16+
DOI: 10.18413/2313-8955-2017-3-4-61-69

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА ТРАВЫ ГОРЦА ПОЧЕЧУЙНОГО МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ

Aннотация

Семейство гречишные (Polygonaceae), довольно широко распространенное по всей европейской части России, включает большое количество близкородственных видов, схожих по своим морфологическим признакам, но обладающих различным фармакологическим действием. В связи с множественным полиморфизмом рода Polygonum, возникают проблемы при идентификации и заготовке сырья. Учитывая выше изложенное, необходимо проведение более полного изучение компонентного состава представителей данного рода с помощью современных высокоточных методов анализа. C использованием метода газовой хромато – масс- спектрометрии (ГХ-МС) изучена возможность идентификации компонентов состава травы горца почечуйного. Установлено присутствие 62 компонентов, среди которых соединения фенольной природы, сахара, жирные кислоты и др.


Введение. Газовая хроматография – масс-спектрометрия (ГХ-МС) – метод количественного и качественного анализа широкого круга соединений, открывающий большие перспективы во многих областях, таких как токсикология, медицина, фармацевтическая промышленность. ГХ-МС – комбинация двух мощных аналитических инструментов: газовой хроматографии, обеспечивающей высокоэффективное разделение компонентов сложных смесей в газовой фазе, и масс-спектрометрии, позволяющей идентифицировать как известные, так и неизвестные компоненты смеси [1].
Широкий диапазон биологической активности фенольных соединений привлекает внимание исследователей к таксонам, богатым этими веществами. К таковым относятся виды рода Persicaria (сем. Polygonaceae), в том числе и горец почечуйный (Polygonum persicaria L.), которые используются как в народной, так и в официнальной медицине. Согласно более ранним исследованиям, основными группами биологически активных соединений (БАВ), входящими в состав травы горца почечуйного, являются фенольные соединения, витамины, полисахариды, соединения стероидной природы и др. [4, 5, 6, 7, 11]. В последнее время большинство исследований посвящено определению индивидуальных компонентов химического состава лекарственных растений, пищевых добавок, напитков методами хроматографии [2, 3, 9, 10]. Одним из наиболее распространённых является метод ГХ-МС, с помощью которого, при наличии стандартных образцов, возможна идентификация и определение индивидуальных веществ в объектах.
В последнее время метод ГХ-МС все чаще находит свое применение для анализа лекарственного растительного сырья (ЛРС) и лекарственных растительных препаратов [2, 3, 8, 10].
Цель работы – исследование компонентного состава травы горца почечуйного методом ГХ – МС.
Методы исследования. Объектом исследования являлась измельченная высушенная трава горца почечуйного заготовленная в 2016 году в Воронежской области, летом в фазу цветения.
ГХ-МС. Пробоподготовка: Взвешивали 1-10 мг образца в 2 мл реакционной виале (пузырьке), далее прибавляли 1,0 мл абсолютного пиридина (Acros Organics, CAS 11086-1) и 200 мкл силилирующего реагента – BSTFA + 1%TMCS (или N,O-бис(триметилсилил)трифторацетамид + 1,0% триметилхлорсилана) Supelco, Cat. No. 360244-U, смесь выдерживали при 70 градусах в термостате, в течении 30-40 мин. Затем, 50 мкл образца, подготовленного, как описано выше, растворяли в 1,0 мл хлористого метилена. Полученный раствор – анализировали.
Для анализа применяли хроматограф газовый Agilent 7890B с МС-интерфейсом Agilent 5977A MSD. Ионизация – электронный удар, энергия ионизации 70 эВ, сканирование 30-550 а.е.м. (Да).    Газ-носитель – гелий (1,0 мл/мин); термостат 50°С – 3 минуты, 50-190°С 10 мин, 190-250° 20 мин, 300°С 10 мин.     
Инжекция – 1 мкл, деление потока 80:1. Колонка неполярная HP-5MS UI 30м x 0.25мм, 0.25мкм. Идентификацию соединений проводили по характеристичным m/z с использованием базы спектров встроенной в программную оболочку аналитического оборудования, а также литературных данных [6].
Результаты исследования и их обсуждение. В результате исследования были получены масс спектры 62 веществ органической природы, из которых идентифицировано 22. По данным таблицы 1 видно, что состав обнаруженных соединений очень разнообразен: 3 вещества спиртовой природы (эритритол (tR=13,353 min), глицерин (tR=7,730 min), ксилит (tR=18,205 min)), 4 сахара (D-фруктоза (tR=19,018 min), D-фруктопироноза (tR=19,970 min), галактопироноза (tR= 21,699 min), сахароза (tR=21,699 min)), 2 вещества антоциановой природы (tR= 20,138 и 21,394 min), галловая кислота (tR=22,729 min), изофлавон, 2 жирных кислоты (пальмитиновая (tR= 23,982, 25,270 min), стеариновая (tR= 26,937, 27,042, 27,476 min)), риботимидин (tR=31,495 min), и фитостерол (tR=42,355 min), а также различные органические кислоты (пирослизевая кислота (tR=4,839 min)) (табл. 1). 

