一种中药多糖结构特征指纹图谱及其构建方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种中药多糖结构特征指纹图谱及其构建方法和应用。本发明专利技术将从中药材中提取并纯化的多糖进行高碘酸氧化和Smith降解之后采用GC‑MS检测降解产物及未降解产物，建立不同来源的中药多糖结构特征指纹图谱，通过特征峰的峰面积比值和相似度值实现对未知样品进行区分；依据降解产物和未降解产物的种类和含量，反向演绎中药多糖糖残基的连接位置和顺序。本发明专利技术对中药多糖采用Smith降解，降解条件温和、重现性好，具有结构特异性；所建立的降解产物和未降解产物指纹图谱，能够反映中药多糖的结构信息，具有专属性强，重复性好，结果可靠等优点。

A fingerprint of polysaccharide structure of traditional Chinese medicine and its construction method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种中药多糖结构特征指纹图谱及其构建方法和应用
本专利技术涉及多糖指纹图谱及其构建方法和应用，尤其涉及不同中药材来源的多糖结构指纹图谱及其构建方法，本专利技术进一步涉及将所构建的中药多糖结构指纹图谱应用于不同来源的中药材多糖的结构分析或鉴别，属于中药多糖结构特征指纹图谱的构建及其应用领域。
技术介绍
碘酸氧化和Smith降解技术是一种常用的多糖单体化合物结构分析技术，具有灵敏度高，结构特征性强，可实现多糖结构预判等特点，碘酸氧化和Smith降解技术的具体反应原理如图1所示。多年来，高碘酸氧化和Smith降解技术仅被应用于多糖单体结构分析，与甲基化分析技术一起被称为多糖结构研究中不可或缺的技术，然而，该项技术并没有应用于中药或多糖提取物的鉴别和质量评价。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种中药多糖结构特征指纹图谱；本专利技术的目的之二是提供一种构建所述中药多糖结构特征指纹图谱的方法；本专利技术的目的之三是将所构建的中药多糖结构特征指纹图谱应用于不同来源的中药多糖的鉴别。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种中药多糖结构特征指纹图谱，其通过以下方法构建得到:(1)从中药材中提取并纯化得到多糖；(2)将多糖采用高碘酸氧化后再采用Smith降解方法进行解聚；(3)将所得的产物经衍生化反应采用GC-MS分析检测中药材多糖的降解产物和未降解产物信息(数据)；(4)将步骤(3)通过GC-MS分析所得到降解产物信息(数据)以及未降解产物信息(数据)导入中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版分别建立不同中药材来源的多糖降解产物的标准结构指纹图谱和未降解产物的标准结构指纹图谱，并计算标准指纹图谱。本专利技术中所述的中药材包括但不限于人参属、五味子属或黄芪属等中药材；其中，所述的人参属药材包括但不限于人参、三七或西洋参。步骤(1)中提取多糖的方法优选采用超声辅助热水浸提法从中药材中提取多糖；进一步优选的，所述的提取温度为70℃，超声功率为100Hz，超声时间为30min。所述的纯化方法优选是：将提取浸提液浓缩后用75％乙醇沉淀析出中药多糖，采用Savage法除去蛋白质，最后采用流水透析法除去小分子杂质，冷冻干燥。步骤(2)中所述的高碘酸氧化包括：向多糖中加入高碘酸钠及蒸馏水，闭光反应至光密度值不在变化，采用乙二醇中和过量高碘酸，流水透析，透析液浓缩至干；作为参考，所述的高碘酸氧化的反应条件优选为：10mg中药多糖，50mM高碘酸钠，8ml蒸馏水；完全酸水解条件为2M三氟乙酸，110℃，4h。步骤(2)中所述的Smith降解包括四氢硼纳还原和酸水解这两步反应，使中药多糖产生稳定的降解产物和未降解单糖；其中，所述中药多糖降解产物主要包括：乙二醇、甘油、赤藓醇和其异构体；中药多糖非降解产物主要包括：阿拉伯糖、木糖、核糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸。作为参考，所述的四氢硼纳还原的条件优选为：每1ml样品溶液中，加入10mg四氢硼钠和10μL氨水，室温静置一宿。