中藥多糖分析方法的研究進展

1、中藥多糖分析方法的研究進展【關鍵詞】多糖；,中藥；,分析方法摘要：中藥多糖是中草藥的主要活性成分，所以它的構造研究是提醒其構效關系的基矗該文比擬全面綜述了原子力顯微鏡法AF、氣相色譜法G質譜法S、核磁共振方法NR等檢測手段在多糖構造分析中的應用研究進展。關鍵詞：多糖；中藥；分析方法多糖是由單糖連接而成的多聚物，它的化學構造是其生物活性的根底，多糖化學構造復雜，因此具有裝載豐富生物信息的才能。而中草藥作為我國的傳統(tǒng)藥物，長期以來由于有效成分及其構造和功能不清楚而制約了它的開展，尤其是中草藥中一個重要成分多糖及糖蛋白，其一級和二級構造也一直未進展深化系統(tǒng)的研究。近幾年來，多糖研究與中醫(yī)藥理論嚴密結

2、合，獲得了不少成就。中藥多糖因具有增強機體免疫力及抗腫瘤等藥理作用，而且?guī)缀鯖]有毒副作用，越來越引起國內外科研工作者的興趣，并成為當前的研究熱點。多糖的生理過程與它的構造是親密相關的，所以多糖的構造研究就直接影響生命科學中前沿科學的開展，多糖構造的測定也就成了研究的熱點。多糖可以說是最復雜的生物大分子，它包括糖基的組成、糖基排列順序、相鄰糖基的連接方式、異頭碳構型以及糖鏈有無分支、分支的位置及長短等，多糖骨架鏈間以氫鍵結合的各種聚合體，糖單位的羥基、羧基、氨基以及硫酸基之間的非共價鍵互相作用，多聚鏈間非共價鍵結合形成的聚集體1。從化學觀點來看，構造的復雜性無疑給寡糖鏈的構造測定和化學合成帶來了

3、很多困難。目前多糖的構造分析的手段很多，包括化學、物理和生物方法。近年來隨著現(xiàn)代儀器分析技術的開展，科研工作者在中藥多糖高級構造方面獲得了重要進展，本文在介紹生物活性多糖構造的研究方法的同時，對有關的研究進展進展了綜述。1原子力顯微鏡AFAF是在掃描隧道顯微鏡根底上開展起來的，是基于量子力學理論中的隧道效應。它使用一個鋒利的探針掃描樣品的外表，通過檢出及控制微傳感探針與被測外表之間的互相作用對被測外表進展掃描測量。AF在多糖方面的研究相對于DNA、蛋白質等生物大分子起步較晚，研究難度大，原因是多糖分子往往帶有支鏈，分子的均一性及線性不如DNA或蛋白質好，相對而言所得圖像分辨率較差。但近年從單個

4、多糖分子的高級構造到多糖膠體及細胞壁中多糖聚集體用AF研究的文章相繼有報道，并獲得了一些有價值的進展。馬秀俐等2用AF對西洋參多糖PPQ-d的微觀形貌進展觀察，發(fā)現(xiàn)PPQ-d呈多股嚴密并行螺旋形排列，這種現(xiàn)象是由于該多糖中所含糖醛酸發(fā)生糖鏈間氫鍵締合所致。還有其他學者運用AF對果膠3、黃原膠4、蟲草多糖5等多糖大分子物質進展了單分子或分子間網絡構造的觀察，同時也對纖維素衍生物的單晶構造也有相關的報道6。除了上述運用AF對多糖分子進展直接觀察外，還可以運用某些間接手段分析多糖分子的構造，如阿拉伯木聚糖具有及其復雜的分子構造，通過酶作用前后其分子形貌學上的差異來研究這些酶與阿拉伯木聚糖的結合位點以

5、及一系列其他數(shù)據，進而探究其復雜的支鏈構造以及這些構造對結合酶的才能的影響7。另外，單分子力譜是基于AF的新型實驗技術，可用于研究大分子的力擴展譜，理解其彈性。而多糖的彈性受吡喃環(huán)的力誘導構象轉變的支配，這些轉變在力擴展譜中表現(xiàn)為吡喃環(huán)的穩(wěn)定構象和這類糖苷鍵的特征，所以通過力擴展譜能識別溶液中的單個多糖分子，這是其它色譜技術所做不到的。目前已得到生物大分子如葡聚糖8、黃原膠9的詳盡力譜，為深化研究多糖構造與功能的關系奠定了基矗2氣相色譜G氣相色譜是多糖構造分析中最重要的手段之一，它與質譜聯(lián)用可以得出有關單糖殘基類型、鍵接方式、糖的序列和糖環(huán)形式、聚合度等多種構造信息。魏蕓等10用氣相色譜法對羊

