FTIR用于正紅花油的快速質控

正紅花油是在中國和東南亞地區應用廣泛的藥油，主要用于治療風濕骨痛、跌打損傷等。本文應用傅里葉變換紅外光譜對不同廠家的正紅花油產品進行分析。結果表明，通過對正紅花油紅外光譜的直接觀察，可得知其中的主要成分，而對不同樣本中某些成分的相對含量進行初步比較，可實現對產品的快速質量控制。

正紅花油又名復方丁香羅勒油，是由冬青油、松節油、丁香油、桂葉油等多種揮發油混合而成的復方油劑，有些廠家的產品中還含有少量的肉桂油、香茅油、茶油、姜樟油和其他中藥提取物等。冬青油、松節油、丁香油、桂葉油是一般正紅花油的主要組成。冬青油的主要成分為水楊酸甲酯（含量高達99%以上），松節油主要成分是α-蒎烯和β-蒎烯，丁香油和桂葉油的主要成分都是丁香酚。衛生部標準WS3-B-2699-97規定：正紅花油中所含水楊酸甲酯（體積分數）不少于33.5%，丁香酚不少于38.0%。此外，還有一些標準對α-蒎烯的含量也有所要求。由于丁香油和桂葉油成本較高，某些不法廠家會減少其使用量，添加可工業合成、成本低廉的水楊酸甲酯。因此在某些質量較差的產品中，水楊酸甲酯的含量雖然很高，但丁香酚的含量卻很低。本實驗應用Spectrum 100傅里葉變換紅外光譜儀對正紅花油主要指標成分的含量進行分析，可借此快速判斷其質量優劣。

圖1.  Spectrum 100傅里葉變換紅外光譜儀和9次反射金剛石/硒化鋅衰減全反射附件。

實驗內容

水楊酸甲酯、丁香酚和α-蒎烯對照品購自 Sigma-Aldrich公司，9個不同廠家的20個正紅花油產品收集于不同藥店。對照品和樣品均使用 PerkinElmer的 Spectrum 100傅里葉變換紅外光譜儀和 9 次反射金剛石/硒化鋅衰減全反射（ATR）附件進行測試，光譜范圍4000~650cm-1，分辨率4cm-1，累加掃描1min以獲得一個樣本的光譜，使用PerkinElmer的 Spectrum v10軟件對譜圖進行分析處理。

圖2.  水楊酸甲酯、丁香酚、α-蒎烯和正紅花油的紅外光譜。

結果與討論

純化合物對照品與正紅花油的紅外光譜比較

圖2為水楊酸甲酯、丁香酚和α-蒎烯的分子結構和3700~2700cm-1區域的紅外光譜，以及兩個正紅花油樣本的紅外光譜。水楊酸甲酯和丁香酚都含有羥基，因此在3000cm-1 以上區域均有較強的吸收峰。但水楊酸甲酯中的羥基可以與羰基形成分子內氫鍵，所以其吸收峰較丁香酚中的羥基位于較低波數處。α-蒎烯中主要含有C-H鍵，所以C-H鍵的伸縮振動吸收峰是其紅外光譜的主要特征。3種成分各有其特征峰，根據這些特征峰即可得知正紅花油樣本中相應成分的存在與否以及大致含量。圖2所示的正紅花油產品A中，水楊酸甲酯和丁香酚對應的吸收峰都很強，說明二者的含量較高，與前述的質量標準相符；而產品B中幾乎看不到丁香酚的特征峰，說明其中丁香酚含量很低甚至沒有。雖然產品B中C-H鍵的伸縮振動吸收峰也很強，但是其位置和形狀卻與α-蒎烯有所不同，說明其中含有其他一些烴類成分。

圖3.  不同廠家正紅花油產品的紅外光譜。

不同廠家或批次的正紅花油紅外光譜比較

圖3為不同廠家部分正紅花油產品的紅外光譜，可見其相互間差異較大。有些產品中丁香酚和水楊酸甲酯的特征峰都較強，說明二者含量較高，該產品質量較好；大多數產品中丁香酚的特征峰很弱或幾乎看不見，而水楊酸甲酯的特征峰很強，說明其中水楊酸甲酯含量很高，丁香酚的含量卻很少或幾乎沒有，市場上多數產品歸于此類；還有一些產品中丁香酚和水楊酸甲酯的特征峰都很弱，說明二者含量都很低，屬于嚴重不合格產品。因此，根據正紅花油的紅外光譜，可以對其質量優劣給出初步的定性判斷。

圖4.  含有1745cm-1吸收峰與不含此峰的正紅花油產品的紅外光譜。

圖4中的兩個正紅花油產品，其中之一在1745cm-1有較強的酯類羰基伸縮振動吸收峰，表明該產品中可能含有一定量的植物油脂，需要借助其他分析方法進一步確認。圖5為同一廠家不同批次正紅花油產品的紅外光譜，雖然不同廠家的產品間差異較大，但同廠家不同批次的產品還是非常一致的，說明了其生產工藝和過程的穩定性。

圖5.  同一廠家不同批次正紅花油產品的紅外光譜。

小結

作為正紅花油產品質量評價的主要指標成分，水楊酸甲酯和丁香酚都有顯著的特征峰，根據產品紅外光譜中相應特征峰的強度，可初步判斷二者在該產品中含量的高低。傅里葉交換紅外光譜與ATR采樣附件技術相結合，可以在很短的時間內得到正紅花油產品中主要成分的信息，從而實現產品質量的快速定性控制。