多糖、皂苷的快速检测、定量方法是什么? 中华人民共和国国家知识产权局 专利方法

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一、多糖、皂苷的快速检测、定量方法是什么? 中华人民共和国国家知识产权局 专利方法

申请(专利)号:.9

本发明涉及一种多糖定量检测方法及系统。该方法是先将多糖经色谱柱分离后进行水解再与荧光衍生化试剂反应,通过荧光检测器对生成的荧光衍生物的测定,获得多糖的含量。本发明用于多糖检测的系统依次包括高效液相色谱柱、水解反应器、荧光衍生化反应器、冷却管、荧光检测器和工作站或记录装置。本发明检测系统通过先对多糖进行水解,再与荧光衍生化试剂反应,大大提高了检测的灵敏度,适合于各种类型的多糖含量的定量检测,其检测限可达几十ng。

二、多糖浓度测定

当然需要!提取液未浓缩前加入活性炭,重量约为提取液体积的2%-5%。如:500ml溶液加入10-25g活性炭。也可以加入过氧化氢至无色。必须将多糖纯化至无色。当多糖乙醇沉并脱蛋白后,可以依次用大量95%乙醇、无水乙醇、丙酮、乙醚反复洗。

三、怎样用葡聚糖凝胶测定多糖分子量,有原理和过程。

多糖的分子量测定

常用的是凝胶滤过法。将充分膨胀好的SephadexG-200、G-150或G-75湿法装柱,用一定离子强度的氯化钠水溶液进行平衡,然后将各种不同的已知分子量的多糖分别相继上柱,同一离子强度的氯化钠水溶液洗脱,分步收集,苯酚-硫酸法监测,分别求得洗脱体积Ve,然后再将兰葡聚糖(MV>200万)上同一条柱,求出柱的空体积Vo,根据Ve/Vo与logM之间存在着线性关系,可绘制标准曲线。最后,将待测样品按上述不变的条件上柱,求得待测多糖的Ve。通过标准曲线上的Ve/Vo,查得待测多糖的分子量对数,便可求出M。

对于黏度大的多糖,可采用黏度法求得。亦有用蒸汽压渗透法(VPO,基本原理是根据理想溶液的拉乌尔定律,参考文献:崔锡红, 等. 蒸汽压渗透法分析异丁烯的数均分子量. 河南化工. 2001, 1: 32. 骆传环. 蒸气压渗透计测定多糖分子量. 现代科学仪器, 1994, 4:11.)、超速离心法(骆传环, 等. 香姑多糖的分子量测定. 科学技术与工程. 2006, 6(8): 1058~1060)、光散射法(LS,光散射法测定高分子量基于高分子溶液的瑞利散射,垂直偏振光通过溶液产生的不同角度散射光的强度与溶质分子的大小即分子量成正比。参考文献:魏立平, 姜雄平. 光散射法在医学分子生物学中的应用. 国外医学分子生物学分册. 2000, 22(2): 123.)、玻璃纤维纸电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳(原理:SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,是在聚丙烯酰胺凝胶系统中引进SDS(十二烷基硫酸钠), SDS能断裂分子内和分子间氢键,破坏蛋白质的二级和三级结构,强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂,蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中,与SDS分子按比例结合,形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物,这种复合物由于结合大量的SDS,使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块,从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异,由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的,因此在进行电泳时,蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。当分子量在15KD到200KD之间时,蛋白质的迁移率和分子量的对数呈线性关系,符合下式:logMW=K-bX,式中:MW为分子量,X为迁移率,k、b均为常数,若将已知分子量的标准蛋白质的迁移率对分子量对数作图,可获得一条标准曲线,未知蛋白质在相同条件下进行电泳,根据它的电泳迁移率即可在标准曲线上求得分子量。应用如,将标准相对分子量蛋白质与样品进行SDS-PAGE凝胶电泳,以标准蛋白质的迁移率为纵坐标,lgM为横坐标,绘制相对分子质量曲线。根据样品迁移率得出相对分子质量。)测分子量,黏度法及超滤法估计分子量。利用不同方法测定多糖分子量可以从不同角度对多糖分子量进行确证,同时也是对多糖纯度的考察。在测定过程中要注意标准品的选择,尽量使用与被测多糖结构相似的标准品,因为不同结构的标准品虽然其绝对分子量相同而在一定条件下所表现的分子量会有所不同。

