期刊检索:
  药物分析杂志   2017, Vol. 37 Issue (7): 1240-1247.  DOI: 10.16155/j.0254-1793.2017.07.12
0

成分分析

引用本文 [复制中英文]

白桂昌, 罗轶, 陆敏仪. 岗松油特征图谱的研究及多组分含量测定[J]. 药物分析杂志, 2017, 37(7): 1240-1247. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2017.07.12.
[复制中文]
BAI Gui-chang, LUO Yi, LU Min-yi. Study on specific chromatogram and determination of chemical components in Baeckea frutescens essential oil[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2017, 37(7): 1240-1247. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2017.07.12.
[复制英文]

第一作者

白桂昌, Tel:(0771)5828498;E-mail:baitian_19@163.com

文章历史

收稿日期:2016-07-22
岗松油特征图谱的研究及多组分含量测定
白桂昌 , 罗轶 , 陆敏仪     
广西食品药品检验所, 南宁 530021
摘要目的:建立岗松油的气相特征图谱,研究岗松油的化学成分,建立同时测定岗松油中α-蒎烯、β-蒎烯、α-松油烯、4-异丙基甲苯、桉油精、芳樟醇、4-松油醇、α-松油醇、α-石竹烯、β-石竹烯10种成分含量的气相色谱法。方法:采用GC-MS对岗松油中的共有成分进行鉴定,含量测定采用GC外标法,色谱柱:DB-5气相毛细管色谱柱(柱长60 m,内径0.25 mm,膜厚0.25 μm),载气为高纯氮气(99.999%),流速:1.0 mL·min-1,分流比10:1,进样口温度250 ℃,进样量为1 μL,FID检测器,检测器温度250 ℃,程序升温(初始温度80 ℃,保持15 min,以每分钟1 ℃的速率升温至90 ℃,保持2 min,再以每分钟10 ℃的速率升温至110 ℃,每分钟25 ℃的速率升温至240 ℃,保持8 min。)结果:岗松油中的14种共有成分得到鉴定,建立了岗松油含12个主要共有峰的气相特征图谱,含量测定中10种主要成分得到良好的分离,在测定范围内的线性关系良好,平均回收率在97%以上。28批岗松油样品10种成分的含量范围:α-蒎烯4.53%~27.51%、β-蒎烯1.10%~14.12%、α-松油烯0.00%~3.69%、4-异丙基甲苯4.65%~17.55%、桉油精6.91%~30.02%、芳樟醇2.75%~9.79%、4-松油醇0.81%~11.19%、α-松油醇0.64%~4.44%、α-石竹烯0.29%~5.93%、β-石竹烯0.18%~7.73%。结论:特征图谱结合多组分的含量测定,能更好地控制岗松油的质量。
关键词岗松油    特征图谱    气相色谱-质谱联用    α-蒎烯    β-蒎烯    α-松油烯    4-异丙基甲苯    桉油精    芳樟醇    4-松油醇    α-松油醇    α-石竹烯    β-石竹烯    
Study on specific chromatogram and determination of chemical components in Baeckea frutescens essential oil
BAI Gui-chang, LUO Yi, LU Min-yi    
Guangxi Institute for Food and Drug Control, Nanning 530021, China
Abstract: Objective: To establish GC specific chromatograms of Baeckea frutescens essential oil and to develop a GC method for simultaneous determination of α-pinene, β-pinene, α-terpinene, 4-isopropyltoluene, eucalyptol, linalool, 4-terpineol, α-terponeol, α-caryophyllene, β-caryophyllene in Baeckea frutescens.Methods: GC-MS was applied for the identification of multiple components in Baeckea frutescens. GC was performed on a DB-5 column(length 60 m, diameter 0.25 mm, thickness of 0.25 μm). The carrier gas was high purity nitrogen at a flow rate of 1.0 mL·min-1. The inlet temperature was 250 ℃. The injection volume was 1 μL and the FID detector temperature was 250 ℃. The column temperature was increased with following sequence: initial temperature was 80 ℃, raised to 90 ℃ with a rate of 1 ℃·min-1, maintained for 2 min, then raised to 110 ℃ with a rate of 10 ℃·min-1, raised to 240 ℃ with a rate of 25 ℃·min-1, maintained for 8 min. The content ranges of the 10 components of the 28 batch of samples are listed here: α-pinene 4.53%-27.51%, β-pinene 1.10%-14.12%, α-terpinene 0.00%-3.69%, 4-isopropyltoluene 4.65%-17.55%, eucalyptol 6.91%-30.02%, linalool 2.75%-9.79%, 4-terpineol 0.81%-11.19%, α-terponeol 0.64%-4.44%, α-caryophyllene 0.29%-5.93%, β-caryophyllene 0.18%-7.73%.Results: 14 common components were identified by GC-MS in Baeckea frutescens essential oil. The GC specific chromatogram of Baeckea frutescens essential oil with 12 common characteristic peaks was established. Ten main components were well separated and showed good linearity in the concentration range of detection, the added sample recovery rate was above 97%.Conclusions: The combination of specific chromatograms and GC determination is capable of effectively controlling the quality of Baeckea frutescens essential oil.
Key words: Baeckea frutescens essential oil    specific chromatogram    GC-MS    α-pinene    β-pinene    α-terpinene    4-isopropyltoluene    eucalyptol    linalool    4-terpineol    α-terponeol    α-caryophyllene    β-caryophyllene    

