杜仲糖类成分的气相色谱质谱联用分析
作者:周正礼,李峰,李静文
作者单位:(山东中医药大学药学院,山东 济南 250355)
《时珍国医国药》 2010年 第6期
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【摘要】
目的研究杜仲的糖类成分,为杜仲开发利用提供实验依据。方法提取杜仲的游离糖成分和多糖成分,用三氟乙酸将多糖水解,依次加入盐酸羟胺、吡啶和乙酸酐进行乙酰化反应,测定杜仲游离糖成分和多糖成分的GC-MS图,分析杜仲的糖类成分。结果通过质谱分析,确定杜仲含有D-木糖、D-核糖、D-阿拉伯糖、D-木糖醇、D-呋喃葡萄糖,α-D-吡喃葡萄糖,β-D-吡喃甘露糖、葡萄糖醇、肌醇、纤维二糖、曲二糖和蔗糖等糖类成分。结论杜仲中的糖类成分种类丰富,气相色谱和质谱联用技术能够有效地分析杜仲的糖类成分。
【关键词】 杜仲; 游离糖; 多糖; 气相色谱-质谱
Analysis of Carbohydrate Components of Cortex Eucommiae by Gas chromatography-mass
ZHOU Zhengli,LI Feng,LI Jingwen
(College of Pharmacology of Shandong University of TCM,Shandong Jinan 250355,China)
Abstract:ObjectiveTo study the carbohydrate components of Cortex Eucommiae and provide experimental evidence for the exploitation of Cortex Eucommiae.MethodsThe free sugar and polysaccharides of Cortex Eucommiae were extracted,then the polysaccharides were hydrolyzed with trifluoroacetic acid(TFA) and followed by adding hydroxylamine hydrochloride,pyridine and acetic anhydride acetylation for reaction.After that,Gas chromatography-mass(GC-MS) spectrometry of free sugar and polysaccharides was seasured.ResultsThe carbohydrate components of Cortex Eucommiae consist of D-xylose,D-ribose,D-arabinose,D-xylitol,D-glucofuranose,α-D-glucopyranos-e,β-D-mannopyranose,D-glucitol,cellobiose,kojibiose and sucrose.ConclusionThere are many kinds of carbohydrates in Cortex Eucommiae and the GC-MS method can analyze the sugar composition of Cortex Eucommiae effectively.
Key words: Cortex Eucommiae; Free sugar; Polysaccharide; Gas chromatography-mass
杜仲系杜仲科植物杜仲Eucommia ulmoides Oliv.的干燥树皮,主产于湖北、四川、贵州、云南、陕西等地[1],性温,具有补肝肾、强筋骨、降血压、安胎等诸多功效[2]。杜仲的糖类成分是近年来发现的杜仲的又一活性成分。现代药理研究表明糖类成分有提高免疫力、抗肿瘤、抗衰老等作用[3]。本文参考相关文献[4~7],利用气相色谱和质谱联用技术测定了杜仲的游离糖和多糖成分,为杜仲药材的进一步开发利用提供了实验依据。
1 材料与仪器
1.1 药材杜仲药材购于四川省绵阳市,批号20071208,经山东中医药大学鉴定教研室李峰教授鉴定为道地药材。
1.2 试剂三氟乙酸购自国药集团化学试剂有限公司,批号F20080801;盐酸羟胺购自国药集团化学试剂有限公司,批号F20070625;吡啶购自天津市广成化学试剂有限公司,批号20081102;乙酸酐购自淄博化学试剂厂,批号20081202;试剂均为AR级。
