摘 要： 为探究不同产地马蹄金的挥发性成分，建立气相色谱-串联质谱法对河北、广西、四川、贵州、浙江5个产地的马蹄金样品挥发性成分进行测定，采用面积归一化法计算各成分的相对含量。称取0.5 g马蹄金样品，以乙酸乙酯为提取溶剂，冷浸2 h，低温超声提取30 min，滤液作为样品溶液。通过谱库检索，5个产地马蹄金的挥发性成分中共鉴定出有机酸、醇、烯、酯、烷烃等35种化合物，其中14种是共有成分，6种是产地特有成分，相对含量较高的挥发性成分分别为十六烷酸、亚油酸、桦木醇、α-亚麻酸、β-谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇，相对含量分别为27.99%、13.14%、12.91%、11.83%、11.64%、8.16%、5.28%。该方法可对马蹄金中多种挥发性成分进行定量分析，为马蹄金的质量控制和药效研究提供参考。

关键词： 气相色谱-串联质谱； 马蹄金； 挥发性成分； 中药产地

马蹄金为旋花科植物马蹄金的干燥全草，主要产于四川、贵州等地，是苗族常用的植物药[1‒2]。其性平，味苦、辛，归肺、肝经，具有清热利尿、祛风止痛、止血生肌、消炎解毒、杀虫、增强免疫、抗癌等功效，可用于治疗急慢性肝炎、黄疸型肝炎、胆囊炎、肾炎、泌尿系统感染、扁桃腺炎等症[3‒6]。长期以来，对马蹄金的研究多数集中在药理活性、安全性评价及种植技术等方面，如江增宏等[5]对马蹄金素衍生物体内抗HBV药效学的研究，覃冬杰等人[7]建立马蹄金10种真菌毒素的液质联用的检测方法。然而关于不同地区、不同用药部位研究较少。笔者团队在前期工作中对马蹄金的性状、显微鉴别、薄层鉴别、水分及灰分等检验项目进行了研究，并以芦丁为内参比峰建立马蹄金指纹图谱及含量测定法[8]。现代研究表明，马蹄金的化学成分主要包含植物甾醇、有机酸、黄酮、挥发油、糖类和微量元素等[7]，其中挥发油主要包含单萜烯类、倍半萜烯类及其含氧衍生物等[9]。对马蹄金其挥发性成分分析，可为阐明其药理作用和药效研究提供参考研究数据，为提高整体质量控制提供参考方法。

中药材挥发性成分复杂多样，气相色谱-串联质谱技术(GC-MS)结合气相色谱的分离和质谱检测器的优点，在中药材复杂挥发性物质的分析中应用日益广泛[10‒12]。笔者采用低温超声方法对马蹄金中挥发性成分进行提取，经气相色谱-串联质谱仪分离鉴定，并结合计算机检索技术，分析马蹄金中挥发性成分种类，应用峰面积归一化法计算各成分的相对含量，同时比较不同产地马蹄金挥发性成分的差异性，以分析中药市场马蹄金饮片的质量情况，为其临床应用和质量控制提供科学依据。

1、 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱-质谱联用仪：GC2030/TQ8040型，日本岛津公司。

电子分析天平：XS105型，感量为0.01 mg，瑞士梅特勒-托利多公司。

超声波振荡器：KQ-500DB型，昆山市超声仪器有限公司。

马蹄金药材样品：共10批，经鉴定为旋花科植物马蹄金的干燥全草。产地及编号：1#～2#产自河北；3#～4#产自广西；5#～6#产自四川；7#～8#产自贵州；9#～10#产自浙江。

乙酸乙酯：分析纯，康科德科技有限公司。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 气相色谱仪

色谱柱：岛津HP-17MS毛细管柱[30 m×0.25 mm，0.25 μm，岛津（上海）实验器材有限公司]；载气：高纯氦气(体积分数不小于99.999%)，流量为1.0 mL/min；进样口温度：250 ℃；进样方式：分流进样，分流比为20∶1；进样体积：1 μL；升温程序：起始温度60 ℃，保持3 min，以10 ℃/min的速率升至180 ℃，保持3 min，以5 ℃/min的速率升至300 ℃，保持10 min。

1.2.2 质谱仪

接口温度：300 ℃；电离方式：电子轰击源(EI)；电离能量：70 eV；离子源温度：280 ℃；溶剂延迟：4 min；数据扫描模式：全扫描；扫描范围质荷比(m/z)：55～550。

