红花油中化学成分检测方案(红外光谱仪)

版权所有 C2014， PerkinElmer， Inc. 保留所有权利。PerkinElmer是PerkinElmer， Inc. 的注册商标。其士所有商标均为其各自持有者或所有者的财产。009319A_CHN_01 应 用 文 章 使用FT-IR对传统的中药红花油进行快速的质量控制 序言 在中国和东南亚地区，红花油是一种常见的中药，被用来治疗肌肉和关节的疼痛、扭伤以及擦伤。它是通过混合几种天然精油来制备的，主要包括鹿蹄草、丁香、肉桂皮和松节油，另外在加上少量的其它油类或者中草药提取物。 红花油中最重要的化学成分是水杨酸甲酯(来自鹿蹄草油)、丁香酚(来自丁香或肉桂皮)和α-蒎烯(来自松节油)。这已经是被中华人民共和国卫生部的WS3-B-2699-97出版物所公认，并且卫生部强调，在红花油成品被批准公开销售之前，这三种组分的含量必须通过气相色谱 (GC) 的方法进行定量。根据这份文件规定，水杨酸甲酯和丁香酚的最低含量分别是33.5% v/v和38% v/v。质量差的红花油典型的是含有较少丁香酚，因为丁香和肉桂皮必须油比鹿蹄草贵很多，并且鹿蹄草天然油很容易用工业的水杨酸甲酯取代。另一种质量差的可能来源是通过添加过量的惰性植物或者石蜡油对红花油进行掺杂。 在这篇文献中，我们将通过可视化的红外光谱图来展示关于红花油质量的重要信息，并且总的分析时间只有几分钟，甚至更少。另一篇文献中2，我们将对这三种主要成分建立精准的定量校正曲线。 实验部分 我们使用PerkinElmer公司的Spectrum Frontier傅里叶变换红外光谱仪采集样品红外光谱，且该红外光谱仪与9次反射金刚石/硒化锌晶体的衰减全反射 (ATR) 采样附件搭配使用。光谱采集分辨率为4cm1，累积扫描时间60s。 图1.The Frontier FT-IR 结果和讨论 纯化合物和一些商业化样品的红外谱图 如图2是水杨酸甲酯、丁香酚和α-蒎烯的分子结构和红外谱图，以及两种商业化红花油样品的红外谱图，样品A和样品B，O-H和C-H键的伸缩振动信息量尤其的大。虽然水杨酸甲酯和丁香酚都含有酚羟基，但是水杨酸甲酯的伸缩振动频率大约出现3300cm以以下。这是因为酚羟基与邻近的羰基上的氢结合形成分子内氢键，这样就使得这两种物质很容易地通过可视化的红外谱图区别开来。α-蒎烯可通过非常强C-H伸缩振动谱带识别出来，尤其是在2916 cm²1，尽管该处谱带与丁香酚有所重叠，但是并不能从其它的的碳氢化合物中区别出来。 图2.红花油中主要组分的分子结构和红外谱图(O-H和C-H伸缩振动区域)以及来自不同供应商的两个商业化样品的红外谱图 对比纯化合物与两个商业化样品的红外谱图，我们能马上的得出样品A中含有大量的水杨酸甲酯和丁香酚，而样品B则似乎是由稀释在某些碳氢化合物油中的水杨酸甲酯组成，并且没有任何丁香酚。很明显，样品B是一种下等的红花油产品。 商业化红花油样品的红外谱图 采集来自9个工厂的20个商业化红花油样品的红外谱图，如下图3所示是每个工厂具有代表性的红外谱图。样品呈现出比较大的质量波动，并且许多样品中含有非常少量甚至没有检测到丁香酚。有些样品似乎是在用过多的水杨酸甲酯来弥补这种差异，但是有几个样品中丁香酚和水杨酸甲酯的含量都很低，这或许可以表明样品中稀释了一些其它的油类。 进一步仔细的观察红外谱图(图4)可以发现，一些样品在1745cm²1处有吸收带，这是酯基中羰基的特征吸收峰，表明这些样品中含有植物油作为稀释剂(但是需要其它的技术进一步调查研究来证明这个推断)。 图4.另个红花油样品的红外光谱，其中一个在1745cm处有一个突出的吸收峰，与甘油三酯中C=O的伸缩振动一致，表明产品中有可能使用了植物油 虽然不同厂家样品之间有很多差异，但是同一厂家不同批次样品之间的红外谱图几乎完全一致，这表明，至少对于这些厂家，样品之间的差异是由于组成成分的不同而不是差的加工程序控制。 图5.来自同一工厂的7个红花油样品的红外谱图 结论 红外光谱仪搭配ATR采样附件能够在不到一分钟的时间内对红花油的质量给出一个指导性的测定。通过红外谱图的定性检测能够很容易地对重要的组分进行鉴别，比如水杨酸甲酯和丁香酚。 ( 参考文献 ) ( 1 . State Food and Drug Administration of P.R.C. WS3-B- 2699-97， Pharmaceutical Standard of Ministry o f H e alth， Prescription and Preparation of TCM (Z-14)， Beijing：People's Medical Publishing House， 1 997. ) ( 2. Chen Jian-Bo， Zhou Qun， Sun Su-Qin， Ben Perston andPatrick Courtney，"Quantitative Determination of Key Components i n the T raditional Chinese Remedy 'Red F lower O il’ by FT-IR Spectroscopy" PerkinElmer Application Note 009319_ 0 2. ) 珀金埃尔默仪器(上海)有限公司 地址：上海张江高科技园区区衡路1670号 邮编：201203 电话：021-60645888 传真：021-60645999 www.perkinelmer.com.cn 要获取全球办事处的完整列表，请访问http：//www.perkinelmer.com.cn/AboutUs/ContactUs/ContactUs 实验部分我们使用PerkinElmer公司的Spectrum Frontier傅里叶变换红外光谱仪采集样品红外光谱，且该红外光谱仪与9次反射金刚石/硒化锌晶体的衰减全反射（ATR）采样附件搭配使用。光谱采集分辨率为4cm-1，累积扫描时间60s。结果和讨论纯化合物和一些商业化样品的红外谱图如图2是水杨酸甲酯、丁香酚和α-蒎烯的分子结构和红外谱图，以及两种商业化红花油样品的红外谱图，样品A和样品B，O-H和C-H键的伸缩振动信息量尤其的大。虽然水杨酸甲酯和丁香酚都含有酚羟基，但是水杨酸甲酯的伸缩振动频率大约出现3300cm-1以下。这是因为酚羟基与邻近的羰基上的氢结合形成分子内氢键，这样就使得这两种物质很容易地通过可视化的红外谱图区别开来。α-蒎烯可通过非常强C-H伸缩振动谱带识别出来，尤其是在2916 cm-1，尽管该处谱带与丁香酚有所重叠，但是并不能从其它的的碳氢化合物中区别出来。对比纯化合物与两个商业化样品的红外谱图，我们能马上的得出样品A中含有大量的水杨酸甲酯和丁香酚，而样品B则似乎是由稀释在某些碳氢化合物油中的水杨酸甲酯组成，并且没有任何丁香酚。很明显，样品B是一种下等的红花油产品。结论红外光谱仪搭配ATR采样附件能够在不到一分钟的时间内对红花油的质量给出一个指导性的测定。通过红外谱图的定性检测能够很容易地对重要的组分进行鉴别，比如水杨酸甲酯和丁香酚。