1.3 仪器GC6890N+5975I型气相色谱-质谱联用仪(美国安捷伦公司);RE-52AA型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);FA100小型粉碎机(北京市永光明医疗仪器厂);DZKW-C型仪表恒温水浴锅(上海树立仪器仪表有限公司);FA2004型电子分析天平(上海良平仪器有限公司)。
2 方法与结果
2.1 游离糖的提取杜仲药材粉碎,过60目筛,取5.0 g置于索式提取器中,圆底烧瓶加入20倍的石油醚加热回流2 h后,挥干石油醚,干燥。再加入20倍的乙醚回流2 h,挥干乙醚,干燥。加入200 ml蒸馏水100℃回流2 h,过滤后药渣再加入200 ml蒸馏水100℃回流2 h,合并两次滤液,60℃减压浓缩至干,110℃烘箱中干燥3 h,放入干燥器中备用。
2.2 多糖的提取取上述经粉碎过筛的杜仲样品20 g,滤纸包好置于索式提取器中,分别用20倍石油醚、乙醚、80%乙醇各回流提取4 h,药渣挥干溶剂,用20倍蒸馏水回流提取4 h,提取液浓缩至一半体积,滤液加入无水乙醇使含醇量达80%,静置过夜,滤过,残渣用乙醚、丙酮、无水乙醇反复洗涤数次,得杜仲多糖,置硅胶干燥器中,干燥备用。
2.3 游离糖糖供试品的制备取上述“2.1”项提取的游离糖干燥品10 mg,于90℃烘箱中干燥12 h除尽水分,加入10 mg盐酸羟胺,0.6 ml吡啶90℃水浴30 min,冷却后加入1.6 ml乙酸酐,继续90℃水浴反应30 min,备用。
2.4 多糖供试品的制备取上述“2.2”项提取的多糖样品10 mg,加入2 mol·L-1的三氟乙酸6 ml,100℃水浴水解8 h,60℃减压蒸干,加入甲醇少许减压蒸干,反复3次除去三氟乙酸,90℃烘箱中干燥12 h除尽水分,加入10 mg盐酸羟胺,0.6 ml吡啶90℃水浴30 min,冷却后加入1.6 ml乙酸酐,继续90℃水浴反应30 min,备用。
2.5 色谱条件DB-5型石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);进样口温度250℃;流量1ml·min-1;升温程序:120℃保持3 min,至250℃每分钟升温8℃,250℃保持10 min;质谱:EI源,电离电压70 eV;检测器:FID检测器,温度220℃;进样量0.2 μl,分流比30∶1,扫描范围20~600 amu。
2.6 杜仲糖类成分的GC-MS图见图1~2。
2.7 杜仲游离糖及杜仲多糖乙酰化衍生物GC-MS分析结果见表1~2。表1 杜仲游离糖乙酰化衍生物GC-MS分析结果,表2 杜仲多糖乙酰化衍生物GC-MS分析结果(略)。
杜仲游离糖的总离子流图,如图1所示,其质谱解析结果列于表1,经碎片分析并利用标准质谱NIST库进行检索,图1中的13个色谱峰被确定为游离糖的乙酰化衍生物,从表1的峰面积百分比看出,蔗糖所占的比例最大,为59.21%。葡萄糖所占比例和种类较多,另外D-木糖、D-核糖、D-阿拉伯糖、D-木糖醇、β-D-吡喃甘露糖、肌醇、纤维二糖、曲二糖也占有一定比例。
杜仲多糖的总离子流图,如图2所示,其质谱解析结果列于表2,经解析,图2中的6个色谱峰被确定为单糖的乙酰化衍生物。从结果发现,杜仲多糖是由D-木糖、D-核糖、D-阿拉伯糖、D-呋喃葡萄糖、α-D-吡喃葡萄糖和D-葡萄糖醇等6种单糖组成,其中D-呋喃葡萄糖所占比例最大,为36.79%。
3 讨论
植物中的游离糖和多糖的种类众多,并且结构复杂,提取和分离比较困难,因此必须寻求一种高效分离和高灵敏度检测方法。气相和质谱联用技术是目前国际上分析糖类的有效手段,由于糖类成分没有足够的挥发性,因此进行气相分析时,必须将其衍生化成具有挥发性的衍生物,乙酰化是最常用的衍生化方法,得到的糖类衍生产物没有异构峰的产生,具有定性和定量准确的优点。
杜仲的游离糖种类丰富,其多糖由6种不同的单糖组成。本文从初生物质的角度研究了杜仲发挥药效可能的物质基础,如果进一步结合其他初生物质,例如,蛋白质和脂肪等,建立杜仲药材初生物质的数据分析体系,有利于杜仲药材的进一步开发利用。
【参考文献】
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[5]张平,俞智熙.乙酰化莼菜多糖中单糖组分的GC-MS分析[J].武汉工程大学学报,2008,30(4):37.
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