岗松油为桃金娘科植物岗松Baeckea frotescens L.DE的枝叶经水蒸气蒸馏提取的挥发油[1],是广西源安堂药业有限公司特色民族药肤阴洁®复方黄松洗液、复方黄松湿巾以及银胡感冒散等的主要原料之一,在医药及香精香料等领域也具有较广泛的应用,其质量标准收载于广西壮族自治区《壮药质量标准》第一卷,目前地方标准含量测定项只有桉油精和芳樟醇2个检测指标[1],难以控制本品的内在质量。岗松油的主要化学成分,纪晓多等[2]用GC-MS联用使用填充柱分离鉴定了19种化合物,沈美英等[3]用GC-MS-DC联用使用毛细柱分离鉴定了14种化合物,主要成分为蒎烯、1,8-桉叶素、芳樟醇、石竹烯、律草烯等。刘布鸣等[4]用气相色谱-质谱-计算机分析技术从岗松油中分离出50多个组分,确认了其中的38种成分,并用面积归一化法测定主要化学成分的相对含量,建立了用薄层色谱和毛细管气相色谱法评价岗松油内在质量的方法。本文采用GC制定岗松油的特征图谱,利用GC-MS及对照品对特征图谱中主要成分进行归属,并建立同时测定岗松油中α-蒎烯、β-蒎烯、α-松油烯、4-异丙基甲苯、桉油精、芳樟醇、4-松油醇、α-松油醇、α-石竹烯、β-石竹烯10种成分含量的气相色谱法,以更好地控制岗松油的质量[5-8]

1 仪器与材料

Agilent 6890N/5975C型气相色谱-质谱联用仪(安捷伦仪器公司),Agilent 6890A型气相色谱仪(安捷伦仪器公司)。DB-5气相毛细管色谱柱(柱长60 m,内径0.25 mm,膜厚0.25 μm);高纯氮气(99.999%)。

对照品α-蒎烯(含量测定用,批号:110897-200502)、桉油精(含量测定用,批号:110788-201105)和芳樟醇(含量测定用,含量98.5%,批号:11503-201302)由中国食品药品检定研究院提供;对照品α-松油烯(含量90.1%,批号:00020100-310)、4-松油醇(含量98.9%,批号:00020103-M01)和α-石竹烯(含量95.2%,批号:00008333-4627)购自Chroma DexTM;对照品β-蒎烯(Chem Service供,含量99.5%,批号:207500),4-异丙基甲苯对照品(Dr.Ehrenstorfer GmbH供,含量99.5%,批号:00114),α-松油醇对照品(上海诗丹德生物技术有限公司供,含量99.68%,批号:1471/11962),β-石竹烯对照品(Toronto Research Chemicals Inc供,含量94.5%,批号:2-JYS-54-1)。实验用28批岗松油样品由生产厂家提供,无水乙醇为分析纯。

