Bestimmung flüchtiger Bestandteile in verschiedenen Teilen von Atractylodes macrocephala durch Headspace-Gaschromatographie-Massenspektrometrie mit Festphasenmikroextraktion
Atractylodes macrocephala Koidz. ist eine mehrjährige krautige Pflanze, die zur Familie der Asteraceae gehört und mit ihren Wurzeln und Stängeln als Medizin verwendet wird. Sie hat die Wirkung, die Milz zu stärken, das Qi zu nähren, die Feuchtigkeit zu trocknen, die Diurese zu fördern, das Schwitzen zu stoppen und die Schwangerschaft zu stabilisieren. Die moderne pharmakologische Forschung zeigt, dass Atractylodes macrocephala pharmakologische Wirkungen hat, wie z. B. die Verbesserung der Magen-Darm-Funktion, die Krebsbekämpfung, den Schutz der Nerven und potenzielle therapeutische Wirkungen bei Krankheiten wie Immunschwäche, zerebraler Ischämie, rheumatischer Arthritis, Depression, Diabetes usw. Die flüchtigen Bestandteile sind ein wichtiger Bestandteil seiner pharmakologischen Wirkungen. Atractylon, eine Sesquiterpenverbindung, ist einer der Hauptwirkstoffe in Atractylodes macrocephala, der pharmakologische Wirkungen wie Antitumor, Blutdrucksenkung und Schutz des Atmungssystems hat.
Derzeit wird für die Extraktion und Analyse von Atractylodes macrocephala-Keton hauptsächlich die Wasserdampfdestillationsmethode verwendet, die Nachteile wie eine geringe Extraktionseffizienz und einen leichten Verlust von Verbindungen aufweist. Die Headspace-Festphasen-Mikroextraktionstechnologie (HS-SPME-GC-MS) ist ein schnelles und einfaches Verfahren zur Extraktion flüchtiger Bestandteile, das keine langwierigen Vorbehandlungsprozesse wie die Lösungsmittelextraktion erfordert. Sie hat die Vorteile einer hohen Extraktionseffizienz, einer kurzen Extraktionszeit, eines geringen Probenverbrauchs und eines minimalen Verlusts flüchtiger Verbindungen. Gegenwärtig wird sie häufig zur Extraktion flüchtiger Bestandteile aus Proben wie Gemüse, Obst und alkoholischen Getränken eingesetzt. Guo et al. verwendeten die Headspace-Mikroextraktion mittels Gaschromatographie und Massenspektrometrie, um die flüchtigen Bestandteile von Atractylodes macrocephala zu trennen und zu identifizieren, und verglichen sie mit den flüchtigen Bestandteilen, die mit der traditionellen Wasserdampfdestillationsmethode extrahiert wurden. Liu et al. nutzten die Headspace-Flüssig-Flüssig-Extraktion mittels Gaschromatographie und Massenspektrometrie, um die flüchtigen Bestandteile von Atractylodes macrocephala zu bestimmen, und verglichen sie mit den flüchtigen Bestandteilen, die mit der traditionellen Wasserdampfdestillationsmethode extrahiert wurden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die mit den beiden Methoden extrahierten Bestandteile im Wesentlichen identisch sind und für die Bestimmung der flüchtigen Bestandteile in Atractylodes macrocephala verwendet werden können. Die Kombination aus Headspace-Festphasen-Mikroextraktion und Gaschromatographie-Massenspektrometrie ist für die Extraktion flüchtiger Substanzen in Atractylodes macrocephala besser geeignet.
