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龙葵多糖提取、含量测定及组分分析

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龙葵多糖提取、含量测定及组分分析王帅帅12季宇彬12,汲晨锋12(1.哈尔滨商业大学药物研究所博士后科研工作站,黑龙江,哈尔滨150076;2.哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心,黑龙江,哈尔滨150076)摘要:从龙葵鲜果的水提取液中分离出水溶性成分即龙葵多糖,并对其进行含量测定和组分分析。采用分光光度法测定多糖含量,高效毛细管电泳法分析多糖组分。电泳条件:缓冲液:75mmol/L硼砂溶液(pH10.5)。柱温:25。C,柱压:20kV,检测波长:240hm。经处理后粗多糖提取率为13.5%:经分光光度法测定粗多糖含量为39.15%,精制后多糖含量为65.28%;运用高效毛细管电泳法分析,证明龙葵多糖由L(+)一鼠李糖、D一木糖、D一葡萄糖、D一甘露糖、D一(一)阿拉伯糖、D一半乳糖组成,其含量百分比为2.56:2.28:1:7.02:4.ii:7.04。所采用的方法均具有简便、灵敏、干扰少的特点,是实验中的理想方法。关键词:龙葵;多糖;提取Extracfiorn、co皿蚀叻E皿ene册丑n壶皿a蚰。助a皿皿co.potenta蚰aⅡysiso质poⅡysacc皿丑a而皿e碍如丑ⅡⅡSdanumNigmmLWang(1.Research2.PostdoctalcenteronShuai—Shuail2,JiYu—Binl2,JiChen.Fen912environmentalscienceofHarbinUniversityofcommerce,Harbin150076,China;LifescienceandResearchoftheinstituteofMateriaMedicaofHarbinUniversityofcommerce,HelongjiangHarbin150076,China)ABSTRACT:Awater-solubleproductwasextractedpolysaccharidebypolysaccharidefromtheaqueouscontentextractofSolanumNigrumL.fruitsanditwasaanalysisofchemical,anddeterminedandanalysisasofcomponent.UsingUVandHPCEtodeterminecontentandcomponentanalysis.Theelectrophoresisweredetectionatfollowing:buffer:75mmol/LNa28405(pH10.5),temperature:25"C,voltage:20kV,UVpurificationis13.5%:Thecontent240nm.Theextractionratioofcrudepolysaccharidewhichthrough蛐既oftheofcrudepolysaccharideWasdeterminedbyIRis39.15%,Thecontenthighlyfinishedpolysaccharideis65.28%;HighPerformanceCapillaryElectrophoresis(HPCE)analysisshowedthatitiscomposedofL(+)一rhamnose,D・xylose,D—glucose,D—mannitol,D一(一)arabinoseandD・galactosamineandtheircontentratiois2.56:2.28:1:7.02:4.11:7.04.Aboveallthemethodsweresimple,sensitive,andtheseweregoodmethodsinexperiments.KEYWORDS:SolanumNigmmL.;Polysaccharide;Extraction龙葵(SolariumNigrumL.)属茄科植物,其性寒昧苦,具有清热解毒,活血消肿,治疗疮、痈、肿、丹毒、跌打损伤、慢性气管炎、急性肾炎等功效。龙葵是一味传统的中草药,在近些年的医疗实践中发现,龙葵全草在治疗子宫绒毛膜癌、卵巢癌和肝癌等效果显著u’。