中药多糖分析方法的研究进展

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1、中药多糖分析方法的研究进展【关键词】多糖；,,中药；,,分析方法　　摘要：中药多糖是中草药的主要活性成分，所以它的结构研究是揭示其构效关系的基础。该文比较全面综述了原子力显微镜法（AFM）、气相色谱法（GC）质谱法（MS）、核磁共振方法（NMR）等检测手段在多糖结构分析中的应用研究进展。　　关键词：多糖；中药；分析方法　　多糖是由单糖连接而成的多聚物，它的化学结构是其生物活性的基础，多糖化学结构复杂，因此具有装载丰富生物信息的能力。而中草药作为我国的传统药物，长期以来由于有效成分及其结构和功能不

2、清楚而制约了它的发展，尤其是中草药中一个重要成分―多糖及糖蛋白，其一级和二级结构也一直未进行深入系统的研究。近几年来，多糖研究与中医药理论紧密结合，取得了不少成就。中药多糖因具有增强机体免疫力及抗肿瘤等药理作用，而且几乎没有毒副作用，越来越引起国内外科研工作者的兴趣，并成为当前的研究热点。多糖的生理过程与它的结构是密切相关的，所以多糖的结构研究就直接影响生命科学中前沿科学的发展，多糖结构的测定也就成了研究的热点。多糖可以说是最复杂的生物大分子，它包括糖基的组成、糖基排列顺序、相邻糖基的连接方式、

3、异头碳构型以及糖链有无分支、分支的位置及长短等，多糖骨架链间以氢键结合的各种聚合体，糖单位的羟基、羧基、氨基以及硫酸基之间的非共价键相互作用，多聚链间非共价键结合形成的聚集体［1］。从化学观点来看，结构的复杂性无疑给寡糖链的结构测定和化学合成带来了很多困难。目前多糖的结构分析的手段很多，包括化学、物理和生物方法。近年来随着现代仪器分析技术的发展，科研工作者在中药多糖高级结构方面取得了重要进展，本文在介绍生物活性多糖结构的研究方法的同时，对有关的研究进展进行了综述。　　1原子力显微镜（AFM）　　

4、AFM是在扫描隧道显微镜基础上发展起来的，是基于量子力学理论中的隧道效应。它使用一个尖锐的探针扫描样品的表面，通过检出及控制微传感探针与被测表面之间的相互作用对被测表面进行扫描测量。AFM在多糖方面的研究相对于DNA、蛋白质等生物大分子起步较晚，研究难度大，原因是多糖分子往往带有支链，分子的均一性及线性不如DNA或蛋白质好，相对而言所得图像分辨率较差。但近年从单个多糖分子的高级结构到多糖胶体及细胞壁中多糖聚集体用AFM研究的文章相继有报道，并取得了一些有价值的进展。马秀俐等［2］用AFM对西洋参

5、多糖（PPQ-d）的微观形貌进行观察，发现PPQ-d呈多股紧密并行螺旋形排列，这种现象是由于该多糖中所含糖醛酸发生糖链间氢键缔合所致。还有其他学者运用AFM对果胶［3］、黄原胶［4］、虫草多糖［5］等多糖大分子物质进行了单分子或分子间网络结构的观察，同时也对纤维素衍生物的单晶结构也有相关的报道［6］。除了上述运用AFM对多糖分子进行直接观察外，还可以运用某些间接手段分析多糖分子的结构，如阿拉伯木聚糖具有及其复杂的分子结构，通过酶作用前后其分子形貌学上的差异来研究这些酶与阿拉伯木聚糖的结合位点以及

6、一系列其他数据，进而探索其复杂的支链结构以及这些结构对结合酶的能力的影响［7］。另外，单分子力谱是基于AFM的新型实验技术，可用于研究大分子的力扩展谱，了解其弹性。而多糖的弹性受吡喃环的力诱导构象转变的支配，这些转变在力扩展谱中表现为吡喃环的稳定构象和这类糖苷键的特征，所以通过力扩展谱能识别溶液中的单个多糖分子，这是其它色谱技术所做不到的。目前已得到生物大分子如葡聚糖［8］、黄原胶［9］的详尽力谱，为深入研究多糖结构与功能的关系奠定了基础。　　2气相色谱（GC）　　气相色谱是多糖结构分析中最重要

7、的手段之一，它与质谱联用可以得出有关单糖残基类型、键接方式、糖的序列和糖环形式、聚合度等多种结构信息。魏芸等［10］用气相色谱法对羊肚菌多糖中的2种多糖MEP-SP2和MEP-SP3组成的分析结果表明，MEP-SP2由甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖残基为重复单元组成，摩尔比为1.75∶4.13∶0.71∶0.68；MEP-SP3由木糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、阿拉伯糖和半乳糖残基为重复单元组成，摩尔比为3.58∶14.9∶3.85∶1.77∶51.3∶0.53。张艳萍等［11］用气相色谱方法分析

8、奇蒿多糖的单糖组成，结果表明，奇蒿多糖是由海藻糖、木糖、甘露糖、果糖和未知糖组成的杂多糖。研究表明GC分析具有高分离效能、高检测效能的特点，利用气相色谱测定多糖的单糖组成具有操作简便，分析结果准确的优点。尤其是对于样品含量较低的组分，有其独特之处。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聚糖的分析，而且能鉴别出糖的异构体。陈帆等［12］将羊栖草多糖用甲醇沉淀得到五种多糖，加入硅烷化试剂衍生，摇匀后进行气相色谱与质