《Journal of Chromatography B》：Integrated dual-split high capacity sorptive extraction and chemometrics reveal extraction-dependent volatile signatures in Hypericum perforatum
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贯叶连翘（Hypericum perforatum，L.），俗称圣约翰草，是一种药用植物，富含包括挥发性有机化合物（VOCs）在内的生物活性成分，这些成分赋予其抗菌、抗炎和伤口愈合特性。优化这些化合物的提取和分析对于其在制药、化妆品和膳食补充剂行业的应用至关重
贯叶连翘（Hypericum perforatum，L.），俗称圣约翰草，是一种药用植物，富含包括挥发性有机化合物（VOCs）在内的生物活性成分，这些成分赋予其抗菌、抗炎和伤口愈合特性。优化这些化合物的提取和分析对于其在制药、化妆品和膳食补充剂行业的应用至关重要。本研究采用高容量萃取（HiSorb）探针结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术，对贯叶连翘开花地上部分的挥发性有机化合物（VOCs）进行了分析。评估了四种HiSorb固定相，其中双相CWR/PDMS表现出最优性能，捕获了最广泛的化合物范围并产生了最高的总峰面积。实施了双分流策略以防止检测器饱和并确保低丰度分析物的保留，从而能够从单个样品中进行全面的VOC谱分析。研究人员分析了多种提取物类型，包括醇提物、水浸提物和油基制剂。共推定鉴定了108种VOCs，包括萜烯、醇和醛，这些成分构成了该植物芳香和治疗特性的基础。化学计量学分析，包括主成分分析（PCA）、层次聚类和偏最小二乘判别分析（PLS-DA），识别了不同提取物类型间的共有成分和区分性成分。这些发现支持了针对特定工业应用选择最佳提取策略，并突出了贯叶连翘的化学多样性和功能潜力。
该研究针对贯叶连翘（Hypericum perforatum）开花地上部分，通过高容量吸附萃取（HiSorb）结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）及化学计量学分析，系统探讨了不同提取方法对挥发性有机化合物（VOCs）谱的影响。研究发表于《Journal of Chromatography B》。
研究背景方面，贯叶连翘作为传统与现代药物中治疗轻中度抑郁和焦虑的重要草药，其疗效主要归因于金丝桃素和贯叶金丝桃素等生物活性成分，但其独特的香气及抗菌、抗炎等生物学效应则与丰富的挥发性有机化合物（VOCs）密切相关。鉴于贯叶连翘提取物在制药、化妆品及膳食补充剂行业的广泛应用，最终产品的特定化学成分及挥发性与非挥发性成分的保存对于确保产品功效和质量的一致性至关重要。然而，现有的提取方法如索氏提取、浸渍和蒸汽蒸馏等常导致提取物在VOCs丰度和组成上存在显著差异，这主要源于挥发性损失、热降解或基质共提取等问题。此外，现代工业和消费制剂日益依赖更简单、温和且绿色的工艺，如水浸或醇浸，但目前对于这些方法如何改变贯叶连翘花朵天然状态下VOCs全谱的理解仍然有限。传统的顶空固相微萃取（HS-SPME）技术虽然简便、无溶剂且成本较低，但在需要全面VOC覆盖的分析中存在局限性，其有限的吸附相体积可能限制低丰度或高挥发性化合物的回收率，且不同极性分析物间的竞争吸附可能影响重现性。因此，亟需开发具有高吸附容量的替代工具，以同时提高对高浓度和低浓度VOCs的检测灵敏度。