癌症是严重威胁人类生命的第二号杀手,寻找有效的抗癌物质一直是医药和化学工作者感兴趣的课题。在医药上,多糖的研究已给近代肿瘤化疗开辟了新方向。目前世界各国,尤其是日本、美国正在进行大量的深入研究。七十年代以来,我国在云芝多糖、银耳多糖、刺五加多糖、竹黄多糖和黄芪多糖等的研究中已展现出可喜的前景,近二十年来多糖的研究表明,多糖能用来治疗肝炎、风湿痛、癌症、艾滋病昭’31等疾病。龙葵抗肿瘤的有效成分可能为水溶性物质,多年来工作者们从脂溶性成分中分离出龙葵碱,并且从水溶性成分中分离出两种龙葵多糖H。。最近,我们从龙葵水溶性提取液含80%乙醇溶液中又分离出一棕色粘稠物,经初步鉴定为龙葵多糖类。本文主要研究龙葵多糖的提取、分离、纯化、糖含量测定及其组分的分析,具体操作和结果如下。1材料与仪器基金项目:国家自然科学基金资助项目(30400591,30300284);黑龙江省自然科学基金资助项H(D0024--13);哈尔滨市青年科学基金资助项目(2004AFQXJ035).作者简介:季字彬(1956.8.),男,博士,教授,博士生导师,研究方向:抗肿瘤药物研究.2081.1龙葵1.2试剂哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心采集并提供。95%乙醇、无水乙醇、丙酮、石油醚、葡萄糖、苯酚、无水甲醇(天津福晨化学试剂厂)、三氯甲烷(天津市津宇精细化工有限公司)、硼砂(天津市东丽区东大化工厂)、Q一萘胺(天津市光复精细化工研究所)、硼氢化氰钠(北京莱博生物实验材料研究所)、冰乙酸,均为分析纯。1.3溶液配制Savage液的配制:氯仿:正丁醇=4:1混合液,临用时配制。5%苯酚的配制:取一定量的苯酚固体,加入一定量的铝条和碳酸氢钠,在182℃条件下,制取其馏分。冷却后取馏分59,加蒸馏水溶液并定容到lOOml,混匀,装入棕色瓶中备用。1-4标准单糖样品L(+)一鼠李糖D一半乳糖D一木糖D一(一)阿拉伯糖D一葡萄糖D一甘露糖1.5仪器LD-2A型离心机101-2A型真空干燥箱数字恒温水浴锅高效毛细管电泳2实验方法与结果2.1龙葵多糖提取取干燥的龙葵鲜果200mg加入4倍95%7,醇,80。C水浴2h,过滤,滤渣干燥保留。将干燥的滤渣加入10倍蒸馏水沸水浴加热5h,过滤,滤渣反复提取2次,合并2次的水提液。静止去沉淀后浓缩到450ml左右,逐渐加入95%乙醇(1:4)并不断搅拌,有糖浆状棕色沉淀,静止于冰箱中24h。抽滤沉淀,然后分别用无水乙醇、丙酮、石油醚冲洗三次,再将沉淀抽干,即得浅黄色粉末状物质,干燥,称重,.得粗产物龙葵多糖27.59。2.2龙葵多糖初步纯化2.2.1脱蛋白由于在水提龙葵多糖的过程中,游离蛋白质也被提取出来,降低了龙葵多糖的纯度,为排除游离蛋白质的干扰,故在实验过程中需要加入除蛋白的步骤。脱游离蛋白的方法有哺。7’:Savage法和三氯乙酸法等,Savage法比较温和,三氯乙酸法比较剧烈,易引起多糖降解。故本实验采用Savage法脱龙葵多糖中的游离蛋白。将粗产物溶于水中,加入等体积的Savage液(氯仿:正丁醇=4:1混合液)振荡混匀离心,弃下层有机相(蛋白质与氯仿和正丁醇生成的凝胶物),反复多次,需经7次以上才能将游离蛋白除尽,保留上层清夜。2.2.2透析将离心后的上清夜装入透析袋中,在蒸馏水中浸泡+48h,这样可以除去氨基酸等小分子杂质,得到多糖的半精品。2.2.3脱色向脱完蛋白质的糖液中加入氨水,调PH值在8—9之间,加入一定量的H20z(15%),在50。C下保温2h,样品水溶液变成浅棕色,致于冰箱24h,除去沉淀部分,浓缩,无水乙醇(1:4)沉淀,离心,干燥后(北京医用离心机厂)(上海泰斯特仪器有限公司)(上海申胜生物技术有限公司)(美国贝克曼公司)721型紫外可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司)(北京化学试剂公司)(上海伯奥生物科技有限公司)(国药集团化学试剂有限公司)(AHaAesar)(天津市天达净化材料细化工厂)(北京益利精细化学品有限公司)得龙葵多糖精制品。2.3龙葵多糖物化性质测定2.3.1物理性质粗产物为浅黄色粉末状物质,精制品为乳白色粉末状,均无臭、无味,不溶于乙醇、丙酮、乙醚、乙酸乙酯等一般有机溶剂,可溶于热水、温水,不易溶于冷水,其水溶液透明粘稠状。2.3.1显色反应①印三酮实验没有颜色改变,说明该物质不是蛋白质。②Ⅱ一萘酚实验观察紫色光环,说明该物质可能是糖类物质。