基于色谱-质谱技术研究江香薷化学成分

摘要

江香薷为唇形科植物地上干燥部分，主产于江西，民间主要用于治疗各种暑湿疾病，因药效好，产量大，目前已成为市场上流通的香薷属植物中的主流产品。江香薷早期的化学成分、药理的活性研究主要仍集中于挥发油方面，其它方面的研究较少。近年来，随着现代分离技术和分析手段的不断进步，人们对其化学成分的研究也逐渐转向不易挥发性组分如多糖、黄酮、生物碱、香豆素等方面。
　　中药不仅化学成分复杂，结构种类繁多，同时还包含有不同化学性质的多类物质，单一检测方法难以实现对其化学成分的有效分析，多种分析技术联用势在必行。对于中药提取物质属于多组分混合物之特性，目前已发展建立了GC-MS、 HPLC-ESI-QTOF-MS、HPLC-DAD/RI/FLR、HPLC-QQQ-MS等多种快速分离分析鉴定物质的研究方法。本实验选用 SPME-GC-MS、HPLC-ESI-QTOF-MS两种联用技术对江香薷化学成分分析手段进行优化，主要的成分物质针对鉴定，为其化学成分分析以及临床用药的安全性、有效性提供正确的理论依据。具体研究内容如下：
　　第1章：详述了近年来国内外有关江香薷与其它科属香薷化学成分、分离分析方法及药理作用方面的研究成果。香薷属植物的化学成分和药理活性研究均以挥发油居多，主要挥发性的化学成分以烯烃类、醇类物质为主，分析方法也大多采用GC-MS联用技术。常见的药理活性为抗菌抗病毒，但随着近年来研究方向转为多糖、黄酮、香豆素类物质方面，发现江香薷在抗氧化，抗癌活性上也有广阔前景。对江香薷黄酮类物质的研究方法与手段多为核磁共振法，该方法对提取物的纯度要求高，因此对黄酮类物质进行成分分析时需要对大批量的样品进行提取及精制，使得工作量大；对多糖成分的研究方法采用的是气相色谱法，由于糖类物质分子质量大，不易挥发，直接对其进行分析较为困难，需要先进行水解，且水解产物需要进行衍生后才能进行气相色谱分析。
　　第2章：采用水浴回流法对三个不同批次江香薷糖类物质提取，苯酚－硫酸法分别测定总糖含量，得总糖含量分别为2.48％、2.45%、2.15%。凯氏定氮法测定江香薷水提液中蛋白质含量，得其含量分别为8.48%、8.10%、9.01%，这与其温热的药性相符。黄酮类物质采用60%的乙醇溶液对其进行超声提取，提取物采用紫外分光光度计对总黄酮含量进行测定，得含量分别为3.16%、3.22%、2.98%，这使得江香薷具有较强的抗氧化性。ICP-MS法对微量元素进行测定，得出江香薷K、 Ca、 Mg、 P、Fe、Mn含量较高，且Na含量较低，这使得其在高血压治疗方面有较大的前景。
　　第3章：采用固相微萃取法对江香薷挥发性成分进行萃取，GC/MS的联用技术对萃取物进行分离鉴定。初步鉴定出73种挥发性物质，其中烯烃类物质28种占总萃取挥发性物质的19.17%；醇类物质10种占总挥发性成分的1.51%；酚类物质种类较少含量却最高，占总挥发性成分的67.84%，尤以百里香酚含量最高，占总萃取挥发性成分的58.68%，是江香薷挥发性成分的主要物质。检测结果与所报道研究结果相符，但该方法操作简便，无需试剂，样品需求量小，可大大缩减实验前处理所需时间和步骤。
　　第4章：根据所报道的最佳提取条件对江香薷多糖进行提取，理化性质通过化学方法进行测定，结果表明：江香薷多糖为植物多糖，糖含量较低，粗多糖总糖含量仅为15.87%、糖醛酸为11.16%、蛋白质含量为1.51%。对江香薷多糖不完全酸水解的产物进行快速高效液相-电喷雾飞行时间质谱分析。以乙腈和0.1%甲酸水为流动相，于正负离子模式下进行 UPLC-ESI-QTOF-MS和 MS/MS分析，得出江香薷多糖的单糖组成以己糖为主，从质谱中共可以检测到低聚九糖。该方法无需对样品进行衍生，避免了因衍生带来的副产物干扰，灵敏度高、准确度好、样品需求量少，可为多糖后期的深入研究以及药理作用提供一定的理论基础。采用DPPH、ABTS、FRAP法对5种不同的溶剂提取江香薷有效成分物质进行外抗氧化活性筛选，得出70%乙醇提取物体的体外抗氧化活性最高。借助UPLC-ESI-QTOF-MS联用技术的精确质量测定及可能分子式匹配，于正负离子模式下对70%乙醇提取的江香薷主要抗氧化活性物质进行初步鉴定，共鉴定出54种物质。其中有机酸类物质及黄酮类物质为江香薷活性成分的主要物质，分别鉴定出25种和12种，除此之外还检出醇类及酯类分别2种、香豆素及苦杏仁甙分别1种，且有16种成分首次在江香薷非挥发性成分中检出。

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缩略语注释

第1章 绪论

1.1 道地性考证

1.2 提取技术

1.3 化学成分

1.5 分析方法

1.6 香薷指纹图谱的研究现状

1.7 本课题的研究意义

第2章 江香薷理化性质研究

2.1 引言

2.2 实验材料与仪器

2.3 实验方法

2.4 实验结果与讨论

2.5 本章小结

第3章 江香薷挥发性成分的GC-MS/MS分析

3.1 引言

3.2 实验材料与仪器

3.3 实验方法

3.4 实验结果与讨论

3.5 本章小结

第4章 江香薷活性成分的HPLC-ESI-QTOF-MS分析

4.1 引言

4.2 实验试剂与仪器

4.3 实验方法

4.4 实验结果与讨论

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

致谢

攻读硕士期间的研究成果

参考文献