Таблица 1

Результаты ГХ-МС анализа травы горца почечуйного

Table 1

Results GC-MS analysis of herb polygonum persicaria

№ п/п

Время удерживания

Площадь пика, %

Идентифицированное соединение

1

4,839

4,55

Пирослизиевая кислота

2

6,736

1,6

Мочевина

3

6,96

1,56

Диэтиленгликоль

4

7,73

100

Глицерин

5

10,734

3,02

Гидрокоричная кислота

6

13,171

1,01

Ванилиновая кислота

7

13,353

14,92

Эритритол

8

18,205

32,16

Ксилит

9

18,975

1,52

Не идентифицировано

10

19,081

2,76

D-фруктоза

11

19,97

25,48

D-фруктофураноза

12

20,138

5,7

Не идентифицировано

13

20,194

4,83

Не идентифицировано

14

21,349

3,44

Антоцианы

15

21,699

26,96

Галактопираноза

16

22,224

13,37

Не идентифицировано

17

22,518

2,73

Не идентифицировано

18

22,624

3,3

Не идентифицировано

19

22,729

2,13

Галловая кислота

20

23,513

18,85

Талоза

21

23,982

31,74

Пальметиновая кислота

22

25,27

6,44

Маргариновая кислота

23

26,937

51,89

Линолевая кислота

24

27,042

62,67

Стеариновая кислота

25

27,476

5,21

Стеариновая кислота

26

28,372

2,41

Не идентифицировано

27

30,025

1,5

Не идентифицировано

28

30,452

5,62

Не идентифицировано

29

30,529

2,2

Не идентифицировано

30

31,495

11,19

Риботимидин

31

31,67

1,79

Не идентифицировано

32

31,817

2,85

Не идентифицировано

33

33,428

16,57

Не идентифицировано

34

33,638

8,83

Не идентифицировано

35

33,981

1,88

Не идентифицировано

36

34,506

4,23

Не идентифицировано

37

34,688

27,87

Сахароза

38

35,031

4,11

Не идентифицировано

39

35,241

1,88

Не идентифицировано

40

35,353

1,64

Не идентифицировано

41

35,549

2,19

Не идентифицировано

42

36,775

2,8

Не идентифицировано

43

36,936

1,8

Не идентифицировано

44

37,272

6,34

Не идентифицировано

45

37,678

9,3

Не идентифицировано

46

37,93

2,74

Не идентифицировано

47

38,252

1,46

Не идентифицировано

48

38,378

0,76

Не идентифицировано

49

38,805

2,61

Не идентифицировано

50

39,659

1,34

Катехин

51

39,862

2,02

Не идентифицировано

52

40,037

2,14

Не идентифицировано

53

40,444

3,83

Не идентифицировано

54

40,577

1,4

Не идентифицировано

55

41,088

1,42

Не идентифицировано

56

41,977

3,53

Не идентифицировано

57

42,355

5,77

Фитостерол

58

42,852

2,53

Не идентифицировано

59

43,104

36,21

Не идентифицировано

60

43,706

1,15

Не идентифицировано

61

44,575

1,22

Не идентифицировано

62

45,828

2,34

Не идентифицировано

 
 На рис. 1-9 приведены хроматограммы некоторых идентифицированных соединений.

 
Рис. 1. ГХ-МС хроматограмма пирослизиевой кислоты
Fig. 1. GC-MS chromatogram of pyroslizic acid

 
Рис. 2. ГХ-МС хроматограмма эритрола
Fig. 2. GC-MS chromatogram of erythrol

 
Рис. 3. ГХ-МС хроматограмма ксилитола
Fig. 3. GC-MS chromatogram of xylitol

 
Рис. 4. ГХ-МС хроматограмма фруктофуранозы
Fig. 4. GC-MS chromatogram of fructofuranose

 
Рис. 5. ГХ-МС хроматограмма галактопиранозы
Fig. 5. GC-MS chromatogram of galactopyranose

 
Рис. 6. ГХ-МС хроматограмма пальмитиновой кислоты
Fig. 6. GC-MS chromatogram of palmitic acid
Рис. 7. ГХ-МС хроматограмма линолевой кислоты
Fig. 7. GC-MS chromatogram of linoleic acid

 
Рис. 8. ГХ-МС хроматограмма катехина
Fig. 8. GC-MS chromatogram of catechin

 
Рис. 9. ГХ-МС хроматограмма фитостерола
Fig. 9. GC-MS chromatogram of phytosterol