2.4多糖含量测定[8—11]2.4.1测定波长的选择精密吸取多糖样品稀释液iml放于具塞试管,加5%苯酚1.Oml混匀,迅速加入浓硫酸5.Oml,摇匀,于沸水浴15min,对照液取lml蒸馏水于具塞试管中,以下操作相同,从430nm开始每隔lOnm测定一次至530nm,进行最大吸收度测定,结果见图l,最大吸收波长为490nm。Fig.1Determineofthebiggestabsorbedwavelength2.4.2稳定性实验:按2.4.1方法操作,分别在15、30、60、90、120、150、180min处测定吸光度,RSD=I.6%,结果见表1Table1.Theexperimentofstability2.4.3精密度实验:精密称取某一浓度的多糖样品液5份,按2.4.1方法操作,同时测其吸光度,RSD=O.1%,结果见表2Table2.Theexperimentofaccuracy2.4.4标准曲线的绘制:精密称取105。C下干燥至恒重的无水葡萄糖25mg,致lOOml容量瓶中,加水定容,摇匀,得浓度为0.25mg/ml的葡萄糖标准溶液。吸取标准溶液0.0,2.0,4.0,8.0,10.0,12.0,14.Oml,分别置于50ml容量瓶中,加水稀释至刻度,各吸取2.Oml置具塞试管中,加入lml5%苯酚溶液,再垂直快速加入浓硫酸5.Oml,摇匀,放置5min,沸水浴15min,取出,流水迅速冷却至室温,于490hm波长处测吸光度。以吸光度为纵坐标,以葡萄糖标准溶液浓度为横坐标,绘制标准曲线得回归方程:y=O.008x一0.0313R=O.9984,见图2210Fig.2Standardcurve换算因子f=W/(c×D)其中,W为多糖重量(mg),c为龙葵粗多糖储备液的葡萄糖浓度(mg/m1),D为多糖的稀释因素,测得多糖含量%=CXDXf/w×100其中,C为样品液的葡萄糖浓度(mg/m1),D为样品的稀释因素,f为换算因子,w为样品的重量(mg)。样品多糖含量(%)龙葵粗多糖36.25龙葵精制品多糖65.28高效毛细管电泳(BECKMAN佃Q/P)缓冲液:75mmol/L硼砂溶液(pH10.5)。柱温:25。C。柱压:20kV。检测波长:240nm。NaOH,0.1mol/LHCL,去离子水。称取Q一萘胺143.2mg和硼氢化氰钠35mg,溶于450111无水甲醇中,再加入u1冰乙酸,置于冰箱中待用u}H。。用双蒸水配成浓度为20mg/ml的各种单糖标准溶液,各取200u1,加入ul衍生试剂置于试管中封管,80。C恒温4h衍生化,然后各加入三氯甲烷和双蒸水lml,反复离心萃取三次,取上层水相过滤后定容至5ml,冷藏备测u副。2.5.5多糖水解样品的配制以2mol/LHeSOa2ml溶解lOmg样品,封管,100。C水解6h,冷却,3000r/min离心5min,取上清夜,固体NaOH中和,3000r/min再离心5min,取200u1,同上述的衍生方法一样进行衍生化u”“1。2.5.6标准品及样品的测定将衍生化的标准品及样品试液经微孔滤膜过滤。取滤液为供试品溶液。然后进行毛细管电泳。分别平行做4份。根据各吸收峰的峰面积来计算各单糖组成的相对比例。2.5.7标准单糖谱图将6种单糖混合,作出标准单糖电泳谱图,然后逐-an入一种单糖,根据峰面积的变化,确定对应的单糖。标准单糖谱图见图3,迁移时间见表3。2112.4.5换算因子的测定:精密称取龙葵粗多糖lOOmg,加水溶解,定容至lOOml,作为储备液。吸取储备液2.Oml,按上述方法测定吸光度。求出储备液中葡萄糖的含量。按下式计算换算因子:f=1.9725。2.4.6样品中多糖含量测定:精密称取龙葵粗多糖及精制品各0.29,用蒸馏水定容到250ml容量瓶中,摇匀得样品液。吸取待测样品液2.Oml,按标准曲线制备的方法测其吸光度值,代入回归方程,得葡萄糖浓度(mg/m1),按下式计算多糖含量:2.5多糖组分分析2.5.1电泳装置2.5.2电泳条件2.5.3衍生剂的配制41清洗液:0.1mol/L2.5.4单糖的Q一萘胺衍生40Fig.3Theatlasofstandardsaccharide1.Der:衍生峰2.Rha:L(+)一鼠李糖3.Xyl:D一木糖4.Glu:D一葡萄糖5.Man:D一甘露糖6.Ara:D一(一)阿拉伯糖7.Gal:D一半乳糖Table3.Themovementtimeofsaccharide2.5.8多糖样品分析将龙葵多糖作出的谱图与标准混合单糖的谱图对照,根据其出峰时间的对应关系,可以确定龙葵多糖主要由D一半乳糖、L(+)一鼠李糖和D一(一)阿拉伯糖组成,还含有少量的D一木糖、D一葡萄糖和D一甘露糖。