目的：1.了解石菖蒲挥发油的质量现状,为石菖蒲药材的质量评价提供参考。2.通过药效试验明确石菖蒲挥发油的药效作用,并筛选出其有效成分。3.初步探索石菖蒲挥发油的谱效关系,构建药效指纹图谱,从而对石菖蒲药材进行全面、合理的质量评价。方法：1.收集不同产地、不同批次的石菖蒲药材,采用水蒸气蒸馏法提取石菖蒲挥发油,GC-MS技术对挥发油化学成分进行分析鉴定。色谱峰面积归一化法计算特征成分甲基丁香酚、顺式甲基异丁香酚、反式甲基异丁香酚、γ-细辛醚、β-细辛醚、α-细辛醚的相对含量,并以特征成分的相对含量为指标进行聚类分析,从每小类中筛选出用于药效试验的供试品样品。2.通过凝血实验、耐缺氧实验、戊巴比妥钠睡眠实验、方形水迷宫实验和避暗实验等试验,来比较不同质量石菖蒲挥发油的药理作用。然后用甲基丁香酚、甲基异丁香酚、β-细辛醚和α-细辛醚单体进行试验,筛选出有效成分。3.采用GC技术分别记录50批石菖蒲挥发油的气相色谱图,并对β-细辛醚、α-细辛醚进行指认。结合药效试验和聚类分析结果,将具有显著药理活性样品的GC色谱图,导入到“中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版”软件中进行分析,生成对照指纹图谱,即药效指纹图谱。结果：1.GC-MS结果显示：50批石菖蒲挥发油的质量差异较大,以色谱峰面积归一化法计算各特征成分的相对百分含量,甲基丁香酚为0～40.653%,顺式甲基异丁香酚为0.057～23.583%,反式甲基异丁香酚为0～2.859%,γ-细辛醚为0～24.322%,β-细辛醚为1.301～91.804%,a-细辛醚为0.727～44.151%。50批样品中6个特征成分相对含量合计为3.677-98.681%,平均值为86.356%。通过聚类分析,50批石菖蒲挥发油第一层被聚类成10小类,第二层被聚类成8小类,Ⅰ和Ⅱ同属一大类,共31批样品,这些样品的共同点是主要成分为β-细辛醚,其次为a-细辛醚,这31批样品应该为石菖蒲的主流商品。从8小类中各选1批样品用于药效试验,最终选出7批样品(34号样品量不够未纳入)。2.药效学研究结果显示：在凝血实验中,细辛醚类成分含量高的A、D、E、F、G组石菖蒲挥发油具有显著的抗凝血活性,细辛醚类成分含量低的β、C组抗凝血活性不显著。在耐缺氧实验中,β-细辛醚含量高的D、E、F、G组样品能显著延长小鼠的存活时间,β-细辛醚含量低的A、B、C组无统计学差异。在戊巴比妥钠睡眠实验中,7批石菖蒲挥发油(A、B、C、D、E、F、G组)均能显著缩短NIH雄性小鼠的睡眠持续时间,具有催醒作用。在方形水迷宫实验中,D、E、F、G组样品具有显著差异,p细辛醚成分含量低的A、B、C组挥发油的益智作用不明显。在避暗实验中,7批石菖蒲挥发油均能显著延长潜伏期,表现出益智作用。3.有效成分筛选结果显示：在凝血实验中,只有β-细辛醚组和E组具有显著活性,甲基丁香酚组、甲基异丁香酚组、α-细辛醚组和B组作用不明显。在耐缺氧实验中,8-细辛醚组和E组能显著延长小鼠的存活时间,甲基丁香酚组、甲基异丁香酚组、α-细辛醚组和B组在统计学上无明显差异。在戊巴比妥钠睡眠实验中,甲基丁香酚组、甲基异丁香酚组、β-细辛醚组及B、E两组均具有显著的催醒作用,α细辛醚组作用不明显。在方形水迷宫和避暗实验中,6个给药组(甲基丁香酚组、甲基异丁香酚组、β-细辛醚组、a-细辛醚组、B组、E组)均具有统计学意义,能显著改善东莨菪碱所致小鼠的记忆获得障碍。4.药效指纹图谱结果显示：本实验建立了50批石菖蒲挥发油的气相色谱图,采用“中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版”软件对50批石菖蒲挥发油气相色谱图进行相似度评价,相似度都在0.05以下,说明石菖蒲挥发油之间的质量差异很大。结合药效研究结果,初步构建了石菖蒲挥发油的药效指纹图谱。结论：1.建立了石菖蒲挥发油的GC-MS分析方法,通过峰面积归一化法和聚类分析可知50批石菖蒲挥发油的质量差异很大。质量差异必然引起药效差异,因此,探索其谱效关系是非常有必要的。2.不同质量的石菖蒲挥发油样品在抗凝血、耐缺氧、催醒和益智作用中存在着差异,说明质量不同确实能引起药效的差异。D、E、F、G组样品在5个药效试验中均具有统计学意义,这4个样品的主要成分为β-细辛醚,推断β-细辛醚是挥发油的主要活性成分。3.石菖蒲挥发油中,不同的化学成分对药效的影响是不同的,有些药效主要由一个成分起作用,而有些药效是多个成分共同作用的结果,说明同一种药材中不同的药效作用,其物质基础可能是不同的。B、E两组的实验结果与药效学研究结果保持一致,说明这两轮试验的结果比较准确可靠。β-细辛醚在5个药效试验中均表现出显著药效,结合药效学研究结果,说明β细辛醚是石菖蒲挥发油的主要活性成分。4.本实验建立了50批石菖蒲挥发油的气相色谱图,所建立方法的精密度、重复性、稳定性良好,可对石菖蒲药材的质量评价提供参考。本课题首次开展探索了石菖蒲挥发油的谱效关系,为中药的质量评价模式提供了新的思路和方法。