基于全二维气相色谱在线SPE技术分析沉香精油挥发性香气成分.pdf

Botanical Research植物学研究，2018 7(4) 386-397 Hans汉斯 Published Online July 2018 in Hans. htp:// AnalysisofComponentsinAgarwood EssentialOilbyOn-LineSolidPhase ExtractionwithComprehensive Two-DimensionalGas Chromatography-MassSpectrometry Li PiZhengxun Wang2Liang Tan1Yuancan Xiao1Xiaofeng ChiQi Dong1Tao ChenYulin Li* Key Laboratory of Tibetan Medicine ResearchNorthwest Institute of Plateau BiologyChinese Academy of SciencesXining Qinghai ²xi'an Ruidan Electronic Technology Co.Ltd.Xi'ran Shaanxi Email: liyulin@nwipb. Received: Jun. 14°2018; accepted: Jun. 28°2018; publishedl: Jul. 5°2018 Abstract For analysis of position of perfumery producttwo detection technologiesone-dimensional gas chromatography-mass spectrometry (1DGC-MS) and On-line SPE with prehensive tional ponents in perfumery product were identified and classified. Results showed that 1DGC-MS can identify 45 pounds with high matched results with MF > 800 when matched with dedicated standard library. Among these poundsthey are constituted of 7 terpenes17 alco- hols4 esters6 ketones4 aldehydes7 acids and other heterocyclic pounds. While by the help of automatic processing of software and manually deduct backgroundGC-SPE-GC -MS can identify 95 pounds with matched results MF > 800and those pounds are classified 10 terpenespirolagarofurannootkatoneguaioleudesmolhinesol and baimuxinalcould be used as the quality evaluation index of Agarwoods essential oil. Keywords Agarwood Essential OilComprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography通讯作者.

文章引用：皮立，王正逊，谭亮，肖远灿，迟晓峰，董琦，陈涛，李玉林、基于全二维气相色谱在线SPE技术分析沉香 精油挥发性香气成分[.植物学研究，2018 7[4)：386-397.DO:10.12677/br.2018.74047
皮立等 基于全二维气相色谱在线SPE技术分析沉香精 油挥发性香气成分 皮立'，王正逊，谭亮，肖远灿'，迟晓峰，董琦”，陈涛'，李玉林1” 中国科学院西北高原生物研究所，中国科学院藏药研究重点实验室，青海西宁 产西安睿德安电子科技有限公司，陕西西安 Email: liyulin@nwipb. 收稿日期：2018年6月14日：录用日期：2018年6月28日：发布日期：2018年7月5日 摘要 采用一维气相色谱-质谱法（1DGC-MS）和全二维气质联用在线SPE装置（GC-SPE-GC-MS)分析了沉香精油 的组成情况，对部分常见物质进行了定性分析.

结果表明，对于同一沉香精油样品，1DGC-MS只鉴定出 样品中匹配度大于800的共45种化合物，分别为烯类7种、醇类17种、酯类4种、酮类6种、醛类4种、 酸和其他杂环烃类7种：GC-SPE-GC-MS装置结合标准谱图辅助定性和手动扣除，定性出匹配度大于800 的共95种化合物，分别为粘烯类10种、醇类27种、酯类12种、醛类6种、酮类14种、其他杂环和饱和长 链长链烃类等26种.

研究表明以苄基丙酮、香柏酮、愈创木醇、沉香呋喃、桉叶醇、沉香螺旋醇、苍术 醇、白木香醛8种特性组分可以作为沉香精油的质量评价指标.

关键词 沉香精油，全二维气相色谱，挥发性成分，在线固相萃取，倍半化合物 Copyright @ 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). OpenAccess 1.引言 沉香不仅药用保健价值高，也是广受欢迎的传统名贵香料，其独有的龙涎香与檀香混合的香味，为 众香之首，目前无法人工合成，因而稀有珍贵[1].沉香是瑞香科植物白木香[4quiaria sinensis(Lour.)Gilg] 含树脂的木材，为《中国药典》收载的品种：味辛、苦、温，归脾、胃、肾经，具有降气、温中、暖肾 助阳的功能：主治胸腹胀闷疼痛、胃寒呕吐响逆、肾虚气逆嘀急等症[2].

白本香是中国沉香的惟一植物 资源，主要分布于广东、海南、云南、福建等省，均称国产沉香，其主要芳香成分为倍半及其含氧衍 生物、芳香族化合物、脂肪酸及其脂类和色原酮类[3].

沉香品质评价多集中在显微鉴别、薪类化合物的 理化鉴别、薄层色谱鉴别、醇溶性浸出物含量测定、挥发性成分GC-MS分析、苄基丙酮等指标性成分的 含量测定等[4][5].

香气是沉香感官分析的重点，也是传统经验鉴别法主要依据.

