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便捷式气相色谱质谱联用仪-安益谱便携式GC-MS在艾草成分分析中的应用


1、引言

艾草(Artemisia argyi)作为传统中药,在艾灸疗法中具有重要地位。其药用价值主要来源于所含的挥发性化学成分。然而,传统实验室GC-MS分析存在样品前处理复杂、无法实时监测等局限性。本文创新性地采用便携式GC-MS技术,实现了对艾草燃烧过程的实时监测和成分分析。

2、材料与方法

2.1 样品准备

采集清艾条数支。设置空白实验室、未燃烧的挥发性成分、燃烧过程中的挥发性成分三组实验室。

2.2 仪器分析

使用Mate 11型便携式GC-MS(苏州安益谱精密仪器有限公司),配备-1色谱柱(12m×0.25 mm×0.25 μm)。采样手温度:60℃,升温程序:初始50℃保持3 min,以20℃/min升至200℃保持3 min,进样口温度:130℃,分流比:20:1,传输线温度:200℃,离子源温度:200℃,质谱扫描模式:全扫描,扫描范围:35-400amu,溶剂延迟:0.5min,捕集阱温度:室温,解析温度300℃,采样时间1min

便捷式气相色谱质谱联用仪-安益谱便携式GC-MS在艾草成分分析中的应用(图1)

安益谱便捷式气相色谱质谱联用 MATE 11 

2.3 分析方法

采用采样手柄直接采样,捕集阱吸附前处理,通过气相色谱分离,质谱检定,NIST 2023质谱库进行化合物鉴定。

便捷式气相色谱质谱联用仪-安益谱便携式GC-MS在艾草成分分析中的应用(图2)

未燃烧的采样

便捷式气相色谱质谱联用仪-安益谱便携式GC-MS在艾草成分分析中的应用(图3)

燃烧过程的采样

3.1 艾草燃烧前成分分析

便捷式气相色谱质谱联用仪-安益谱便携式GC-MS在艾草成分分析中的应用(图4)

TIC总离子流图

便捷式气相色谱质谱联用仪-安益谱便携式GC-MS在艾草成分分析中的应用(图5)

未燃烧的主要成分占比图

未燃烧主要成分是醇酮类、烯烃类物质,药用成分樟脑萜和樟脑相对目前占比相对较少。桉油精、樟脑、樟脑萜这些成分具有抗炎、抗菌、抗氧化等药理活性,是艾灸疗法发挥作用的物质基础。

3.2 艾草燃烧成分分析

便捷式气相色谱质谱联用仪-安益谱便携式GC-MS在艾草成分分析中的应用(图6)

 TIC总离子流图

便捷式气相色谱质谱联用仪-安益谱便携式GC-MS在艾草成分分析中的应用(图7)

燃烧中主要成分占比图

燃烧后新生成了多种化合物,柠檬烯、间戊二烯、苯、甲基呋喃、苯乙烯、苯甲晴等多种有机物质,在燃烧过程中也产生了大量的芳香烃类物质。燃烧过程中产生的柠檬烯(Limonene)具有抗氧化、抗炎、促进消化、缓解焦虑,并可能辅助抗菌及心血管保护。

4、便携式GC-MS的方法优势

与传统实验室GC-MS相比,便携式GC-MS表现出显著优势:

1 分析方法性能比较


参数

实验室GC-MS

便携式GC-MS

分析时间

>3 h

<20 min

样品前处理

复杂

简单

实时监测

不可实现

可实现

检测限(ng/g)

0.1-0.5

0.5-1.0

结论

1. 便携式GC-MS能够快速、准确地分析艾草燃烧前后的化学成分,检测灵敏度满足研究需求。

2. 艾草燃烧过程中发生复杂的化学转化,既保留了部分原有活性成分,又生成了新的药理活性物质。

3. 该方法为艾灸作用机理研究提供了有效的技术手段,具有操作简便、分析快速、准确性高等优点。

4. 在今后的研究中结合代谢组学分析,进一步阐明艾灸作用的物质基础和作用机制。

5. 该设备还可以广泛用于野外风味物质的分析工作,保证植物、果蔬、食品等最初原有的风味物质成分分析。