1.3 实验方法

1.3.1 样品溶液的制备

取马蹄金适量，粉碎，过孔径为（250±9.9） μm的筛，称取粉末0.5 g，加乙酸乙酯25 mL，冷浸2 h，冷水中超声(功率200 W，频率30 kHz)处理30 min，0.22 μm滤膜滤过。

1.3.2 样品分析

取马蹄金样品溶液，在1.2仪器工作条件下进行测定，通过色谱质谱数据工作站进行数据处理，参考美国国家标准与技术局(NIST20)谱库检索，并结合相关参考文献进行图谱分析，对马蹄金中挥发性成分进行定性，采用峰面积归一化法计算各组分相对含量。

2、 结果与讨论

2.1 气相色谱条件的优化

升温程序的优化参考梁光义等[9]测定出的马蹄金挥发油升温程序，测定不同产地马蹄金挥发性成分，确定起始温度60 ℃，并采用两个阶段的升温程序。首先，比较第一阶段不同升温速率对分离度的影响，分别以10、20 ℃/min升温到180 ℃，在以20 ℃/min 升温时，马蹄金中低沸点的挥发性成分出峰较快，但是分离度较差；将升温速率降至10 ℃/min，各成分的分离度提高，各组分干扰较小，且基线更为平稳，满足面积归一化定量要求，因此确定第一阶段升温速率为10 ℃/min。其次，确定升温程序的最高温度，比较在270 ℃和300 ℃下色谱图中峰的种类和分离度，由于马蹄金的挥发性成分主要为单萜烯类、倍半萜烯类及含氧衍生物，多为高沸点化合物，在300 ℃时色谱峰更丰富，分离度更好，因此确定最高温度为300 ℃。

考查岛津HP-17MS和岛津HP-5MS毛细管柱对马蹄金挥发性成分分离的影响。分别使用以上两种毛细管柱，进行升温程序优化，结果表明，在最佳升温程序下，使用岛津HP-17MS毛细管柱，马蹄金中各挥发性组分的分离效果更好，故选择岛津HP-17MS毛细管柱。

2.2 样品溶液制备方法的优化

在马蹄金样品溶液制备过程中，使用不同提取溶剂，分别为乙酸乙酯、二氯甲烷、正己烷、石油醚(60～90 ℃)，考查不同提取溶剂对马蹄金挥发性成分分离的影响。不同提取溶剂马蹄金样品挥发油总离子流色谱如图1所示。从图1中可以看出，以乙酸乙酯为提取溶剂，基线平稳，色谱峰数量多且色谱峰有良好的对称性，各组分无干扰。在马蹄金样品超声提取过程中，水温随着超声时间延长逐渐升高，为防止马蹄金挥发性成分的损失，所有的提取过程均在低温环境下进行。采用超声挥发性成分提取方法，考察在冷水中超声提取10、20、30、60 min的提取效果，结果发现，超声30 min有效溶出成分最佳。此外，样品在乙酸乙酯冷浸2 h，可充分分散浸湿，从而显著增加挥发性成分的提取量，因此最终确定样品制备方法为称取样品0.5 g，乙酸乙酯为溶剂，浸泡2 h，超声处理30 min。

图1   不同提取溶剂马蹄金样品挥发油总离子流色谱图

Fig.1   Total ion chromatograms of dichondra in different extraction solvents

1—二氯甲烷；2—石油醚；3—正己烷；4—乙酸乙酯

2.3 马蹄金挥发性成分定量方法

马蹄金样品溶液色谱图利用NIST20谱库检索，共鉴定出35种挥发性成分，主要为有机酸、单萜烯类、倍半萜烯类等，由于市场未全部提供已知成分的对照品，为分析比较不同产地马蹄金挥发性成分差异，采用面积归一化法计算各挥发性成分的相对含量。

2.4 不同产地挥发性成分对比分析

经过谱库检索和结构分析，确定马蹄金主要挥发性成分为十六烷酸、亚油酸、桦木醇、α-亚麻酸、β-谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇。有研究报道，α-亚麻酸可降解血栓，使血流顺畅，使血压降低，还具有改善过敏性皮炎、花粉症、气管哮喘等疾病[14]。植物甾醇具有良好的抗炎、降血脂作用[15]，马蹄金共有挥发性成分桦木醇、β-谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、可能是马蹄金治疗各类炎症、降低血脂的关键物质，此外桦木醇具有消炎、抗病毒、抗肿瘤作用[16]。

