植物多糖(plant polysaccharide)是从植物中 提取得到的一种富含醛单糖(鼠李糖、阿拉伯糖、木 糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等)和酮单糖(果糖)、 通过糖苷键连接在一起形成的多聚物。大量研究证 明,许多植物多糖均具有多种生物活性和生理功能, 如免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、抗疲劳、 控制血糖以及保护肝功能等,而且对机体无毒 副作用。近几十年,已有近 10 种植物多糖(如枸杞 多糖、香菇多糖、人参多糖以及猪苓多糖等)用于抗 肿瘤、抗艾滋病及糖尿病治疗,并已进入临床实验阶段。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
高效液相色谱-串联质谱(LC / MS-2010EV,日 本 Shimadzu 公 司);色 谱 柱:Kromasil-C18 (100 mm×4. 6 mm,3. 5 μm);KQ-500DE 型超声波清洗 仪(昆山舒美超声仪器有限公司);LGJ-10C 真空冷冻 干燥机(北京四环科学仪器厂有限公司);JC-ZF 型 旋转蒸发仪(上海丹鼎国际贸易有限公司)。 单糖标准品:果糖(fructose,Fruc)、葡萄糖 (glucose,Glu)、鼠 李 糖 (rhamnose,Rha)、木 糖(xylose,Xyl)、阿拉伯糖(arabinose,Ara)、甘露糖 (mannose,Man)、半乳糖(galactose,Gal)、脱氧 核糖(ribose,Rib)(纯度>99%,上海中秦化学试剂 有限公司);双糖标准品:蔗糖(sucrose)、麦芽糖 (maltose)(纯度> 99%,上海中秦化学试剂有限公 司);衍生化试剂:PMP(上海晶纯试剂有限公司); 透析袋(截留相对分子质量 8 000,上海新睿生物科 技有限公司);SZ-97 自动三重水蒸馏器(上海亚荣生化仪器厂);氨 水、盐 酸、氢氧化钠及三氟乙酸 (TFA)等其余试剂为分析纯(天津市大茂化学试 剂厂)。
1.2 标准溶液的制备
准确称取 0. 018 0 g 单糖标准品,用氨水定容至 5 mL,各单糖标准溶液的质量浓度 均 为 3 600 mg / L,储存在 4 ℃冰箱中备用。 分别准确称取 8 种单糖标准品各 0. 036 g,用浓 氨水(28%)定容至 10 mL,混合单糖标准溶液中各 单糖的质量浓度均为 3 600 mg / L,储存在 4 ℃冰箱 中备用。 准确移取不同体积的上述混合单糖标准溶液 (3 600 mg / L),用氨水稀释成系列质量浓度(0. 18 ~ 38. 8 mg / L)的标准工作溶液。 从市场购买 4 个地区种植的枸杞干果。1#样品 为宁夏中宁枸杞,2#样品为新疆精河枸杞,3#样品为 河北苦枸杞,4#样品为云南黑枸杞。
1.3 样品处理
枸杞中多糖的提取采用 80% (v / v)的乙醇提取 法。将枸杞干果置于真空干燥烘箱内,于 50 ℃下烘干后粉碎,称取干燥枸杞干果粉末置于烧杯 中,加体积分数为 80% 的乙醇,在 80 ℃水浴中提取 0. 5 h,过滤滤渣,加蒸馏水在 100 ℃水浴中再提取 4 h,重复 2 次,合并滤液。 滤液采用 Sevag 法脱去蛋白质后,加入活性 炭,70 ℃水浴 1 h,过滤除去活性炭。滤液用旋转蒸 发仪浓缩至黏稠,得到去除蛋白质和色素的粗多糖。 取适量枸杞粗多糖置于透析袋中(截留相对分子质 量 8 000),吊于装有蒸馏水的大烧杯内,使其充分 与水接触,多次换水,透析 24 h 以除去小分子化合 物和游离的单糖。将透析过的多糖置于蒸发皿中, 冷冻干燥,得到相对纯净的枸杞多糖。将 4 个不同 产地 10 个批次的枸杞干果按上述方法提取,制得枸 杞多糖。
2 结果与讨论
在强碱 NaOH 条件下,采用 PMP 衍生化单糖 是当前最为普遍的单糖修饰技术,但是很难检测到 PMP 衍生化果糖产物的信号。因此,考 察 PMP 衍生化单糖环境对衍生化产物的影响尤为 必要。分别移取 Fruc 和 Glu 水溶液 300 μL 于离心管 中,加入 300 μL 0. 3 mol / L PMP-甲醇溶液和 300 μL 0. 3 mol / L 的氢氧化钠溶液,涡旋混合,按 1. 3. 4 节方法进行衍生化实验。在 NaOH 环境下,PMP 衍 生化 Glu 和 Fruc 产物的总离子流色谱图及其对应 的质谱图,可观察到 PMP 衍生化 Glu 产物的 离子化信号很弱,其衍生化产物的加和离子 m / z 为 511,和一致。PMP 修饰果糖的衍生化产 物无信号,也一致。实验结果再次证 明,在 NaOH 的强碱性环境下,PMP 难以修饰果糖。 以氨水代替 NaOH,进一步考察在温和的NH3·H2O 环境下,PMP 能否衍生化果糖。
3 结论
在温和的 NH3·H2O 环境下,采用 PMP 衍生 化标记单糖,基于 HPLC-MS 联用技术,在正离子 SIM 模式下,成功确认和测定了果糖和多种醛单糖 (Man、Rha、Gal、Glu、Xyl、Ara、Rib)。首次提出在 温和的 NH3·H2O 条件下,PMP 标记果糖的衍生化 机理。以双糖为目标物,优化水热法酸催化水解多 糖的最佳水解温度(70 ℃)和水解时间(50 min), 建立了水热法水解多糖和温和氨水环境下 PMP 柱 前标记多糖水解产物中的果糖和多种醛单糖的确认 方法及含量测定方法,成功用于枸杞多糖水解产物 中单糖组分的确认及含量测定。