的52种化合物，半挥发性成分中18个峰。挥发性成分中鉴定的各化合物相对含量约占总量的97.18%，半挥发性成分中鉴定的占总量的95.19%。

由表 1可知，川赤芍根挥发性成分中主要成分为2-羟基苯甲醛20.24%、苯甲酸21.64%、十六酸6.84%、油酸8.76%、水杨酸甲酯1.22%、糠醛2.49%、苯酚1.53%、2, 2-二甲基-3-辛烯2.22%、丁香酚类、烯类及烷烃等；川赤芍根半挥发性成分中主要成分为3, 4, 5-三羟基苯甲酸29.22%、连苯三酚14.00%、苯甲酸21.11%、3-甲氧基-4-羟基苯甲酸3.18%、4-羟基苯乙醇1.74%、1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)乙酮5.91%、5-羟甲基呋喃甲醛3.09%、水杨醇2.04%、水杨酸0.6%、(Z, Z)-9, 12-十八二烯酸3.82%。

2.2 川赤芍根挥发性和半挥发性组分的抗菌活性

川赤芍根挥发性和半挥发性组分对不同细菌的抑菌活性初筛试验。由表 2可知，在相同浓度下，挥发性和半挥发性组分对所选6种细菌的抗菌活性存在显著的差异(F=7.45)，挥发性组分对所研究的5种细菌的抗菌活性明显，对铜绿假单孢菌抑制作用较明显，但半挥发性组分对金黄色葡萄球菌(抑菌率为84.5%)和沙门氏菌(抑菌率为90.9%)具有明显的抑制作用，对其他菌抑制作用较小或无活性。

川赤芍根挥发性和半挥发性组分对几种细菌的毒力测定为检测2样品对相关细菌的抑菌活性的大小，将以上活性初筛试验中2组分所具有明显抑菌活性的各细菌进行毒力测定，结果见表 3。川赤芍根挥发性组分对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌抑制作用较强，EC₅₀分别为3.47、1.99 mg·mL^-1，而对沙门氏菌、巨大芽孢杆菌抑制次之，对短杆菌抑制作用相对较弱，EC₅₀值分别为5.37、5.09 mg·mL^-1。半挥发性组分对金黄色葡萄球菌和沙门氏菌抑制作用较强，EC₅₀值分别为2.73和1.81 mg·mL^-1，而对其他供试菌作用很弱甚至无抑制作用。此外，从毒力回归曲线和相关系数值可以看出，各样品对细菌的抗菌活性和浓度呈正相关，即2样品对细菌的毒力随着浓度的增高而增强。

对2种组分的抗菌活性的对比结果显示：川赤芍根提取的挥发性组分对所研究的菌均有一定的抑制作用，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、巨大芽孢杆菌、短杆菌具有较好的抑制作用，半挥发性组分对巨大芽孢杆菌没有抑制作用，对铜绿假单孢菌抑制作用较弱，对大肠杆菌和短杆菌抑制作用较弱，对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌2种菌具有比挥发性组分更好的抑制作用。

3 讨论

2组分中均含有具有抗菌活性的水杨酸及其衍生物。水杨酸和茉莉酸等是植物受到激活蛋白的诱导，激活植物对病害的免疫抗病的代谢途径而产生的具有抗菌活性和对病菌抗性的物质；水杨酸甲酯具有局部刺激作用，可促进局部血液循环，外用或局部涂擦可产生皮肤血管扩张，肤色发红等刺激反应，并反射性地影响相应部位的皮肤，肌肉，神经及关节，借以消肿，消炎和镇痛，亦有止痒之效，水杨酸酯水解后的产物水杨酸对β-2内酰胺酶表现出抑制活性(IC₅₀ 22 mmol·L^-1)，水杨酸苯环上的羧基及邻位羟基是活性基团之一(杨再昌等，2006)。从以上成分还可看出，挥发性组分中有杀菌活性作用的主要是2, 2-二甲基-3-辛烯、2, 6-二甲基-7-辛烯-2-醇、丁香酚、异丁香酚、香草醛、苯甲酸、水杨酸甲酯、乙酰丁香酚，萜烯类特别是丁香酚类化合物对多种菌具有强烈抑制作用(Michiels et al. 2007；Essawi et al., 2000)；半挥发性组分中不具有丁香酚类和萜烯类化合物，因而抗菌的主要成分比挥发性组分少，但增加3, 4, 5-三羟基苯甲酸、连苯三酚、3-甲氧基-4-羟基苯甲酸、4-羟基苯乙醇、水杨醇等挥发性较低的酚性化合物。Denyer等(1991)和Pattnaik等(1997)指出，酚类物质可进攻细菌的细胞膜或细胞壁, 导致细菌细胞膜的功能散失，同时使细胞内容物外泄，最终导致细菌死亡。据此可以推测2组分的抗菌活性可能是酚性化合物体现的，但挥发性组分中的酚类是丁香酚，导致挥发性组分具有广谱抗菌活性的特点，半挥发性组分虽然含有多种酚性化合物，但不含有丁香酚性结构的化合物，因而表现为抗菌活性不具有广谱性，但对沙门菌表现出强烈的抑制作用，这一抑制作用是多种酚性化合物协同作用还是某单一化合物作用的结果还待进一步研究。

4 结论

川赤芍根挥发性组分主要成分为2-羟基苯甲醛20.24%、苯甲酸21.64%、十六酸6.84%、油酸8.76%、水杨酸甲酯1.22%、糠醛2.49%、苯酚1.53%、2, 2-二甲基-3-辛烯2.22%等烯类及烷烃等。赤芍根半挥发性组分中主要成分为3, 4, 5-三羟基苯甲酸29.22%、连苯三酚14.00%、苯甲酸21.11%、3-甲氧基-4-羟基苯甲酸3.18%、4-羟基苯乙醇1.74%、1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)乙酮5.91%、5-羟甲基呋喃甲醛3.09%、水杨醇2.04%、水杨酸0.6%、(Z, Z)-9, 12-十八二烯酸3.82%。

川赤芍根挥发性组分具有较广谱和良好的抗菌活性，半挥发性组分虽不及挥发性组分的较广谱抗菌活性，但对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌具有更强的抗菌活性。根据其挥发性和半挥发性组分的抗菌活性特性，可以提取挥发性组分作为广谱抗菌活性药物，另外在提取挥发性组分后，选择合适的溶剂从提取挥发性组分后的水残液中萃取半挥发性组分作为金黄色葡萄球菌、沙门氏菌的选择性抗菌药。