2 岗松油特征图谱 2.1 色谱条件

色谱柱:DB-5气相毛细管色谱柱(柱长60 m,内径0.25 mm,膜厚0.25 μm);载气为高纯氮气(99.999%),流速:1.0 mL·min-1;柱温为程序升温:初始温度80 ℃,保持15 min,以每分钟1 ℃的速率升温至90 ℃,保持2 min,再以每分钟10 ℃的速率升温至110 ℃,每分钟25 ℃的速率升温至240 ℃,保持8 min;进样口温度250 ℃;检测器温度250 ℃;分流进样,分流比10:1;进样量为1 μL。

2.2 质谱条件

色谱柱:DB-5气相毛细管色谱柱(柱长60 m,内径0.25 mm,膜厚0.25 μm);流速:1.0 mL·min-1;载气为氦气,流速:1.0 mL·min-1,EI源,电子轰击能量为70 eV,倍增电压为1.3 kV,四极杆温度150 ℃,离子源温度为230 ℃,扫描范围m/z 50~500。

2.3 供试品溶液制备

精密称取本品0.2 g,置50 mL量瓶中,加无水乙醇溶解并稀释至刻度,摇匀,即得。

2.4 特征图谱的测定

按照“2.1”项下实验条件,将28批样品的气相色谱图数据分别导入“中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2012.130723版本)”计算软件,对图谱按照保留时间进行谱峰自动匹配,用中位数计算得出岗松油的GC对照特征图谱,见图 1

1~12.同表 1(same as Tab. 1 图 1 岗松油GC对照特征图谱 Figure 1 The GC reference specific chromatogram of Baeckea frutescens essential oil

表 1 岗松油中共有成分的GC-MS分析结果 Table 1 The results of GC-MS analysis on common components of Baeckea frutescens essential oil
2.5 GC-MS成分鉴定

为了确认主要共有峰的成分,不同批号的样品按上述实验条件进行GC-MS分析。利用Agilent微板分流控制技术,同时采集FID及质谱数据,其代表性GC-FID图及总离子流图见图 2。由于柱子均为DB-5及色谱条件一致,并采用Agilent微板分流控制技术,总离子流图中各成分的出峰顺序与GC对照特征图谱一致。载气的不同及Agilent微板分流控制,导致出峰时间上与GC对照特征图谱有所差异。通过对照品对照、数据库自动检索、人工解析和核对有关文献资料[2-5],对共有的14种成分进行鉴定,并采用面积归一化法测定各成分相对百分含量,结果见表 1

1~14.同表 1(same as Tab. 1 图 2 岗松油GC-FID(A)、总离子流图(B) Figure 2 GC-FID(A)and TIC(B)of Baeckea frutescens
2.6 特征图谱的建立

综合考察28批样品的GC图谱,结合MS给出的成分信息,选定相对百分含量在2%以上的12个共有色谱峰作为共有特征峰,气相特征图谱(图 1)中的6号峰经确定为桉油精的色谱峰,与相邻色谱峰得到良好的分离,确定为参照峰,计算28批样品各色谱峰与参照峰的相对保留时间,各特征峰的峰号(相对保留时间)如下:0.61(峰1)、0.64(峰2)、0.78(峰3)、0.97(峰4)、0.99(峰5)、S峰(峰6)、1.12(峰7)、1.29(峰8)、1.43(峰9)、1.44(峰10)、1.59(峰11)、1.60(峰12),依次分别为α-侧柏烯、α-蒎烯、β-蒎烯、4-异丙基甲苯、柠檬烯、桉油精、γ-松油烯、芳樟醇、4-松油醇、α-松油醇、β-石竹烯、α-石竹烯。28批样品中,其12个共有峰相对保留时间的RSD均小于0.2%,重复性良好,具代表性,选定的12个共有特征峰面积所占比例在90%以上,说明所选择的共有特征峰可以较为全面地反映样品中化学成分的信息。