Zhang et al. stellten fest, dass Atractylodes macrocephala aus Pingjiang, Hunan, einen höheren Gehalt an Atractylodes macrocephala-Keton aufweist, indem sie den Gehalt an Atractylodes macrocephala-Keton in verschiedenen Regionen verglichen. Derzeit konzentrieren sich Forschung und Entwicklung von Atractylodes macrocephala in Atractylodes macrocephala hauptsächlich auf die Hauptwurzel, und es gibt relativ wenig Forschung zu anderen nicht-medizinischen Teilen von Atractylodes macrocephala. Daher wurden in diesem Experiment zum ersten Mal die Hauptwurzel, die faserige Wurzel, der Stamm und das Blatt von Atractylodes macrocephala in Pingjiang als Rohmaterial verwendet und die HS-SPME-GC-MS-Technologie eingesetzt, um die Unterschiede im Gehalt von Atractylodes macrocephala in den vier Teilen von Atractylodes macrocephala zu analysieren und die Unterschiede in der Zusammensetzung der flüchtigen Bestandteile der verschiedenen Teile zu vergleichen, was eine Referenz für die Forschung und Entwicklung von flüchtigen Bestandteilen in den nicht medizinischen Teilen von Atractylodes macrocephala darstellt.

Das Experiment ergab, dass es erhebliche Unterschiede bei der Anreicherung flüchtiger Bestandteile in verschiedenen Teilen von Atractylodes macrocephala gibt. Der Hauptwirkstoff von Atractylodes macrocephala (siehe Abbildung 7) reichert sich hauptsächlich in den Wurzeln von Atractylodes macrocephala an und hat eine breite Palette guter pharmakologischer Aktivitäten, wie z.B. Anti-Tumor, Blutdrucksenkung, Schutz der Atemwege, entzündungshemmend, schmerzlindernd, antioxidativ, leberschützend, Anti-Grippe-Virus, Milbenentfernung, usw; In dieser Studie wurde festgestellt, dass zusätzlich zu den traditionellen medizinischen Bestandteilen von Atractylodes macrocephala der relative Gehalt von Atractylodes macrocephala-Keton in seinen faserigen Wurzeln (25.85%) und den Blättern (5.98%) ist ebenfalls relativ hoch. Während der Erntezeit machen die Stängel und Blätter von Atractylodes macrocephala 40% der gesamten Pflanze aus, die Hauptwurzeln 40% und die faserigen Wurzeln über 10%. Die Stängel, Blätter und anderen Teile werden jedoch meist als Abfall behandelt, was ein großes Potenzial für die Entwicklung und Nutzung darstellt; Shao et al. Shao et al. fanden durch die Untersuchung des Qualitätsunterschieds zwischen der Hauptwurzel und der faserigen Wurzel von Atractylodes macrocephala heraus, dass die faserige Wurzel von Atractylodes macrocephala als Ersatz für die Hauptwurzel für die medizinische Verwendung angesehen werden kann, wenn die flüchtigen Bestandteile von Atractylodes macrocephala die Hauptwirkstoffe sind; Da Atractylodes macrocephala ein weithin gefragter medizinischer Inhaltsstoff auf dem Markt ist, gibt es relativ wenig Forschung über die Qualitätskontrolle von Atractylodes macrocephala, und seine groß angelegte Entwicklung und Nutzung wurde durch Faktoren wie Extraktionstechnologie und Ertrag eingeschränkt. Diese Studie kann neue Ideen für die Gewinnung und Nutzung liefern. Das Keton von Atractylodes macrocephala ist äußerst instabil und kann bei Raumtemperatur leicht mit Wasser oxidiert werden, wobei Verbindungen wie das Atractylodes macrocephala-Lipid I und III entstehen. In den vier Teilen von Atractylodes macrocephala wurden in diesem Versuch jedoch keine Lipide oder verwandte Verbindungen gefunden. Als Grund hierfür wird vermutet, dass bei der Extraktion der flüchtigen Bestandteile die Headspace-Festphasen-Mikroextraktion verwendet wird, bei der Störungen durch andere Faktoren wie Lösungsmittel und hohe Temperaturen vermieden werden, und dass die Extraktionszeit relativ kurz ist. Auf der Grundlage dieses Experiments hat die Kombination aus Headspace-Festphasen-Mikroextraktion und Gaschromatographie-Massenspektrometrie die Eigenschaften einer hohen Effizienz, Spurenmenge und Empfindlichkeit, die die Zusammensetzung und Akkumulation flüchtiger Bestandteile in medizinischen Materialien besser widerspiegeln kann. Gegenwärtig ist sie im Bereich des Nachweises und der Analyse von flüchtigen Bestandteilen aus pflanzlichen Quellen, wie Fructus Aurantii und Huanghua, weit verbreitet. Es kann technische Entscheidungen und Referenzen für den Nachweis und die Analyse von flüchtigen Bestandteilen aus pflanzlichen Quellen wie Atractylodes macrocephala sowie für die Analyse von Biosynthesewegen liefern.