多糖分子量的测定没有一种绝对的方法,其分子量只代表相似链长的平均配比而不是确切的分子大小。往往用不同的方法会得到不同的分子量。

摘自:季宇彬 《中药多糖的化学与药理》人民卫生出版社

四、请教:多糖溶解度的测定

质量研究一般来讲,多糖的质量研究主要包括各组分的理化性质如溶解度、比旋度和粘度的测定,分子量及分子量分布的研究,平面和立体的化学结构分析,结构改造和结构修饰的研究,以及糖醛酸、蛋白质、单糖和多糖的含量测定等等。下面简单介绍多糖的结构、分子量及分子量分布以及含量测定等方面的研究进展。 1、结构分析目前在多糖一级结构的分析中大多采用化学方法与物理方法相结合,可基本阐明某一多糖的一级结构的大致特征。而目前用于多糖高级结构分析的方法主要是物理方法, 诸如 X-射线纤维衍射、核磁共振、电子衍射等。如上所述,多糖的一级结构本身就很复杂。由于多糖结构的微观不均一性, 或结构键中有缺陷, 或是分子量分散, 使多糖的一级结构分析难以得出完全正确的结构式。多糖结构的描述包括:①多糖的分子量范围;②多糖的单糖组分;③单糖的连接点类型;④单糖和糖苷键的构型;⑤重复单位。多糖的活性与其初级和高级结构密切相关,高级结构在活性方面比一级结构起更大作用。有些多糖一级结构相同, 但活性不同, 其原因是二级及三级结构不同。目前多糖的立体结构研究一般靠 2D-NMR及X-衍射法。除此之外, 多糖的活性还与分子量、溶解度、粘度等理化性质有关。在研究多糖的构效关系时, 常用到多糖的分子修饰, 对多糖进行化学修饰,如硫酸化、脱硫酸化、化学降解、酶降解、乙酰化、烷基化等等, 有助于深入探讨其构效关系。下面将简单介绍化学方法和物理分析方法。(1)化学方法测定多糖结构还是目前最常用的方法,测定的手段很多,其中经典而有效的是甲基化分析、高碘酸氧化和Smith降解、部分酸水解以及乙酰解和甲醇解等。 ①甲基化分析 甲基化分析是多糖也是寡糖结构分析的最有力的手段之一。它包括糖的所有自由羟基全部生成甲醚,接着通过水解释放出甲基化单糖,再经NaBH4还原成糖醇,进而乙酰化水解后生成的羟基,得到各种部分甲基化的糖醇乙酰衍生物,生成的产物用气相色谱进行定性和定量分析,可确定组成多糖的各单糖种类和比例,进而用气相色谱—质谱,结合标准谱图的分析,可得到各种部分甲基化单糖衍生物的归属,从而确定各单糖的连接位置,即糖苷键的位置。但甲基化分析还无法知道异头碳糖苷键构型及多糖中单糖残基的顺序信息, 所要注意的是对含有糖醛酸或氨基己糖残基的多糖比较难甲基化,而且有可能会产生二级产物,如糖醛酸残基能产生缩酮衍生物,N—乙酰基氨基己糖残基可产生N—甲基 -N-乙酰氨基己糖,对这些衍生物需要特殊分析技术才能鉴定。 ②过碘酸氧化及Smith降解 多糖的过碘酸氧化反应通常在pH3-5的水溶液中进行,用过碘酸盐为氧化剂,因双醛型的氧化产物在水中不稳定,因此需要在酸水解前用NaBH4将它们还原为醇,最后,通过水解产物的分析结果可获得多糖中单糖连接的类型是l→4,1→-6,1→2,还是各种连接兼而有之。 Smith降解实际上是一种改良的过碘酸氧化,它是将多糖过碘酸盐氧化,NaBH4还原后用弱酸部分水解 (通常在室温下用稀无机酸水解还原产物),生成具有特征性的糖连接的重复单元,从而获得更多的结构信息。 ③部分酸水解这是多糖结构分析中一个很有用的技术,一是通过部分酸水解可以获得结构较为容易测定的短链片段,从而集零为整推断出多糖的结构。二是可以在特殊糖苷键处断裂,帮助整个结构分析。如呋喃环结构的单糖对酸不稳定,用弱酸水解 (就可以得到这些残基,再通过残基片段的分析可得到有用的结构数据。一个成功的例子是枸杞子糖蛋白中一条由阿拉伯糖和半乳糖组成的O—连接多糖,并从甲基化分析结构得知,该多糖的非还原末端均为呋喃环阿拉伯糖,通过部分酸水解并用纸层析跟踪检测,首先释放出Ara,到刚有Ga1释放时终止水解,通过水解前后两种多糖的甲基化分析结果比较,再结合其他方法测得的结果可推断出整个多糖的可能结构。 ④乙酰解和甲醇解 乙酰解:多糖的乙酰解反应是在由乙酸酐、乙酸和硫酸组成的混合液中加热进行的,在一定的糖苷键处裂解。研究表明,相同糖苷键在酸水解和乙酰解中的速度是不同的。乙酰解是酸水解的一种有用的补充,多糖可从这两种不同的方法中获得不同的片段,从不同的角度获得多糖的结构信息。