3 10种成分含量测定 3.1 色谱条件

色谱柱:DB-5气相毛细管色谱柱(柱长60 m,内径0.25 mm,膜厚0.25 μm);流速:1.0 mL·min-1;柱温为程序升温:初始温度80 ℃,保持15 min,以每分钟1 ℃的速率升温至90 ℃,保持2 min,再以每分钟10 ℃的速率升温至110 ℃,每分钟25 ℃的速率升温至240 ℃,保持8 min;进样口温度250 ℃;检测器温度250 ℃;分流进样,分流比10:1;进样量为1 μL。

3.2 对照品溶液制备

分别精密取α-蒎烯、β-蒎烯、α-松油烯、4-异丙基甲苯、桉油精、芳樟醇、4-松油醇、α-松油醇、α-石竹烯和β-石竹烯对照品适量,精密称定,加无水乙醇制成每1 mL含α-蒎烯对照品0.3 mg,β-蒎烯对照品0.3 mg,4-异丙基甲苯对照品0.4 mg,桉油精对照品0.4 mg,芳樟醇对照品0.4 mg,4-松油醇对照品0.3 mg,α-松油醇对照品0.1 mg,β-石竹烯对照品0.2 mg及α-石竹烯对照品0.2 mg的混合溶液,即得。

3.3 供试品溶液制备

精密量取本品0.2 g,置50 mL量瓶中,加无水乙醇溶解稀释至刻度,摇匀,即得。

3.4 线性范围的考察

精密称取对照品,α-蒎烯145.29 mg,β-蒎烯115.37 mg,α-松油烯31.59 mg,4-异丙基甲苯88.89 mg,桉油精108.56 mg,芳樟醇107.91 mg,4-松油醇91.89 mg,β-石竹烯90.06 mg,α-石竹烯54.95 mg,分别置5 mL量瓶中,分别加无水乙醇使溶解并稀释至刻度,摇匀;再分别精密吸取上述各对照品溶液2.00 mL,置同一20 mL量瓶中,加无水乙醇稀释至刻度,摇匀,作为混合对照品溶液储备液。另精密称取α-松油醇对照品33.34 mg,置50 mL量瓶中,加无水乙醇使溶解并稀释至刻度,摇匀,即得α-松油醇对照品溶液。精密吸取上述混合对照品溶液储备液2.00 mL及α-松油醇对照品溶液2.00 mL,置同一5 mL量瓶中,加无水乙醇稀释至刻度,摇匀,作为线性1混合对照品溶液;精密吸取线性1混合对照品溶液2.00 mL,置5 mL量瓶中,加无水乙醇稀释至刻度,摇匀,作为线性2混合对照品溶液;精密吸取线性2混合对照品溶液2.00 mL,置5 mL量瓶中,加无水乙醇稀释至刻度,摇匀,作为线性3混合对照品溶液;精密吸取线性2混合对照品溶液1.00 mL,置10 mL量瓶中,加无水乙醇稀释至刻度,摇匀,作为线性4混合对照品溶液;精密吸取线性4混合对照品溶液3.00 mL,置10 mL量瓶中,加无水乙醇稀释至刻度,摇匀,作为线性5混合对照品溶液;精密吸取线性4混合对照品溶液1.00 mL,置10 mL量瓶中,加无水乙醇稀释至刻度,摇匀,作为线性6混合对照品溶液。分别精密吸取上述混合对照品溶液,进样1 μL,测定。以对照品进样量为横坐标,峰面积积分值为纵坐标绘制标准曲线,各成分回归方程及线性范围见表 2

1.α-蒎烯(α-pinene)2.β-蒎烯(β-pinene)3.α-松油烯(α-terpinene)4.4-异丙基甲苯(4-isopropyltoluene)5.桉油精(eucalyptol)6.芳樟醇(linalool)7.4-松油醇(4-terpineol)8.α-油醇(α-terponeol)9.β-石竹烯(β-caryophyllene)10.α-石竹烯(α-caryophyllene) 图 3 混合对照品(A)和岗松油样品(B)的GC图 Figure 3 Chromatograms of reference substances(A)and sample(B)