(GC×GC)是20世纪90年代发展起来的一种新的分析方法[6][7]，它克服了传统一维色谱峰容量低 的局限性，通过一维色谱柱（IDGC)、二维色谱柱(2DGC）连续分离，达到了GC×GC分离能力，其具有 DOI: 10.12677/br.2018.74047 387 植物学研究
皮立等 高峰容量、高分辨率、高灵敏度、族分离和分析速度快等特点，与传统的一维色谱相比，在复杂组分的 试样分析方面具有独特的优势，使之成为当前复杂混合物的最强分离分析技术之一[8].

目前，该分析方 法已经在天然药物、兴奋剂、石油、烟草、白酒、烟用香精、中药挥发油和环境等领域用于分析复杂样 品分析[9]-[18] 在线固相萃取（SPE）技术首先出现在液相色谱中，近年来发展很快，尤其在分离和分析复杂样品中端 露头角，和联用技术结合使其使用将更加广泛，是一种前景广阔的应用技术.

它有以下优点：1）简化了 实验室工作流程，减少了手工操作，提高了工作效率：2）最大限度地减少了操作人员误差，提高了结果 的置信度：3）加快了样品周转，提高了实验室效能：4）节约人力和物力，为实验室节约资源.

在气相色 谱中的应用，仅见文献报道.

本研究采用运用自行开发的基于全二维气相色谱技术的在线SPE装置分析 沉香精油中的挥发性成分，揭示沉香香气的物质基础，以期为沉香精油感官品质评价提供科学依据，并 且为沉香药材质量评价提供理论支持.

为其资源的研究与开发利用提供了科学的理论依据.

2.材料与方法 2.1.材料与试剂 沉香精油，品牌市售，样品精密称取约20mg于2mL量瓶中，用正已烷溶解并定容.

正已烷，农残 级，美国 Fisher Scientific 公司.

2.2.仪器与设备 Agilent7890A/5975CGC-MS型气相色诺-质谱联用仅，（关国Agilent公司产品）：全二维气相色谱技 术在线SPE装置为自行研制：调制时间6s（冷气持续冷喷，热喷气时间1s)：一维气相色谱使用DB-5MS 色谱柱(30m×0.25 mm×0.25 μm），全二维气相色谱中采用DB-1ms一维色谱柱(30m×0.25 mm×0.25 μm) 和DB-WAX二维色谱柱(2m×0.1 mm×0.1μm)，关国Agilent公司，载气氨气，纯度为99.9999%.

全二维气相色谱技术的在线SPE装置如图1所示[19]，由柱温箱1、柱温箱2、冷阱控温箱和检测器 组成.

2.3.实验方法 色谱条件：维柱 DB-1ms0.25 mm × 0.5 μm × 30 m:二维柱 DB-WAX0.10 mm × 0.10 μm × 2.0 m; 一维流量1mL/min：二维流量2mL/min：调制周期6s：分流比100:1：进样量0.5uL.

1维GC柱温箱 的升温程序为初始温度35℃，保持5min，以5℃-min升温速率升至150℃：以2℃min升至200℃： 再以10°℃/min升至280°℃（保持9min）-GC×GC的柱温箱升温程序为初始温度60°℃，保持5min，以5°C-min 升温速率升至100℃，以2℃-min升温速率升至250C保持10min.离子源温度：230℃：传输线温度： 280℃：进样口温度：280℃：扫描离子范围：m/Z35-600.溶剂延迟300s.

调制周期为6.0s，热持续时间为1s，热喷嘴温度为300℃，冷喷嘴氮气流速为6L/min：NIST08质 谱数据库鉴定各色谱峰的化学成分，面积归一化法测定各成分的相对含量.

3.结果与讨论 3.1.色谱柱和程序升温条件的选择 色谱柱的选择上，待测物在非极性的一维柱上按沸点规律分离，经在线SPE聚焦后以脉冲方式进入 极性的二维柱按物质极性分离.

本实验中沉香精油的组成成分具有差异但都不强，在比较了DB-1MS， DOI: 10.12677/br.2018.74047 388 植物学研究
皮立等 带有固相萃取的二维色谱原理框图 进样口 液氨出 F检测器 色调柱1 色满柱2 质蓄检测器 柱温箱1 冷肤控湿箱 温箱2 技术说明： 1.柱温箱1采用原有GC炉箱，做程序升温控制 2.柱温箱2拟采用7890阀箱，做恒温控制 3.冷阱控制温箱的加热使用电热管进行快速加热，制 冷使用液氢冷却，以达到快速降温之目的 4.样品在柱2分离后，一分为二，一部分进FID检测器 做定量用，另一部分进质谱，做谱图定性用 Figure 1 Schematic diagram ofthe apparatus for nline solid-phase extraction of GC of prehensive two-dimensinal 图1.全二维气相色谱在线固相萃取装置图 DB-5MS，DB-17，DB-WAX四根柱子的四种柱组合后，选择DB-1MS和DB-WAX的柱系统.

