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生决明子结构及热变性研究

2023-05-19李明航于佳琳常美玲吴雨靓秦佳慧郭子祺李泽腾徐元媛

煤炭与化工 2023年3期
关键词:决明子变温酰胺

李明航,于佳琳,常美玲,吴雨靓,秦佳慧,郭子祺,李泽腾,徐元媛

(1.哈尔滨医科大学,黑龙江 哈尔滨 150081;2.石家庄学院 化工学院,河北 石家庄 050035)

0 引 言

决明(Cassia tora Linn.)为一年生亚灌木状草本,直立、粗壮、高1~2 m,叶长4~8 cm。决明生于山坡、旷野及河滩沙地上,在我国长江以南各省区普遍分布。决明原产于美洲热带地区,目前,在全世界热带、亚热带地区广泛分布。

生决明子为决明的干燥成熟种子。中医理论中阐述生决明子具有清肝热、润肠燥的作用。

辽宁中医药大学张杰等人采用HPLC 研究山菊降压片(菊花、山楂、夏枯草、盐泽泻、炒决明子、小蓟)中的生决明子代替炒决明子后,其中木犀草苷、绿原酸、黄决明素、橙黄决明素、大黄素、决明素、大黄素甲醚和大黄酚等8 个成分含有量的变化。

实验发现,在山菊降压片中,由生决明子代替炒决明子后,上述8 个成分的含量都有不同程度的降低,其中,大黄素甲醚和大黄酚的含量分别降低了2.8 倍和2 倍。研究表明山菊降压片中使用炒决明子较为合理。

福州市第二医院神经外科曹霞等人探讨了生决明子外敷神阙穴对防治神经外科患者便秘的疗效。临床结果发现,生决明子外敷神阙穴对防治神外患者的便秘有一定的成效,提高了患者的生活质量,减轻了患者的痛苦。

生决明子在临床医学领域的应用与其特殊的结构有关,但生决明子结构相关研究少见报道。中红外(MIR)光谱具有方便快捷的优点,主要应用于化合物结构研究领域,变温MIR 光谱则应用于化合物热变性研究领域,并能提供更加丰富的光谱信息。

本项目采用MIR 光谱及变温MIR 光谱分别开展了生决明子的结构及热变性研究,为生决明子在临床医学中的应用提供了重要的科学参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

生决明子:由河北省纽恩堂电子商务有限公司出品。

1.2 仪器与设备

(1)中红外光谱仪:Spectrum 100 型,美国PE 公司。

(2)ATR-FTIR 变温附件:Golden Gate 型,英国Specac 公司。

2 结果与分析

2.1 生决明子结构MIR 光谱研究

在温度为303 K 下,采用MIR 光谱开展了生决明子结构的研究,生决明子结构的MIR 光谱如图1 所示。

图1 生决明子结构的MIR光谱Fig.1 MIR spectrum of rawcassia seed structure

由图1 可以看出:

(1)在2 924.22 cm-1频率处的吸收峰归属于生决明子油脂结构的CH2不对称伸缩振动模式(νasCH2-生决明子)。

(2)在2 853.47 cm-1频率处的吸收峰归属于生决明子油脂结构的CH2对称伸缩振动模式(νsCH2-生决明子)。

(3)在1 732.06 cm-1(νC=O-1-生决明子)和1 718.17 cm-1(νC=O-2-生决明子)频率处的吸收峰归属于生决明子油脂结构的C=O 伸缩振动模式(νC=O-生决明子)。

(4)在1 560.19 cm-1(ν酰胺-Ⅱ-1-生决明子)和1 541.39 cm-1(ν酰胺-Ⅱ-2-生决明子)频率处的吸收峰归属于生决明子蛋白质结构的酰胺Ⅱ带特征吸收谱带(ν酰胺-Ⅱ-生决明子)。

(5)在1 094.79(νC-O-1-生决明子)、1 075.45(νC-O-2-生决明子)、1 047.35(νC-O-3-生决明子)和1 008.05 cm-1(νC-O-4-生决明子)频率处的吸收峰归属于生决明子多糖结构的C-O 伸缩振动模式(νC-O-生决明子)。

MIR 光谱并没有发现生决明子蛋白质结构的酰胺Ⅰ带特征吸收谱带(ν酰胺-Ⅰ-生决明子),这可能是因为对于结构复杂的生决明子,MIR 光谱的谱图分辨能力并不高。

研究发现,生决明子的有效成分主要包括多糖类结构、蛋白质结构及油脂结构。

2.2 生决明子结构变温MIR 光谱研究

生决明子结构官能团主要集中在3 000~2 800 cm-1、1 750~1 700 cm-1、1 700~1 600 cm-1和1 100~1 000 cm-14 个频率区间,因此,采用变温MIR 光谱,进一步开展了温度变化对于生决明子结构的影响。

相关光谱数据见表1。

表1 生决明子结构的变温MIR 光谱数据(303~393 K)Table 1 Variable temperature MIR spectrum data of of rawcassia seed structure(303~393 K)