表 2 回归方程和线性范围 Table 2 Regression equations and linear ranges
3.5 精密度试验

取同一份供试品溶液(批号:20130711),按“2.1”的色谱条件,连续测定6次,记录10个分析物的峰面积,结果α-蒎烯、β-蒎烯、α-松油烯、4-异丙基甲苯、桉油精、芳樟醇、4-松油醇、α-松油醇、α-石竹烯和β-石竹烯的峰面积RSD分别为0.59%、0.63%、0.57%、0.63%、0.69%、0.68%、0.62%、1.0%、0.68%、0.65%,表明仪器的精密度良好。

3.6 稳定性试验

取同一份供试品溶液(批号:20130711),分别于0、5、10、16、24、36 h进样,测定α-蒎烯、β-蒎烯、α-松油烯、4-异丙基甲苯、桉油精、芳樟醇、4-松油醇、α-松油醇、α-石竹烯和β-石竹烯的峰面积,结果RSD分别为0.96%、0.76%、0.77%、0.58%、0.57%、0.74%、0.70%、1.0%、0.70%、0.74%,结果表明供试品溶液在36 h内稳定。

3.7 重复性试验

取同一批样品(批号:20130711)9份(0.1、0.2、0.4 g各3份),按“3.3”项下方法制成供试品溶液,并按“2.1”项下色谱条件,分别测定α-蒎烯、β-蒎烯、α-松油烯、4-异丙基甲苯、桉油精、芳樟醇、4-松油醇、α-松油醇、α-石竹烯和β-石竹烯的含量,RSD分别为1.3%、1.2%、1.6%、1.2%、1.2%、1.3%、1.4%、2.4%、1.0%、1.2%。结果表明本法的重复性良好。

3.8 回收率试验

取已知含量的同一批样品(批号:20130711)0.1 g,共9份(3水平加样),分别精密加入α-蒎烯、β-蒎烯、α-松油烯、4-异丙基甲苯、桉油精、芳樟醇、4-松油醇、α-松油醇、α-石竹烯和β-石竹烯对照品溶液适量,按“3.3”方法操作,并按“2.1”项下色谱条件测定,计算回收率,结果见表 3

表 3 回收率实验结果 Table 3 Results of recovery experiments
3.9 样品测定

取不同批号的样品,按“3.3”项下方法制成供试品溶液,并按“2.1”项下色谱条件测定10个分析物的含量,结果见表 4

表 4 样品含量测定结果(%,n=2) Table 4 Assay of samples
4 讨论 4.1 色谱条件的选择

试验中曾选择SPB-1、DB-5、DB-17、DB-624、DB-FFAP等不同极性毛细管色谱柱,进样,分别优化程序升温条件,比较各色谱柱所得色谱峰及分离度,结果以DB-5色谱柱所得色谱峰的信息量最多,各组分分离度最好;考察了SPB-5、DB-5、WonderCap-5、TG-5MS、RTX-5 5种不同品牌色谱柱进行分离,结果表明不同品牌色谱柱的耐用性都很好;比较了Agilent6890A,Agilent7890B、岛津2010、岛津2010-plus 3种气相色谱仪,结果表明不同品牌的气相色谱仪耐用性都很好。

4.2 供试品溶液制备

为了使特征图谱显示更多的信息,供试品溶液制备采用有机溶剂溶解后直接进样[6],实验考察了无水乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、三氯甲烷、环己烷等不同溶剂溶解岗松油样品后进样测定,结果表明使用上述溶剂溶解,得到的色谱图均与岗松油样品直接进样结果基本一致;故选用无水乙醇直接溶解样品进样测定。