甲醇解:多糖在80-100℃条件下与无水甲醇反应能将多糖变成组成单糖的甲基糖苷,这些甲基糖苷能转化为三甲基硅醚衍生物或乙酰基衍生物,然后进行GC分析并与标准单糖对照,可得到组成多糖的各单糖的定量数据。(2)物理分析法 ①IR法:IR在多糖结构分析上主要是确定吡喃糖的苷键构型,以及常规观察其他官能团。一般主要观察730-960cm-1的范围,如对于α-吡喃糖,δC1-H在 845 cm-1,而β-吡喃糖,δC1-H在890cm-1有最大吸收峰。 ②MS、GC-MS:GC分析多糖虽受样品挥发性和热稳定性的限制,但GC-MS是多糖结构分析不可缺少的工具,特别是对水解单糖、甲基化单糖及甲基化寡糖的分析,而且能鉴别出糖的异构体。MS在多糖结构分析中不仅在鉴别各种甲基衍生物的碎片,确定各种单糖残基的连接位置时必不可少,而且由于FAB-MS、ESI-MS和 MALDI-MS等技术的出现,利用质谱还可以测定多糖的分子量及一级结构。 ③NMR:用NMR技术研究多糖结构的一个特点是不破坏样品,对多糖的结构特征可通过化学位移、偶合常数、积分面积、NOE及驰豫时间等参数来表达。一维、二维图谱 NMR在分析糖的构型、相互连接的位置及顺序等方面具有广阔的应用前景。 2、分子量及分子量分布多糖具有分子大小不均一的特点,近年来发现这些生物大分子的某一分子量范围成分具有药理活性,而另一分子量范围的成分不具有药理活性或具有一定的毒副作用,因此分子量及其分布既是这类药物的有效性控制的指标又是安全性控制的指标,质量标准中制订该项检查十分必要,这也是近年来大分子聚合物药物质量标准发展的一个明显的特点。多糖分子量只是代表相似链长的平均配布,不同方法所测得的分子量不同,即使是同一多糖,其重均分子量与数均分子量也相差较大,通常采用凝胶色谱法控制这类药物的分子量及其分布,应经研究选用与供试品分子大小相适应的色谱柱填充剂;使用的流动相通常为水或缓冲液,其pH值不应超过填充剂的耐受范围,可加入适量的有机溶剂,但浓度不应超过30%,流速以 0.5-1.0ml/min为宜,因这类分子多无紫外吸收,一般采用示差折光检测器,选用对照品的分子量范围及颗粒形状应与供试品匹配,测定数据经适宜的GPC软件处理求得相关参数。 3、含量测定一般来讲,多糖不含蛋白和氨基酸,蛋白或氨基酸检测应呈阴性或符合限度检查要求,如为糖蛋白或糖肽,应提供其证据,以保证产品不是多糖与蛋白的混合物;并提供其氨基酸构成及蛋白含量范围,以保证质量稳定可控。对从天然植物中得到的多糖, 在结构研究中尤其对糖组成分析, 确定其中是否含有糖醛酸残基具有很重要的意义。糖醛酸的含量测定目前较常用的是硫酸咔唑法,但容易受中性糖残基的干扰。为了消除测定的干扰,可先测定样品中中性糖的吸收度,然后从样品的吸收度减去中性糖的吸收度,即为样品中糖醛酸的吸收度值。间羟基联苯法也是一种常用的多糖中糖醛酸含量测定方法,该法较硫酸咔唑法受中性糖残基的干扰更小。多糖的含量测定可分为两大类: 一类是直接测定多糖本身, 如高效液相色谱法和酶法;另一类是利用组成多糖的单糖缩合反应而建立的方法,如苯酚-硫酸法、蒽酮-硫酸法等。前者需要多糖的纯品和特定的酶,后者测定时方法学干扰较大,现有的比色重现性差,受影响因素多。但由于目前国内的实验条件,多糖的含量仍然主要采用这种方法,其原理为:多糖在浓硫酸水合产生的高温下迅速水解,产生单糖,单糖在强酸条件下与苯酚反应生成橙色衍生物。在波长490nm左右处和一定浓度范围内,该衍生物的吸收值与单糖浓度呈线性关系,从而可用比色法测定其含量,所用的单糖对照品尽量采用与其多糖组成一致或为含量较高的单糖,这样测得的值较准确。需要强调的是,这种方法所测定的是总糖的含量而不是总多糖的含量,因此首先应测定样品中游离的单糖含量,然后将总糖的含量减去游离单糖的含量,即为总多糖的含量。另外还可以采用3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS法),它是在碱性条件下显色,较准确测定还原糖与总糖的含量从而求出多糖的含量,可消除还原性杂质的干扰。

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