单糖组成、迁移时间、峰面积值及相对含量见图4、表4。Fig.4TheatlasofSolanumNigrumL.polysaccharideTable4.ThecomponentanalysisofSolanumNigrumLp01ysaccharide212电泳结果表明,龙葵多糖主要是由D一半乳糖、L(+)一鼠李糖和D一(一)阿拉伯糖三种单糖为主组成,三者的比例为Gal:Rha:Ara=2.75:1:1.61。本实验利用HPCE检测龙葵多糖中单糖组成,取得了较好的分离效果,且操作简单,精密度高,因此随着HPCE的普及,此实验方法可以发展为一种测多糖中单糖组成的一种常用方法。3讨论从传统中草药龙葵水煎剂在治疗疾病方面的疗效,可以推断其治疗疾病的有效成分应该是水溶性的。因此,分离水溶性成分,对于寻找新的药物具有重要意义。近年来从水溶性成分中分离出具有抗肿瘤、抗辐射、抗病毒、抗血栓的多糖后,对于水溶性多糖的研究更为关注。龙葵水溶性成分的研究还有待于进一步的深入。虽然HPCE对于检测多糖中单糖有较好的分离效果,但前处理及电泳条件尤为重要。单糖的紫外吸收很弱,用Q一萘胺衍生后可使单搪的还原端接上很强的紫外吸收基团,但单糖的Q一萘胺衍生物在水溶液中仍然不带电荷,不能实现电泳分离,采用以硼砂为介质的电泳体系,硼砂可与糖基上相邻的二羟基络合,形成糖一硼酸根阴离子,不同糖基上羟基取向不同以及分子量的差异,使其络合物具有不同的淌度,从而达到有效分离。但硼砂浓度与PH值对样品分离有一定的影响,用硼砂做缓冲液单糖混合物的分离度一般随PH值增加而增大,其最佳分离条件的PH值在9.5—10.5之间,PH值升高分离度下降,出峰变慢u眦¨。实验选择最适宜的PH值在10.5。增加缓冲液中硼砂浓度,能比较有效的增加分离度,不过单糖的出峰时间亦有所延长,实验在75mmol/L分离效果最好。参考文献[1]MoHmhong,ZengHeping,XiaoGuiwu.StudyonwatersolubleproductsfromSolanumnigramL.JournalofSouthMedChinaNormalUniversity,1995,2:41.【2]HatanakaK,YoshidaT’MiyaharaS,eta1.Synthesisofnewheparinoidswithhighantiagulantactivity.JChem,1987,30:8102【3】YasuhitoK.Virucidescontainingsulfatedcarboxymethylpolysaccharides.JournalofPlants,1990,2:229.[4]XiaoGuiwu,ZengHeping.Isolation,purificationandidentificationofpolysaccharidesfromblacknightshade(Solanumnigrum)(Ⅱ)ChineseTraditionalandHerbalDrugs,2000,31(3):162.[5】LuoXinli,YaoShuhua,ZhouShaoqi.IsolationandpurificationofGanodermalucidumpolysaccharide.ScienceandTechnologyofFoodIndustry,1998,3:5.advancementsofpolysaccharomyces.FoodScienceandTechnology,[6】MiyazakiT’NishijimaM.Carbohydrate.Research.1982,109:290—291.[7】TanZhoujin,Xie2002.3:10・11.Daping.Research[8】ChengShuang,CuiQingxin,wangYong.ExtractionanddeterminationofwatersolublepolysaccharideofMomordicacharantiaL.JournalofZhengzhouGrainCollege,2000,21(2):53-54.content【9】LiuYuan,XueHuizhong,YangWenge,ChenShaowen,ZhouJinsong.Extractionandofcomstigmapolysaccharide.Journaldetermination[10]XuBin,DongYing,LinLin,XuofNanjingUniversityofTCM,1999,15(2):90.Ziming.DeterminationofMomordicacharantiaL.polysaccharideofthecontentbyimprovedphenol-sulfuricacidmethod.FoodScienceandTechnology,2005,7:79.