4.3 含量限度的制定

不同产地批号的岗松油虽然在成分组成上基本相似,但从表 4可以看出,28批样品含量结果差异很大。α-蒎烯与β-蒎烯、4-松油醇与α-松油醇、α-石竹烯与β-石竹烯均为同分异构体,可以分别合并计算其同分异构体总含量。采用Grubbs法对28批样品数据进行异常值检查,当n=28、置信水平为95%时,通过查阅Grubbs法临界值表,得出20121201批桉油精含量(30.02%)为异常值,故剔除;α-松油烯含量平均值小于2%,且有4批样品没有检出,故不控制其含量。α-蒎烯与β-蒎烯总含量、4-异丙基甲苯含量、桉油精、芳樟醇、4-松油醇与α-松油醇总含量、α-石竹烯与β-石竹烯总含量的平均含量依次为16.73%、10.33%、10.49%、8.35%、9.02%和7.10%,含量的80%依次为13.38%、8.26%、8.39%、6.68%、7.21%和5.68%,考虑到药材产地、采收季节、贮藏时间等的影响,含量限度应适当放宽,可拟定为:本品含α-蒎烯(C10H16)及β-蒎烯(C10H16)总含量不得少于12.0%,含4-异丙基甲苯(C10H14)不得少于7.0%,含桉油精(C10H18O)不得少于7.5%,含芳樟醇(C10H18O)不得少于6.0%,含4-松油醇(C10H18O)及α-松油醇(C10H18O)总含量不得少于6.0%,含α-石竹烯(C15H24)及β-石竹烯(C15H24)总含量不得少于5.0%。

5 结论

岗松油挥发性成分众多,本实验运用中药特征图谱技术和多指标成分定量相结合的质量标准控制模式,以α-蒎烯、β-蒎烯、α-松油烯、4-异丙基甲苯、桉油精、芳樟醇、4-松油醇、α-松油醇、α-石竹烯、β-石竹烯10种成分为含量测定指标,外标一点法测定,结果表明,本方法精密度、重复性及准确度都较高,方法简单可行,可以更科学、更全面地控制岗松油的质量。

参考文献
[1]
广西中药材标准, 第二册[S]. 1996: 124
The Standard of Chinese Medicinal Materials in Guangxi. Vol 2[S]. 1996: 124
[2]
纪晓多, 赵国立, 濮全龙, 等. 岗松挥发油的色谱-质谱分析[J]. 药学学报, 1980, 15(12): 766.
JI XD, ZHAO GL, PU QL, et al. Analysis of the essential oil from Baeckea frutescens L. by GC-MS[J]. Acta Pharm Sin, 1980, 15(12): 766.
[3]
沈美英, 何正洪, 刘虹. 岗松挥发油化学成分的研究[J]. 广西林业科技, 1993, 22(4): 157.
SHEN MY, HE ZH, LIU H. Study on the chemical constituents of the essential oil from Baeckea frutescens L.[J]. Guangxi Forest Sci Technol, 1993, 22(4): 157.
[4]
刘布鸣, 赖茂祥, 梁凯妮, 等. 岗松油的质量分析研究[J]. 中国中药杂志, 2004, 29(6): 539.
LIU BM, LAI MX, LIANG KN, et al. Study on the quality analysis of essential oil from Baeckea frutescens L.[J]. China J Chine Mater Med, 2004, 29(6): 539.
[5]
刘布鸣, 赖茂祥, 梁凯妮, 等. 岗松油的气相色谱指纹图谱研究[J]. 中草药, 2005, 36(5): 695.
LIU BM, LAI MX, LIANG KN, et al. Study on GC chromatographic fingerprint of Baechea frutescens essential oil[J]. Chin Tradit Herb Drugs, 2005, 36(5): 695.
[6]
李玥瑛, 郭丽娟, 冯丹, 等. 满山红油GC特征图谱的建立及其特征共有峰的GC-MS研究[J]. 中国药品标准, 2012, 13(1): 25.
LI YY, GUO LJ, FENG D, et al. Establishment of Oleun Rhododendri Daurici's characteristics spectrum and research on its characteristics peaks by GC-MS[J]. Drug Stand China, 2012, 13(1): 25.
[7]
陈在敏. 薄荷素油特征图谱的研究及多组分含量测定[J]. 药物分析杂志, 2011, 31(10): 1957.
CHEN ZM. Study on specific chromatogram and determination of chemical components in peppermint oil[J]. Chin J Pharm Anal, 2011, 31(10): 1957.
[8]
马丽端, 于密密, 傅欣彤, 等. 感冒清热颗粒挥发油特征图谱及薄荷酮和胡薄荷酮的含量测定[J]. 药物分析杂志, 2012, 32(8): 1374.
MA LD, YU MM, FU XT, et al. Characteristic chromatogram of volatile oil in Ganmao Qingre granules and determination of menthone and pulegone[J]. Chin J Pharm Anal, 2012, 32(8): 1374.