AIRSENSE电子鼻文献 | 电子鼻结合GC-MS解析川芎气味特征图谱

电子鼻结合GC-MS解析川芎及其药用近缘植物的气味特征图谱
文章以川芎及其 7 种药用近缘植物 27 份叶片样本为研究对象，联合AIRSENSE 电子鼻与顶空固相微萃取 - 气相色谱质谱联用（HS-SPME-GC-MS），解析叶片挥发性气味特征，阐明物种亲缘关系、筛选差异标志物，为川芎起源演化、药材快速鉴别提供化学依据。

试验材料

川芎（CX）、甘肃川芎（GSCX）、云南川芎（YNCX）、日本川芎（JCX）、抚芎（FX）、藁本（GB）、辽藁本（LGB），全部统一种植于四川农科院基地消除环境干扰，每份材料设 3 次生物学重复。

试验仪器

AIRSENSE电子鼻，10 根金属氧化物传感器，检测萜类、硫化物、醇、芳烃、烷烃等气味。

GC-MS：HP-5 MS 色谱柱，经正交试验优化提取条件：不分流、取样量 1.00 g、解吸 2 min、90℃萃取 40 min。
样品预处理：鲜叶 45℃烘干粉碎过 100 目筛，密封低温保存。

AIRSENSE电子鼻气味指纹分析结果

01

方法可靠性

精密度、重复性、稳定性试验各传感器响应 RSD＜5%，方法可靠。

02

关键响应传感器

W1W（萜烯、硫化物）、W5S、W2W 信号响应强，其中W1W 是区分近缘物种的核心传感器。

03

线性判别 LDA

LD1+LD2 共解释 95.76% 气味差异，日本川芎、辽藁本、抚芎、云南川芎、甘肃川芎可分离，但川芎与藁本气味高度重叠，难以区分。

04

载荷分析

W1W、W1S 对主成分贡献最高，萜类、硫化物、甲基类物质是区分物种的核心气味物质。

HS-SPME-GC-MS 挥发性组分分析

共鉴定出118 种挥发性物质，分醇、芳烃、醛、羧酸、酮、烷烃、萜烯、烯烃、酯 9 大类；云南川芎检出物质最多（55 种），藁本最少（24 种）。
川芎、甘肃川芎、藁本、辽藁本：萜烯类占比最高。
云南川芎、日本川芎、抚芎：芳香类（苯酞类衍生物）占绝对主导。

关联分析与亲缘演化讨论

β- 石竹烯与核心传感器 W1W 呈极显著正相关，洋川芎内酯与 W1W 显著负相关，证实萜烯是电子鼻区分药材的物质基础。

结论

创新：系统对比川芎及其 6 种近缘植物叶片挥发性代谢组，弥补过往仅研究根茎、偏重形态 / 分子分类、缺乏化学气味证据的短板。
技术体系：建立 “AIRSENSE电子鼻快速筛查 + GC-MS 精准定性定量" 联合鉴别方法，可高效区分 7 种易混淆伞形科药用植物。
应用价值：8 种挥发性标志物可作为化学鉴定指标，为川芎道地药材溯源、近缘药材真伪鉴别、种质资源评价提供标准。