Анализируя полученные данные, необходимо отметить, что определение структуры входящих в состав травы горца почечуйного фенольных соединений по осколочным ионам может быть затруднено ввиду сходства путей фрагментации, а также тем, что массы молекулярных ионов триметилсилил-производных ди- и три- кофеилхинных кислот довольно велики, поэтому их идентификация с помощью ГХ-МС лимитируется более подробными исследованиями и вероятно возможностями масс-спектрометра. 
Метод ГХ – МС подходит для определения структуры соединений, массы молекулярных ионов которых не столь велики – например, сахаров, как свободных, так и входящих в структуру сложных молекул.
Так как площадь пика на масс-хроматограмме может косвенно служить для определения уровня компонента в пробе, из таблицы 1 видно, что трава горца почечуйного содержит большое количество различных сахарных остатков, а также стероидных соединений и жирных кислот. 
Заключение
Впервые для анализа компонентного состава травы горца почечуйного применен метод ГХ-МС. Показана возможность использования метода ГХ-МС для анализа углеводного состава растительного сырья. В результате работы идентифицированы сахарные компоненты травы горца почечуйного: эритритол, глицерин, ксилит, D-фруктоза, галактопироноза, сахароза; фенольные соединения – галловая кислота, изофлавон; стероидные соединения, фитостерол и жирные кислоты – пальметиновая, линолевая, стеариновая кислоты и другие соединения. 
В отношении данной статьи не было зарегистрировано конфликта интересов.
 

Список литературы

  1. Гладилович В.Д., Подольская Е.П. Возможности применения метода ГХ-МС // Научное приборостроение. 2010. Т. 20. №4. С. 36-49.
  2. Верниковская Н.А., Темердашев З.А. Идентификация и хроматографическое определение фенольных соединений в тысячелистнике обыкновенном // Аналитика и контроль. 2012. Т.16. №2. С.188- 195.
  3. Ефремов А.А., Шаталина Н.В., Стрижева Е.Н., Первышина Г.Г. Влияние экологических факторов на химический состав некоторых дикорастущих растений Красноярского края // Химия растительного сырья. 2002. №3. С. 53-56.
  4. Высочина Г.Н. Фенольные соединения в систематике и филогении семейства гречишные : дис. … д-ра биол. наук. / Г.Н. Высочина. Новосибирск. 2002. 410 с.
  5. Вагабова Ф.А., Гасанов Р.З., Рамазова А.Р., Курамагамедов М.К. Изменчивость суммарного содержания флавоноидов и антиоксидантной активности надземных органов PERSICARIA MACULATA (Rafin) флоры Дагестана // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естаственные и точные науки. 2011. №4. С. 34-38.
  6. Мальцева А.А., Чистякова А.С., Сорокина А.А., Сливкин А.И., Ткачева А.С., Карлов П.М. Количественное определение дубильных веществ в траве горца почечуйного // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Химия. Биология. Фармация. 2013. № 2. С. 203-205.
  7. Мальцева А.А., Чистякова А.С., Сорокина А.А., Сливкин А.И., Логунова С.А. Количественное определение флавоноидов в траве горца почечуйного // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Химия. Биология. Фармация. 2013. № 2. С. 199-202.
  8. Темердашев З.А., Фролов Н.А., Колычев И.А., Цюпко Т.Г. Определение фенольных соединений и флавоноидов в водных экстрактах лекарственных растений // Зав. Лаборатория. Диагностика материалов. 2011. №11. С. 18-22.
  9. Темердашев З.А., Фролова Н.А., Колычев И.А., Определение фенольных соединений в лекарственных растениях методом обращеннофазной ВЭЖХ // Ж. аналит. Химия. 2011. Т.66.  С. 417-424. 
  10. Фармакогностическое и хромато-масс-спектрометрическое исследование надземных частей тимьяна мароканского и тимьяна маршала / Коренская И.М., Измалкова И.Е., Сливкин А.И., Фалалеев А.В., Мальцева А.А. // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Химия. Биология. Фармация. 2016. № 4.  С. 137-141.
  11. Chomenka J. Flavonoidų ir fenolinių junginių kiekio bei antioksidantinio aktyvumo įvairavimo Polygonum persicaria L. žolėje tyrimas: Magistro baigiamasis darbas // J. Chomenka. Kaunas. 2015. 46 p.
  12. Mohammad M. M., Vishal L., Vidya P. Gas Chromatography- Mass Spectroscopy Analysis of Oil Extracted from Freshwater Edible Crab (Barytelphusa Cunicularis) / Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences // July–August 2016 RJPBCS 7(4), Pp. 1840-1847.