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石菖蒲是天南星科菖蒲属植物,其根茎自古以来就用作药用,有开窍益智等功效,药典中也收录了这味药材。它的根茎含挥发油,其主要成分有α/β/γ-细辛醚、菖蒲烯酮、榄香烯等有机化学成分。石菖蒲的挥发性成分是其主要的有效成分,但非挥发性成分也同样具有药理作用,在药用过程中我们食用的部分以其非挥发性成分、水溶性部分为主。除了其药用价值外,石菖蒲也常被用作食材,更有从汉代开始便有记载的菖蒲酒,在古籍记载中,菖蒲酒有着通血开窍明目的功效。实际应用中,石菖蒲存在着如水菖蒲和九节菖蒲等易混淆品。它们不仅有着相似的外形,且三种菖蒲都具有开窍的功效。本论文采用超高效液相色谱轨道离子阱串联质谱(UPLC-Orbitrap-MS/MS)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)两个检测平台对石菖蒲及其易混淆品中的化学成分进行详细研究,同时还对石菖蒲发酵前后有机化学成分的变化规律进行探索,主要的研究内容包括以下几个方面:一、石菖蒲及其易混淆品中有机化学成分分析。本论文用70%甲醇水对27批石菖蒲、13批水菖蒲和14批九节菖蒲进行提取,采用UPLC-Orbitrap-MS/MS进行分析。结合化合物的色谱保留时间,一级质谱和二级质谱信息以及化合物的质谱裂解规律等,在石菖蒲中定性出55种化合物,水菖蒲中定性出55种化合物,九节菖蒲中定性出36种化合物,并以厚朴酚为内标对定性出的化合物进行半定量分析。邓肯检验结果表明在共有的36种化合物中有32种的含量在九节菖蒲与石菖蒲和水菖蒲间都存在显著性差异。研究结果表明,九节菖蒲与石菖蒲和水菖蒲间有机化学成分的差异较大。二、石菖蒲及其易混淆品中化学元素成分分析。本论文用硝酸和高氯酸在全自动石墨消解仪中对27批石菖蒲、13批水菖蒲和14批九节菖蒲进行消解,采用ICP-MS进行分析。为了保证实验数据的质量,对本实验方法进行了包括线性范围、精密度和回收率在内的方法学考察。最终在石菖蒲、水菖蒲和九节菖蒲中都检测出40种元素。定量分析结果表明,几乎所有元素的含量在石菖蒲和九节菖蒲间都存在显著性差异。在无机成分上九节菖蒲与石菖蒲的差异比水菖蒲与石菖蒲间的更大。三、石菖蒲及其易混淆品的特征化学成分筛选。在对石菖蒲及其易混淆品进行两个平台检测分析的基础上,对三者进行判别分析。主成分分析的得分图和载荷图结果显示,差异性成分β-细辛醚即可高效区别九节菖蒲与石菖蒲和水菖蒲。基于PLS-DA结合两种变量选择方法(VIP、coefficientβ)对石菖蒲和水菖蒲进行判别分析。将两个平台的数据结合后,PLS-DA结合VIP法所建立的判别模型能够很好地区分石菖蒲和水菖蒲。同时,利用VIP法所筛选出的前21个变量建立了石菖蒲和水菖蒲的特征定量化学指纹图谱。四、石菖蒲发酵过程有机化学成分的变化规律研究。采用液相色谱串联质谱平台对石菖蒲发酵72,96,120,144小时的发酵液进行检测,通过分析发现salicylic acid,tatarine C,6,7-dihydroxycoumarin,caffeic acid,chlorogenic acid,1-cis-propenyl-1S,6R-epoxy-4-methoxy-2,5-quinone这六种成分在发酵过程中出现显著性升高,而phenylalanine和tatarinoids B则在发酵过程中出现显著性降低。