【11]WangHui,TangHuijuan.DeterminationGuangzhouofBambaxrnalabaricumpolysaccharide.ChemicalIndustryandTechnology,2000,28(3):32.【12]ZhouRong,QiLi,WangYafen,ZhuYichuan,YuCuijuan.Separation,purification,andHPCEanalysisofglycyrrhiziapolysaccharide.ChineseJournal【13]DingKan,FangofAnal),ticalChemistry,1999,27(2):245.Jinian.Capillaryelectrophoresisofpolysaccharidesanditsapplication.ChineseW.DeterminationoflactatedehydrogenaseinJournalofChromatography,1999,17(4):347—348.[14]WangW:SunX,Jinhumanerythrocytesbycapillary213electrophoresiswithelectrochemicaldetection.JournalChromatogramBiology,2003,798:175—178.[15】ZhuXiaolin,MaYongjian,FengFang,eta1.StudyquinquefoliumbyhighondeterminationofpolysaccharideofJournalpanaxperformancecapillaryelectrophoresis.ChineseofBiochemicalPharmaceutics,2001,22(6):298.[16]GengYue,WangNuanbo,LiHaiyan,GaoYumei,ShiJianguo,FuShanjiang.CompositionanalysisofpolysaccharidesfrompoHenbycapillaryelec仃ophoresis.ShandongScience,2001,14(4):10—11.[17】ChangLiwen,YaoRuifeng,YanFeng.Analysisofoligosaccharidesbycapillaryelectrophoresis.ChineseJournalofAnal)7ticalChemistry,1994,22:975—979.analysisbyhigh[18]WangYiming,WeiWei,LuoGuoan.CarbohydrateChineseJournalperformancecapillarycapillaryelectrophoresis.ofAnalyticalChemistry,1996,24(12):1459.[19]WangF,KhalediMGEnantiomericseparationbynon—aqueousChromatogramAcademe,2000,875:277—293.electrophoresis.Journal[20】Su只ZhangXJ,WangYC,eta1.DirectimmunoassayofestriolinpregnancybycapiHaryelectrophoresiswithlaserinducedfluorescencedetector.Talanta,2003,60:969—975.【21】A1一ArhabiM,MrestaniYRichterH,eta1.CharacterizationofinteractionbetweencarbohydrateusingCZE.JournafPharmBiomedicalAnalyses,2002,29:555.560.proteinand214

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