续表

续表

2.2.1 第一频率区间生决明子结构的变温MIR 光谱研究

在温度为303~393 K 下,第一频率区间生决明子结构的变温MIR 光谱如图2 所示。

图2 第一频率区间生决明子结构的变温MIR光谱Fig.2 Variable temperature MIR spectrum of rawcassia seed structure in the first frequency range

由图2 可以看出,随着测定温度的升高,生决明子油脂结构νasCH2-生决明子和νsCH2-生决明子对应的红外吸收频率并没有发生规律性的改变,但红外吸收的强度进一步降低。

2.2.2 第二频率区间生决明子结构的变温MIR 光谱研究

在温度为303~393 K 下,第二频率区间生决明子结构的变温MIR 光谱如图3 所示。

图3 第二频率区间生决明子结构的变温MIR光谱Fig.3 Variable temperature MIR spectrum of rawcassia seed structure in the second frequency range

由图3 可以看出,随着测定温度的升高,生决明子油脂结构νC=O-1-生决明子对应的红外吸收频率并没有发生规律性的改变,但红外吸收的强度进一步降低。在393 K 温度条件下,生决明子油脂结构νC=O-2-生决明子-393K对应的吸收峰进一步消失。

2.2.3 第三频率区间生决明子结构的变温MIR 光谱研究

在温度为303~393 K 下,第三频率区间生决明子结构的变温MIR 光谱如图4 所示。

图4 第三频率区间生决明子结构的变温MIR光谱Fig.4 Variable temperature MIR spectrum of rawcassia seed structure in the third frequency range

由图4 可以看出,生决明子蛋白质结构ν酰胺-Ⅱ-生决明子对应的结构对于温度变化比较敏感:

(1)在333 K 的温度下,生决明子蛋白质结构对应的吸收峰消失。

(2)在343 K 的 温度下,1 560.10 cm-1(ν酰胺-Ⅱ-1-生决明子-343K)和 1 540.87 cm-1(ν酰胺-Ⅱ-2-生决明子-343K)频率处进一步发现生决明子的蛋白质结构ν酰胺-Ⅱ-生决明子。

(3)在313 K 的温度下,1 681.88 cm-1(ν酰胺-Ⅰ-1-生决明子-313K)和1 651.29 cm-1(ν酰胺-Ⅰ-2-生决明子-313K)频率处发现了生决明子蛋白质结构酰胺Ⅰ带的特征吸收谱带(ν酰胺-Ⅰ-生决明子-313K)。

(4)在383 K 的温度下,生决明子蛋白质结构ν酰胺-Ⅰ-生决明子-383K对应的吸收峰消失。

(5)在393 K 的 温度下,1 687.72 cm-1(ν酰胺-Ⅰ-1-生决明子-393K)和1 655.07 cm-1(ν酰胺-Ⅰ-2-生决明子-393K)频率处又发现了生决明子的蛋白质结构ν酰胺-Ⅰ-生决明子-393K。

2.2.4 第四频率区间生决明子结构的变温MIR 光谱研究

在温度为303~393 K 下,第四频率区间生决明子结构的变温MIR 光谱如图5 所示。

图5 第四频率区间生决明子结构的变温MIR光谱Fig.5 Variable temperature MIR spectrum of rawcassia seed structure in the fourth frequency range

由图5 可以看出:

(1)随着测定温度的升高,生决明子多糖结构νC-O-生决明子对应的红外吸收频率发生红移趋势,但红外吸收的强度进一步降低。

(2)随着测定温度的升高,生决明子油脂结构(νasCH2-生决明子、νsCH2-生决明子、νC=O-生决明子)、蛋白质结构(ν酰胺-Ⅰ-生决明子和ν酰胺-Ⅱ-生决明子)和多糖结构(νC-O-生决明子)对应的吸收强度都有明显的降低。研究认为,生决明子的油脂结构、蛋白质结构和多糖结构对于温度变化比较敏感,例如低沸点油脂结构的挥发,蛋白质及多糖结构的进一步破坏。

所以,生决明子在炮制熟决明子过程中,其温度的控制尤为重要,传统炮制更需要有多年经验的药工来操作。

而采用MIR 光谱及变温MIR 光谱,在重要的温度点进行生决明子炮制的质量监控,则是一个很好的替代方法,并具有重要的应用前景。

3 结 语

生决明子结构的红外吸收模式主要包括νasCH2-生决明子、νsCH2-生决明子、νC=O-生决明子、ν酰胺-Ⅰ-生决明子、ν酰胺-Ⅱ-生决明子和νC-O-生决明子,生决明子的有效成分主要包括多糖类结构、蛋白质结构及油脂结构。随着测定温度的升高,生决明子结构中的主要官能团(νasCH2-生决明子、νsCH2-生决明子、νC=O-生决明子、ν酰 胺-Ⅰ-生决明子、ν酰胺-Ⅱ-生决明子和νC-O-生决明子)对应的吸收频率存在着较大的差异性,生决明子的热稳定性进一步降低。

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