选择合适的柱温是实现沉香精油各种化学成分良好分离的关键.

由于多数倍半类化合物在100℃ 之后分离，所以柱温达到100℃C之后，再以较小的速率2℃-min升温.

程序升温条件：初始温度60℃， 保持5min，以5℃min升温速率升至100℃，以2℃-min升温速率升至250℃保持10min.结果显示， 色谱峰得到了较好的分离，虽然时间更长了，但分离效果有了较大的改善.

3.2.1DGC-MS分离 采用1DGC-MS和全二维气质联用在线SPE装置分析同样一瓶沉香精油成分的目的在于评价自行开 发的全二维气相色谱在线固相萃取装置的分离能力.使用非极性柱DB-5MS分析该样品，分析时间90min.

经与谱库匹配并手动去除柱流失峰后，共定性出76个化合物，其中匹配度均大于800的共45种化合物， 分别为烯类7种、醇类17种、酯类4种、醚类3种、酮类6种、醛类4种、酸和其他环烃类9种，其 总离子流图见图2. 3.3.全二维气质联用在线SPE装置分离 图3为GC×GC-MS分离沉香精油的总离子流图，谱库匹配并手动去除柱流失峰和杂质后，共定性 出268种化合物，分析时间110min.

在这些化合物中，鉴定出峰面积相对百分比0.01%以上的95种， 匹配度大于800的有烯类10种、醇类27种、酯类12种、酮类14种、醛类6种、其他杂环和饱和长 链烃类等19种，经过对沉香精油中部分常见组分进行定性后，这些组分的定性结果见表1和表2（见下 文) DOl: 10.12677/br.2018.74047 389 植物学研究
皮立等 Table 1. Analysis result of eaglewood essential oil by one-dimensional GC-MS 表1.一维气质联用分析沉香精油鉴定结果 编号 化合物 分子量 分子式 含量% 1 20.804 2-Butanne， 4-phenyl 节基内附 148 CuH;O 0.723 2 26.424 o-Agurofirn 沉香映睛 220 CsHs0 0.526 3 27.074 acedrene cpoxide a-环氧柏木烯 220 CsHO 3.532 4 27.382 β-cryopbylene β竹好 CisH 0.290 5 27.561 β-Elmene β-香烯 CisH 0.434 27.783 Diydro-f-agarofurm 二氢-6-沉香映腩 222 CsHO 0.649 7 28.182 2-methy1-4 6-di-tern-butyl-phenol 4 6-拟丁基-2-甲基-苯酯 220 CsH;0 0.767 8 28.860 a-costol a-木香醇 220 C H O 0.823 9 29.295 α-vetivone α-否根(草)酮 218 CsH;O 2.371 10 29.421 Valerianol 枯树醇 222 CsHO 0.221 11 29.545 β-Elemmone β-棱烯制 218 CsH;0 0.561 12 29.755 Isoaromadendrane cpoxide 环氧异香树烯 220 CsH0 3.474 13 30.135 Longipineneepoxide 长叶聚烯环氧化物 220 CsH0 0.998 14 30.406 (2 6-Dimethyl-4-propoxyphemy/lpropam-1-one (2 6-二甲基-4-丙氧基苯）丙烷-1-酮 CsH 0.588 15 31.003 (-)Globulol 兰校醇 222 CsHO 1.001 16 31.196 Epi-Eudesmol 表-枝叶醇 222 C H O 2.328 17 31.578 pg 222 CsHO 3.155 18 31.725 Agarospirl 沉香螺醇 222 CsHsO 1.495 19 31.852 Hinesol 苍术醇 222 CsH0 1.531 20 31.948 Jinkoh-cremol 沉香雅槛董醇 222 C H O 0.741 21 32.112 Guaiol 意创木醇 222 CsHyO 22 32.459 α-Eudesmol α-按叶醇 222 CsHO 8.063 23 32.630 Neointemedexl十氢二甲基甲乙烯基茶酚 222 C H O 3.788 33.017 isovalencenol 220 CsH0 2.452 25 33.280 α-copacn-11-ol a-古巴烯-11-醇 220 CsHO 5.493 26 33.455 Isooualencenyl formate 甲酸异丙烯脂 248 C16H O: 0.764 27 33.809 α-Costal α-木香醛 218 CsH;O 2.219 28 33.916 5-cyclodecen-1-olL 410-bis(methylene)-7-(1-methylethyl)- 5-环癸烯-1-醇，4 10-二(亚甲基)-7-(1-甲基乙基) 220 CsH;0 0.692 DOI: 10.12677/br.2018.74047 390 植物学研究