气相色谱质谱法分析研究野生菱角壳中多糖化合物的单糖组成百精Word文档下载推荐.docx

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本研究首次从野生菱角壳中提取分离出多糖,并对多糖的单糖组成进行了深入的研究[6,7]

为进一

步开发和利用野生菱角资源提供了科学依据。

2　实验部分

2.1　样品、试剂与仪器

市售的菱角去仁后,壳晒干,粉碎备用。

单糖及双糖标准物质（半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖、甘

露糖、葡萄糖、乳糖和蜜二糖均购自ChemService,纯度大于98%。

所用化学试剂除甲醇和乙醇为色谱纯外,其余均为分析纯。

UV22501PC紫外光谱仪（日本岛津公司;

NicoletMagna560傅里叶变换红外光谱仪（美国尼高力公

司;

VarianUnityPlus600核磁共振波谱仪（美国瓦里安公司;

HP6890和HP5973气相色谱2质谱联用仪（美国安捷伦公司。

2.2　实验方法

（1多糖化合物的提取及纯化方法　称取800g洗净晒干的菱角壳,加入1∶1的乙醇2乙醚混合液,65℃水浴回流1~3h去脂;

残渣中加水,90~100℃水浴提取4~6h,更换清水反复提取2~3次,合并

深红色多糖提取液,过滤,浓缩。

向提取液加入3/7倍体积的乙醇,离心分离沉淀,冻干得多糖粗品F1。

向上清液中加入1.0倍体积的乙醇,离心分离沉淀,冻干得多糖粗品F2。

依此方法,向上清液中先后加入1.5和4.0倍体积乙醇,分别得到多糖粗品F3和F4。

若直接向原多糖提取液中加入4倍体积的无水乙醇,则得到混合多糖粗品F5。

用Sevag法除去多糖粗品中的蛋白质,H2O2法除去色素,透析72h后,浓缩,冻干,即得多糖纯品;

（2多糖的水解　取多糖样品10mg于安瓶中加入3moL/L三氟乙酸2mL,

第33卷

2005年1月　　　　　　　　　　　　分析化学（FENXIHUAXUE　研究简报ChineseJournalofAnalyticalChemistry　　　　　　　　　　　　

第1期

73~76

密封后在120℃恒温中水解6h,用氮气吹干三氟乙酸,加甲醇并吹干,水解产物加入0.6mL0.05mol/LNaOH溶液,再加5mgNaBH4,室温下反应8~10h,加少许乙酸分解过量的NaBH4,至无气泡产生为止。

蒸干反应液,以酸性甲醇洗涤反应产物,蒸干甲醇液,重复3~4次以除去硼酸根,最后加入甲醇蒸干并于烘箱中105℃除净水分;

（3乙酰化衍生法　取水解得的单糖3mg,加入0.5mL吡啶,1mL乙酸酐,加热2h,冷却后加甲苯2mL,用N2吹干,加入氯仿,蒸馏水洗涤,用N2。

此乙酰化的单糖醇用CHCl3稀释后进行气相色谱2质谱分析;

（46mg,加吡啶0.6mL,六甲基四硅胺烷0.2mL,0.,谱2质谱分析。

2.3　GC2MS分析条件

HP25（,（0mmi.d.,0.25μm;

EI源,电子能量70eV,,接口温度270℃,载气氦气流速1.2mL/min,分流比20∶1,:

/min

15015℃/min

260℃（40min。

3　3.1　菱角壳提取物中多糖的鉴定分析

Molisch实验:

硫酸和多糖溶液分为两层,层与层之间有紫色环出现。

说明提取物确含糖。

混合多

糖F5纯品的FT2IR谱图见图1。

谱图中多处可见到多糖的特征峰,如:

3435cm

-1

2924cm-1

的吸收峰

分别为H,H的伸缩振动峰,1193cm-1

1037cm-1

处的吸收峰是多糖中O,C

的伸缩振动和OH的弯曲振动特征峰,在1000~700cm-1

的吸收峰则是α2和β2吡喃单糖形成的特征。

混合多糖F5纯品的1

HNMR谱图见图2。

谱图中δ3.5~

δ5.5之间可见多个糖质子的响应信号峰,其中δ4.605、δ4.