6、肚菌多糖中的2種多糖EP-SP2和EP-SP3組成的分析結果說明，EP-SP2由甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖殘基為重復單元組成，摩爾比為1.754.130.710.68；EP-SP3由木糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、阿拉伯糖和半乳糖殘基為重復單元組成，摩爾比為3.5814.93.851.7751.30.53。張艷萍等11用氣相色譜方法分析奇蒿多糖的單糖組成，結果說明，奇蒿多糖是由海藻糖、木糖、甘露糖、果糖和未知糖組成的雜多糖。研究說明G分析具有高別離效能、高檢測效能的特點，利用氣相色譜測定多糖的單糖組成具有操作簡便，分析結果準確的優(yōu)點。尤其是對于樣品含量較低的組分，有其獨特之處。G分析多糖雖受

7、樣品揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性的限制，但G-S是多糖構造分析不可缺少的工具，特別是對水解單糖、甲基化單糖及甲基化寡聚糖的分析，而且能鑒別出糖的異構體。陳帆等12將羊棲草多糖用甲醇沉淀得到五種多糖，參加硅烷化試劑衍生，搖勻后進展氣相色譜與質譜分析。G圖顯示峰和峰分別為D-木糖和D-山梨糖。分析S圖得知峰和峰分別為D-木糖和D-山梨糖，與G得出的結果一致；峰的單糖為L-艾杜糖醛酸；峰和峰應為同分異構體，為葡萄糖醛酸。王述聲等13對榆耳水溶性多糖進展G和G-S聯(lián)機分析,對照文獻的相對保存時間和不同單糖的主要離子碎片,可推斷出GIA中糖基的連接方式及各種連接鍵型的比例。3質譜S在多糖構造分析中，質譜技術顯示了不

8、可替代的作用。現(xiàn)將在多糖構造測定中常用的一些質譜分析手段歸納如下，見表1。甲基化分析多年以來一直是多糖構造分析中質譜方法的核心局部，但隨著新的質譜技術的出現(xiàn)，它的應用以后可能會越來越少。而FAB-S盡管是一種比擬現(xiàn)代的技術，但它固有的一些缺陷如靈敏度問題可能會制約著它的開展。S/S聯(lián)用技術可以直接檢測混合物并能提供明晰的分子離子與碎片離子之間的關系，有望在將來占有突出的地位14。相信隨著質譜技術的不斷成熟，必然會為多糖的構造及其構效關系提供更多有效的分析手段。4核磁共振方法NR經典的分析方法如高碘酸氧化、Sith降解和甲基化分析等，對復雜的多糖的構造還不能很好的解析。自從核磁共振NR方法引入多

9、糖構造的研究后，大大推動了這一領域的開展。NR具有不破壞樣品的優(yōu)點，因此在獲取多糖的構造信息后，所用的樣品可以通過除去溶劑而回收。早期NR主要解決多糖構造中糖苷鍵的構型以及重復構造中單糖的數(shù)目，隨著NR技術的開展，尤其是二維核磁共振2DNR的出現(xiàn)和開展，NR逐漸成為獲得多糖構造信息最有力的工具。對于多糖，一般只需測定其中的幾種2DNR譜，就能獲得必要的構造信息。表1常用的一些質譜方法略4.11DNR在多糖構造分析中的應用1HNR主要解決多糖構造中糖苷鍵構型的問題，通常型糖苷的異頭質子超過d5.0，型一般小于d5.0，另外耦合常數(shù)3J1,2也是解析異頭質子構型的一個重要參數(shù)。假如異頭質子同時滿足

10、化學位移小于5.0且3J1,2大于6，那么是型。假設化學位移大于5.0且3J1,2小于4，那么是型。13NR在多糖構造研究中主要有以下作用：1確定糖殘基的數(shù)目和相對含量；2確定糖鏈的連接位置；3確定硫酸基的取代位置；4確定某些糖類；5確定異頭碳的構型。張曉紅等用1H-NR和13-NR譜確定手黨參多糖的構造，手黨參多糖的1H-NR圖譜說明手黨參多糖為-型糖苷鍵。手黨參多糖的13-NR說明其是由6個碳構成，吡喃型葡萄糖的1以-型糖苷鍵連接；4以14連接；5是以14連接葡萄聚糖的。故手黨參多糖是以(13)糖苷鍵相連，并存在是以(14)連接的葡萄聚糖15。4.22DNR在多糖構造分析中的應用2DNR譜