Zweitens wurde festgestellt, dass es signifikante Unterschiede in den Arten und relativen Gehalten der flüchtigen Komponenten in den Blättern von Atractylodes macrocephala im Vergleich zu den anderen drei gibt; 45 flüchtige Verbindungen wurden in den Blättern bestimmt, und Terpene sind die wichtigsten flüchtigen Ölkomponenten in den Blättern von Atractylodes macrocephala. Unter ihnen ist der relative Gehalt an Daphne D am höchsten (18,74%), das sich als wichtiger antibakterieller Wirkstoff in Pflanzen wie Artemisia annua und Salvia miltiorrhiza erwiesen hat und bei der Herstellung verwandter Produkte wie dem ätherischen Öl von Artemisia argyi eingesetzt wird; gleichzeitig hat Daphne D eine starke anziehende Wirkung auf Schädlinge, Krankheitserreger usw. und kann als natürlicher Leitstoff für Repellentien verwendet werden. D-Limonen ist ein natürliches funktionelles Monoterpen mit einem relativ hohen Gehalt (12.89%) in den Blättern von Atractylodes macrocephala, das signifikante Antitumor-, antibakterielle und entzündungshemmende Aktivitäten aufweist. Darüber hinaus wird D-Limonen in der Lebensmittelindustrie aufgrund seiner aromaverstärkenden und antioxidativen Eigenschaften häufig als Lebensmittelzusatzstoff verwendet; in Bezug auf Pestizide hat D-Limonen eine attraktive Wirkung auf bestimmte Insekten und kann auch das Wachstum einiger Unkräuter hemmen, wodurch es sich für natürliche Insekten- und Herbizidanwendungen eignet. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Blätter, Stängel und andere Teile von Atractylodes macrocephala gute Aussichten für die Entwicklung und Nutzung von Naturprodukten bieten.

Derzeit besteht auf dem Markt eine große Nachfrage nach Atractylodes macrocephala, und die Forschung zu den flüchtigen Bestandteilen von Atractylodes macrocephala konzentriert sich hauptsächlich auf seine medizinischen Teile wie Wurzeln und Stängel. Es gibt relativ wenig Forschung und Entwicklung zu den nichtmedizinischen Teilen wie Blättern und faserigen Wurzeln. So werden beispielsweise die Blätter von Atractylodes macrocephala nur als Abfall behandelt. Wenn weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu den nichtmedizinischen Teilen von Atractylodes macrocephala durchgeführt werden können, wird dies die Ressourcennutzung verbessern und das Problem der Ressourcenknappheit mildern. In diesem Experiment wurde die Headspace-Gaschromatographie-Massenspektrometrie mit Festphasenmikroextraktion (HS-SPME-GC-MS) verwendet, um die flüchtigen Bestandteile in verschiedenen Teilen von Atractylodes macrocephala zu bestimmen, die Unterschiede in der Zusammensetzung der flüchtigen Bestandteile zwischen den verschiedenen Teilen aufzuklären und eine Datengrundlage für die Entwicklung und Nutzung der flüchtigen Bestandteile in den nicht-medizinischen Teilen von Atractylodes macrocephala zu schaffen; die traditionellen Nachweismethoden von Atractylodes macrocephala haben Probleme wie z.B. eine einfache Umwandlung. Diese Studie kann als technische Referenz für die Qualitätskontrolle von verwandten medizinischen Materialien wie Atractylodes macrocephala dienen.