7和δ4.9223个峰是β2吡喃环上的质子信号,而δ5.238、

δ5.348、δ5.446、

δ5.465和δ5.515则可能来自于α2吡喃环上的质子,由此可见,此多糖可能是由多种单糖组成。

3.2　菱角壳多糖中单糖组成的确定

样品F1~F4水解产物的乙酰化衍生物经气相色谱2质谱分析,通过与标准色谱图对照比较和质谱碎片解析,确定了其单糖组成及摩尔比,结果列于表1。

表1数据表明,4种多糖分别由不同摩尔比的几种单糖（如阿拉伯糖、鼠李糖、木糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖和二糖（乳糖、蜜二糖组成,其中多糖F2~F4的单糖组成相同,只是摩尔比略有不同;

而F1则由5种单糖和2种二糖组成。

葡萄糖,半乳糖和甘露糖在4种多糖中占的比例较大,是菱角多糖的主要成分。

　图1　混合多糖F5的傅里叶变换红外光谱图

Fig.1　Fouriertransforminfraredspectrogramofpolysac2charideF5

　图2　混合多糖F5的1H核磁共振谱图（600MHz,60℃

Fig.2　1

HnuclearmagneticresonancespectrumofF5recordedat600MHzand60℃

　　混合多糖样品F5的甲基硅烷化衍生物的GC2MS总离子流图见图3。

其质谱解析结果列于表2。

经碎片分析并利用标准质谱NIST库进行检索,图3中11个色谱峰被确认为单糖的甲基硅烷化衍生物。

由于在衍生化过程中α型和β型吡喃和呋喃异构体的生成,同一单糖可以生成几种衍生物。

因此,只检出5种单糖,其中包括两种戊糖（阿拉伯糖和木糖,3种己糖（甘露糖,半乳糖和葡萄糖。

从表2中的峰面积百

47　　

分析化学第33卷

分比数据还可以看出,葡萄糖、半乳糖、木糖和甘露糖在该混合多糖中所占的比例较大,是菱角多糖的主要成分,这与乙酰化分析的结果基本一致。

表1　4种多糖的乙酰化衍生物气相色谱2质谱分析结果

（

多糖Fractions保留时间

Retention

time（min

摩尔比

Molarratio

单糖衍生物

Derivativesofmonosaccharide

相似度Analogy（%

F16.931.5阿拉伯糖Arabinose917.071.1鼠李糖Rhamnose937.241.31,2,3,4,52五2O2乙酰化D3,4,22ol939.221六乙酰化D2甘D939.472.8D2葡9517.192.Lactose9117.3190F2D2甘露糖醇D2Mannitol,hexaacetate942.六乙酰化半乳糖醇Galactitol,hexaacetate959.10.5六乙酰化D2葡萄糖醇D2Glucitol,hexaacetate97F39.221六乙酰化D2甘露糖醇D2Mannitol,hexaacetate959.332.08六乙酰化半乳糖醇Galactitol,hexaacetate959.418.5六乙酰化D2葡萄糖醇D2Glucitol,hexaacetate97F49.211六乙酰化D2甘露糖醇D2Mannitol,hexaacetate949.322.9六乙酰化半乳糖醇Galactitol,hexaacetate969.404.3六乙酰化D2葡萄糖醇D2Glucitol,hexaacetate96