11、能給出相關碳氫連接方式的信息。下面重點介紹幾種在多糖構造研究中比擬常見的2DNR譜，詳見表2。轉貼于論文聯(lián)盟.ll.表2幾種常用的2DNR譜略Akit等16用FG-HB分光鏡法分析天然P.linteus子實體甲醇提取物，得到兩種新的化合物，桑黃黃酮A和B,分別為3-2-(3,4-二羥基苯基)-E-乙烯基-8,9-二羥基-1H,6H-吡喃基4,3-2苯并吡喃-1,6-二酮和3-2-(4-羥苯基)-E-乙烯基-8,9-二羥基-1H,6H-吡喃基4,3-2苯并吡喃-1,6-二酮。張勁松等17運用2DNR技術準確地研究了云芝子多糖-1,3的構造，為-D-1,4-Gl、-D-1,3-Gl和-D-1,6-

12、Gl殘基構成主鏈的葡聚糖。2DNR在多糖構造研究中可以發(fā)揮重要的作用。雖然目前一些構造復雜、分子量大的多糖用2DNR還不能完全解析，但相信隨著NR技術的不斷開展，必然會對多糖構造的研究有一定的促進作用，推動中藥多糖的開展。另外，X射線衍射技術、凝膠電泳、圓二色譜等也都是研究復雜多糖分子構造的有效手段。隨著高分辨核磁共振技術、FAB-S、串聯(lián)質譜S-S技術及各種色譜技術與質譜技術聯(lián)用的開展，使得中藥多糖的構造分析向快速、微量化要求更進了一步，使人們可以在毫克級乃至微克級程度上確定多糖的一級構造。參考文獻：1EdgeJ,RedeaherT,raldR.FastSequeningfligsahari

13、des:theReagent-arrayAnalysisethdJ.Pr.Natl.Aad.Si.,1992,89(4):6338.2馬秀俐,劉忠英.西洋參多糖PPQ-d的原子力顯微鏡觀察J.吉林大學自然科學學報,2000,1:105.3ShinyaIkeda.Heat-induedgelatinfheyprtEinsbservedbyrhelgy,atifreirspy,andRaansatteringspetrspyJ.FdHydrllids,2022,17(4):339.4RidutJ,GunningAP,ParkerL,etal.UsingAFtiagetheinternalstrut

14、urefstarhgranulesJ.arbhydratePlyers,2002,50(2):123.5BaldinP,AdlerJ,Davies,etal.HighReslutinIagingfStarhGranuleSurfaesbyAtiFreirspyJ.JurnalferealSiene,1998,27:255.6BakerAA,ilesJ,Helbert.InternalstrutureftheStarhGranuleRevealedbyAFJ.arbhydrRes.,2001,330:249.7GunningAP,GiardinaTP,FauldsB,etal.Surfatant

15、ediatedslubilisatinfaylseandvisualisatinbyatifreirspyJ.arbhydratePlyers,2022,51:177.8KrkF,SzynskaJ,TasikP,etal.Nn-ntatAFinvestigatinfinflueneffreezingpressnthesurfaestruturefptatstarhgranuleJ.AppliedSurfaeSiene,2000,157(4):382.9DiantvA,KesselanE,ShiniE.Surfaeharaterizatinanddisslutinprpertiesfhighay

16、lsernstarh-petinfilsJ.FdHydrllids,2022,18:29.10魏蕓,張?zhí)煊?羊肚菌多糖的別離純化及組成構造分析J.植物資源與環(huán)境學報,2000,9(2):14.11張艷萍,張虹.氣相色譜法分析奇蒿多糖的單糖組成及其含量J.食品與發(fā)酵工業(yè),2022,31(2):108.12陳帆,高央央.海洋藥物羊棲菜中多糖的別離和構造分析J.溫州師范學院學報(自然科學版),2022,25(2):25.13王述聲,劉丹,周義發(fā),等.榆耳水溶性多糖GIA的構造分析J.高等學?；瘜W學報,2022,26(5):856.14林常青.質譜在多糖構造分析種的應用J.分析測試技術與儀器,2022,11(3):221.1