采用气相色谱-串联质谱法对5个产地的10 批次马蹄金药材挥发性成分进行测定，图2为各产地典型马蹄金样品挥发油总离子流色谱图，从图2中可以看出，5个产地马蹄金共鉴定出挥发性成分35种，主要为链状脂肪族化合物和萜类化合物，其中广西产地挥发性成分最多(28种)，其次是四川(27种)、贵州(26种)、浙江(22种)、河北(21种)，马蹄金中相对含量较高的挥发性成分分别为十六烷酸、亚油酸、桦木醇、α-亚麻酸、β-谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇。

图2   各产地典型马蹄金样品挥发油总离子流色谱图

Fig.2   Total ion chromatograms of dichondra from various resources

表1为5个产地马蹄金挥发性成分相对含量测定结果。由表1可知，35种挥发性成分中，有14种是产地共有成分，主要包括脂肪族化合物和萜类化合物。表2为马蹄金中7种主要挥发性成分相对含量，图3为5个产地典型马蹄金样品主要成分热图。由表2、图3可知，5个产地马蹄金挥发性成分中，十六烷酸相对含量均为最高，并存在着地域性差异，其中浙江产地相对含量为26.87%、广西产地相对含量为24.28%，以上两产地较高，河北产地相对含量为14.60%，此产地最低；另外亚油酸、α-亚麻酸同样存在着地域性差异，且脂肪酸中的亚油酸、α-亚麻酸具有降低血脂、软化血管、降低血压、促进微循环的作用[13]，由此推测，其降血脂等功效可能不同。十六烷酸、亚油酸、α-亚麻酸、β-谷甾醇、桦木醇是马蹄金中主要的挥发性物质，四个组分相对含量之和分别为57%(河北)、65%(广西)、62%(贵州）、62%(四川)、66%(浙江)，五种组分相对含量之和均超过挥发性成分总量一半，这可能是马蹄金抗炎、抗肿瘤、增强免疫的主要化学成分。此外，共有成分中包含己内酮、植酮等微量组分。检出的挥发性成分有6种是产地特有成分，其中河北2种(环氧十八烷及1种未鉴定)，广西3种(δ-十二内酯、3-十六酮及1种未鉴定)，四川1种(石竹素)。由于不同产地的地域环境差异较大导致马蹄金挥发性成分的差异，可能会对药理作用产生一定的影响。对不同产地马蹄金挥发性成分进行分析比较，5个产地马蹄金挥发性成分的种类和相对含量既有彼此间共性，也存在自身特性。各产地马蹄金主要挥发性成分为有机酸、单萜烯类和倍半萜烯类，其中主要包含十六烷酸、亚油酸、α-亚麻酸和植物甾醇类，但相对含量存在差异性，一定程度上反应中药材市场马蹄金质量参差不齐现状。马蹄金各生长气候条件、土壤状况、纬度、海拔高度、日照强度、栽培条件、采集季节以及药材的储存条件等因素有关，可能会引起马蹄金药理活性、药效功能产生改变的原因之一。其中广西、贵州、四川产区鉴定出的化合物较多，地域环境较适应马蹄金的生长，生长周期长且稳定。河北产区鉴定出的化合物较少，全年温差大，平均气温低，马蹄金生长缓慢产量低，可能是化学成分较少的原因之一。

表1   5个产地马蹄金挥发性成分鉴定及相对含量测定结果

Tab. 1   Identification and relative content determination of volatile components of dichondra from five areas

注：“-”表示未检出；（1）表示5个产地共有成分；（2）表示各产地特有成分。

表2   马蹄金中7种主要挥发性成分相对含量

Tab. 2   Relative content determination of seven volatile components of dichondra ( % )

图3   5个产地典型马蹄金样品主要成分热图

Fig. 3   Heat map of main ingredients of dichondra from various resources

3、 结语

建立气相色谱-串联质谱技术法对河北、广西、四川、贵州、浙江5个产地的马蹄金样品挥发性成分进行测定，样品溶液制备便捷，效率高，可对马蹄金中多种挥发性成分定量，为市场流通马蹄金质量控制提供参考方法。经过马蹄金挥发性物质分析，为马蹄金抗癌、抗肿瘤、抗炎指引新的治疗方向，后续研究其病理学及药理学的相关性，为马蹄金在临床上的合理应用提供科学依据。

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引用本文： 郭海平，杨红梅，马丽，等 . 气相色谱-串联质谱法分析不同产地马蹄金挥发性成分［J］. 化学分析计量，2024，33（7）：79. (GUO Haiping, YANG Hongmei, MA Li, et al. Analysis of the volatile components from different origins of dichondra by gas chromatography-mass spectrometry[J]. Chemical Analysis and Meterage, 2024, 33(7): 79.)