为解决上述问题，研究人员开展了一系列实验。首先，对四种商用HiSorb涂层（PDMS、CWR/PDMS、DVB/PDMS和DVB/CWR/PDMS）在相同顶空（HS）提取和GC-MS条件下的效率进行了系统评估，旨在确定能为干燥开花地上部分（DFAP）样品提供最高提取产率、重现性和跨不同VOC类别化学覆盖率的最佳涂层。其次，在确定了最佳HiSorb涂层后，研究人员对贯叶连翘的天然DFAP样品以及五种工业及相关商业条件下制备的提取物（包括乙醇-水混合物、甲醇-水混合物的超声波辅助提取、水浸、水煎以及油浸）进行了VOC组成的比较分析。所有提取方法均旨在模拟工业和传统相关工艺。最后，利用GC-MS对VOCs进行分析，并结合单变量和多变量统计分析（包括方差分析、置换多元方差分析、主成分分析、层次聚类分析和偏最小二乘判别分析）对数据进行处理和解读。样本来源于阿尔巴尼亚地拉那大学药学院提供的2023年夏季采自Krraba山区的贯叶连翘开花地上部分。
研究结果表明，在HiSorb固定相比较中，CWR/PDMS涂层表现出最高的中位数和平均值（约115-120单位的总VOCs内标归一化丰度），且在统计学上与其他涂层显著不同。这一优越性能反映了其结合了极性，增强了对含氧半挥发物和非极性萜烯的保留。详细分析显示，CWR/PDMS涂层增强了从早期洗脱的烷烃到中后期洗脱的萜烯和芳烃的回收率，覆盖了更广泛的化学类别。在贯叶连翘制剂的VOC谱分析中，六种样品类型共检测到113种VOCs，其中萜烯和萜类化合物占比最大。醇提物（乙醇：水和甲醇：水）和天然DFAP显示出最高的总体VOC丰度和化学多样性（分别为106、107和104种化合物），且谱图以单萜和倍半萜为主。水基浸提和煎剂则有利于单萜和倍半萜类化合物、酯和醛，分别含有89和88种VOCs。油浸显示出最低的总体化学多样性（29种化合物），并有选择性地富集了非极性支链和直链烷烃。主成分分析（PCA）显示前两个主成分解释了数据集87.1%的总方差，油浸形成的簇由烷烃驱动，水分开组与萜类化合物、醇和酯相关，而DAFP与醇提物部分重叠。在所有制剂中，有23种VOCs被一致检测到，包括α-蒎烯、柠檬烯、β-石竹烯等具有生物活性的成分，这些构成了贯叶连翘的特征香气。针对食品相关制剂（乙醇提取物、煎剂和冷浸）的偏最小二乘判别分析（PLS-DA）模型显示出色的分类性能，并通过变量重要性投影（VIP）大于1筛选出关键特征VOCs。
讨论与结论部分指出，本研究首次在该复杂植物基质中对多种HiSorb涂层进行了系统评估，证明CWR/PDMS提供了卓越的提取效率和化学覆盖率，其平衡的极性增强了对宽挥发性范围内化合物的回收，克服了传统HS提取方法的固有局限。双分流分析策略的实施进一步强化了工作流程，防止了检测器饱和，同时保留了低丰度化合物，通过整合高分流和低分流数据库，从每个样品生成了全面的挥发性组指纹图谱，显著提高了复杂植物基质中高低丰度VOCs分析的灵敏度和动态范围。对不同工业和传统相关处理程序的比较分析表明，溶剂极性和热条件是VOC回收和选择性的主要驱动力。醇提物最接近天然挥发性组，显示出与香气质量和多功能生物活性相关的单萜和倍半萜的最高多样性和丰度。冷浸选择性富集了含氧萜类化合物和醛，而沸水煎煮则产生了中间型谱图，保留了热稳定单萜及含氧倍半萜类化合物。相比之下，油浸导致VOC多样性有限，且优先富集非极性烃类，凸显了其在全面挥发性组回收方面的适用性较低。鉴定出的在所有制剂中保守的VOCs核心集代表了贯叶连翘香气特征的化学有意义指纹，独立于加工条件，这些共享化合物可作为贯叶连翘产品质量控制、批次间一致性及真实性评估的潜在标志物候选物。这项工作强调了在分析前优化吸附相化学对于非靶向分析的重要性，并突显了高容量提取工具在复杂植物基质中的附加价值。