表2　混合多糖F

5

三甲基硅烷化衍生物分析结果

Table2　AnalysisresultsoftrimethylsilylmethylglycosidederivativesofhydrolyzedF

保留时间tr（min

分子式

Molecular

formula

分子量

weight

相似度

Analogy

（%

峰面积百分比Peakarea（%

20.72C17H42O5Si4438.21,2,3,42四2氧2（三甲基硅烷基2β2L2吡喃阿拉伯糖

β2L2Arabinopyranose,1,2,3,42tetrakis2O2（trimethylsilo2900.04

21.30C16H38O5Si3394.2甲基22,3,42三2氧2（三甲基硅烷基262去氧基2α212吡喃甘

露糖苷α2lMannopyranoside,methyl62deoxy22,3,42tris2O2

（trimethylsilyl2

940.09

21.89C16H38O5Si3394.2甲基22,3,42三2氧2（三甲基硅烷基262去氧基2β212吡喃半

乳糖苷β2l2Galactopyranoside,methyl62deoxy22,3,42tris2O2

890.04

22.80C15H36O5Si3380.2甲基22,3,42三2氧2（三甲基硅烷基2α2D2吡喃木糖苷

α2D2Xylopyranoside,methyl2,3,42tris2O2（trimethylsilyl2960.31

23.15C19H46O6Si4482.2甲基22,3,4,62四2氧2（三甲基硅烷基2α2D2吡喃木糖苷

α2D2Mannopyranoside,methyl2,3,4,62tetrakis2O2（trimethyl2

silyl2

940.16

25.13C19H46O6Si4482.2甲基22,3,4,62四2氧2（三甲基硅烷基2β2D2吡喃半乳糖苷

β2D2Galactopyranoside,methyl2,3,4,62tetrakis2O2（trimethyl2

9450

25.85C19H46O6Si4482.2甲基2四2氧2（三甲基硅烷基2α2D2半乳糖苷

α2D2Galactoside,methyltetrakis2O2（trimethylsilyl2960.24

26.40C19H46O6Si4482.21,2,3,42四2氧2（三甲基硅烷基262氧2甲基2β2D2吡喃葡萄

糖β2D2Glucopyranose,62O2methyl21,2,3,42tetrakis2O2trim2

ethylsilyl2

930.07

26.87C19H46O6Si4482.22,3,4,62四2氧2（三甲基硅烷基2α2D2吡喃葡萄糖苷α2D2

Glucopyranoside,methyl2,3,4,62tetrakis2O2（trimethylsilyl2991.20

27.17C19H46O6Si4482.2甲基22,3,4,62四2氧2（三甲基硅烷基2β2D2吡喃葡萄糖苷

β2D2Glucopyranoside,methyl2,3,4,62tetrakis2O2（trimethyl2

970.52

27.81C24H62O6Si6614.31,2,3,4,5,62六2氧2（三甲基硅烷基2D甘露醇D2Manni2

tol,1,2,3,4,5,62hexakis2O2（trimethylsilyl2920.0457

第1期尚庆坤等:

气相色谱2质谱法分析研究野生菱角壳中多糖化合物的单糖组成　　

图3　F

.3chr2spectrometric（GC2MStotalioncurrentprofileof

theglycosidederivativesoffraction5

1　BletonJ,P,SansouletJ,GoursaudS,TchaplaA.JournalofChromatography,1996,720:

27~49

2　CardosoSM,SilvaAMS,CoimbraMA.CarbohydrateResearch,2002,337:

917~924

3　DocoT,O′NeillMA,PellerinP.CarbohydratePolymers,2001,46:

249~259

4　FuDT,O′NeillRA.Anal.Biochem.,1995,227:

377~384

5　LiYongchun（李永春,WangShuqi（王树歧,LiuRuchen（刘汝琛,XuDeliang（许德良,ZhangDingchen（张鼎臣.DictionaryofChineseHerbalistDoctor,FasciculeofChineseTraditionalMedicine（中医大辞典中药分册.1sted.（第一版,Beijing（北京PeopleSanitationPress.（人民卫生出版社1980:

313

6　OsbornHMI,LocheyF,MosleyL,ReadD.J.Chromatogr.A,1999,831:

267~276

7　ZhangLina（张俐娜,DingQiong（丁　琼,ZhangPingyi（张平义,FengHanqiao（冯汉桥.Chem.J.ChineseUniversities（高等学校化学学报,1997,6:

990~993

StudiesoftheMonosaccharideinPolysaccharidesoftheHullofNaturalWaterChestnutbyGasChromatograpahy2MassSpectrometryShangQingkun,LiDeqian3

（KeyLaboratoryofRareEarthsChemistryandPhysics,ChangchunInstituteofAppliedChemistry,

ChineseAcademyofSciences,Changchun130022

XuanYushi,YanJichang,ChuRenhe,LiuXinzeng

（TestandAnalysisCenterofChemicalSeminary,North2eastNormalUniversity,Changchun130024

Abstract　Fourpolysaccharidesprecipitatedbyethanolfromthehullofwaterchestnutarereported.Themonosaccharidecompositionshavebeendeterminedbytheirretentiontimesandcharacteristicgaschromatogra2phy2massspectrometryfragmentationpatterns.Thepolysaccharidesarecomposedofarabinose,rhamnose,xylose,mannose,galactose,glucose,lactoseandmelibiose.Themajormonosaccharidecomponentsaredeter2minedasglucose,galactose,monoseandxylose.

Keywords　Polysaccharide,gaschromatography2massspectrometry,monosaccharide

（Received25December2003;

accepted31March200467　　分析化学第33卷