挥发油(Volatile oils)又称精油(Essential oils),是中草药中一类具有芳香气味的、在常温下能挥发的油状液体的总称。中药挥发油是一个非常复杂的体系,如何利用现代化学分离分析方法,确定并分离提取中药挥发油中有效成分,并获取其定性定量信息,是现阶段中药挥发油研究的关键。基于此,本论文以气相色谱-质谱技术为主要手段,以川芎、当归、木香三种中药材为研究对象,探索了中药挥发油有效成分的提取和色谱分析方法,并结合指纹图谱技术和主成分分析、系统聚类分析对中药材质量进行评价。为这三种药材研究开发、生产的标准规范体系及真伪鉴定建立一定的理论基础。具体内容及研究成果如下:第一章通过大量的文献调研,综述了气相色谱及质谱联用技术组成及工作原理及川芎、当归、木香三种中药材研究现状进行了归纳总结;概述了中药指纹图谱技术、主成分分析以及系统聚类分析在中药指纹图谱研究中的应用,在此基础上,归纳了本论文研究课题的选题依据和研究意义。第二章系统的比较了加速溶剂萃取法(Accelerated Solvent Extraction,ASE)、超临界流体萃取法(Supercritical Fluid Extraction,SFE)、超声法(Ultrasonic Assisted Extraction,UAE )、索氏提取法(Soxhlet extraction , SHE)、水蒸气蒸馏法(Hydro-distillation extraction,HDE)五种提取中药中挥发油的方法,结果表明与传统的萃取方法相比,ASE萃取技术具有时间短、溶剂用量少、萃取效率高等显著特点,适合于中药挥发油有效成分的提取。与此同时,以木香挥发油中木香烃内酯、去氢木香内酯的含量为指标,研究了加速溶剂萃取技术,根据单因素实验结果确定了最佳工艺条件为:在萃取池体积为34ml条件下,称取60目木香样品0.5g,以氯仿为提取溶剂,萃取温度为100℃,静态萃取时间10min,萃取次数为1次。为加速溶剂萃取技术应用于三种中药质量控制提供了理论基础。第三章建立了川芎、当归和木香中挥发油的气相色谱质谱的测定方法,能够使川芎、当归中内酯类有效成分和木香中有效成分得到很好的分离。为挥发油的测定提供了一种快速分离测定方法。同时对川芎挥发油中9种内酯类化合物、当归挥发油中6种内酯类化合物、木香挥发油中9种倍半萜类化合物通过质谱分析并与文献对照进行了初步鉴定,给出了上述化合物的结构图和相应质谱图信息,为以后深入研究奠定了基础。最后建立了10种川芎样品、6种当归样品、9种木香样品的气相色谱质谱指纹图谱,可为川芎、当归、木香样品质量控制和品种的鉴定提供较为全面的信息和检测标准。第四章主要采用GC-MS法测定了的川芎、当归和木香样品中挥发油中有效成分,对不同来源的10个川芎样品、7个当归样品和9个木香样品进行主成分分析和聚类分析。以GAP药材为参考,对其他来源药材进行分类比较。可以根据这些方法对三种中药的质量控制。主成分分析结果与系统聚类分析结果一致。主成分分析能反映出样品间的亲疏远近关系,并且能反映出决定类别的关键因素。系统聚类分析可以将中药样品较合理地分为几类,这就大大缩减了以往全凭主观判断所造成的误差,使数据分析结果更具客观性,对川芎、当归和木香品种与质量的鉴定有一定的理论意义和实用价值。