本专利技术中所述盐酸甲醇溶液优选为1％(v)的盐酸甲醇溶液。步骤(3)中所得产物经糖醇硅醚化衍生化反应后采用GC-MS分析；采用，GC-MS检测技术可以一次色谱同时检测降解产物和未降解产物，也可以通过两次色谱分别检测降解产物和未降解产物。步骤(4)中通过《中药色谱指纹图谱相似性评价系统(2004A版)专业软件进行分析产生相应的标准指纹图谱并计算相似度。将本专利技术所建立的标准结构指纹图谱代入中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004B版，计算相似度值，确定特征峰的峰面积比值或依据降解产物和未降解产物的种类和含量能够对未知样品进行区分和辨别：特征峰峰面积的比值是一个有价值的鉴别参数，可以用于直观的多糖辨别；通过比较中药多糖降解产物和未降解产物的标准结构指纹图谱，可以直观的确定特征峰，通过特征峰的峰面积比值可以更加快速的得到中药多糖的辨别。譬如，对比南北五味子属多糖的降解产物结构指纹图谱，北五味子中峰2(甘油)和3(赤藓醇)的比值范围为1.2-1.7，而南五味子中峰2(甘油)和3(赤藓醇)的比值范围为0.7-0.9，特征峰的比值可以作为一个更加简单、直观的鉴别参数。将所建立的标准结构特征指纹图谱与单糖组成指纹图谱对比，依据降解产物和未降解产物的种类和含量，反向演绎中药多糖糖残基的连接位置和顺序，能够应用于不同来源的人参属多糖、黄芪属多糖和五味子多糖的鉴别：如果降解产物中存在乙二醇，则说明中药多糖结构中存在1→4位和1→6位的糖苷连接；如果降解产物中存在甘油，则说明中药多糖结构中存在1→2位和1→6位的糖苷连接；如果降解产物中存在赤藓醇，则说明中药多糖结构中存在1→4位的糖苷连接；如果未降解产物中存在大量的或微量单糖，则说明中药多糖结构中该单糖存在大量或微量的1→3位的糖苷连接。本专利技术通过对多糖进行高碘酸氧化和Smith降解，经四氢硼钠还原-六甲基二硅胺烷-三甲基氯硅烷进行衍生化，采用GC-MS检测降解产物及未降解产物，建立基于降解产物和未降解产物的中药多糖结构特征指纹图谱。采用高碘酸氧化技术解聚中药多糖，只要多糖化学结构中存在邻二羟基和邻三羟基，一定能够发生高碘酸氧化反应，不同中药多糖高碘酸氧化到达终点可能需要时间不同；依据降解产物和未降解产物的种类和含量，可以反向演绎中药多糖糖残基的连接位置和顺序，并应用于不同来源的人参属多糖、黄芪属多糖和五味子多糖的鉴别。与单糖组成指纹图谱相比，本专利技术所采取的多糖降解条件温和、重现性好，具有结构特异性，所建立的降解产物和未降解产物指纹图谱，在一定程度上能够反映中药多糖的结构信息。本专利技术首次通过中药多糖高碘酸氧化和Smith降解技术的GC-MS指纹图谱鉴定不同来源的中药多糖提取物，本专利技术方法具有专属性强，重复性好，结果可靠等优点，为不同来源的中药多糖进一步深入研究奠定理论基础，为今后系统完整的不同来源中药多糖鉴别研究工作打下基础。同时，亦为不同来源中药多糖鉴别研究和质量评价提供了一个新的发展方向。附图说明图1高碘酸氧化和Smith降解技术的反应原理图。图2结合SESCF-TCM-2004A得到人参、三七和西洋参多糖的Smith降解产物GC-MS结构指纹图谱，分别为(A)、(B)和(C)；峰1→3分别为乙二醇、丙三醇和赤藓醇。图3结合SESCF-TCM-2004A得到人参、三七和西洋参多糖的Smith衍生未降解产物GC-MS结构指纹图谱，分别为(A)、(B)和(C)；峰2、4、8、9和10分别为阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖。图4结合SESCF-TCM-2004A得到北五味子和南五味子多糖的Smith衍生降解产物GC-MS结构指纹图谱，分别为(A)和(B)；峰1→3分别为乙二醇、丙三醇、赤藓醇和异赤藓醇。图5结合SESCF-TCM-2004A得到北五味子和南五味子多糖的Smith衍生未降解产物GC-MS结构指纹图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中药多糖结构特征指纹图谱，其特征在于，其构建方法包括：/n(1)从中药材中提取并纯化得到多糖；/n(2)将多糖采用高碘酸氧化后再采用Smith降解方法进行解聚；/n(3)将步骤(3)所得的产物经衍生化反应后采用GC-MS分析检测降解产物和未降解产物信息，确定特征峰的峰面积比值参数；/n(4)将步骤(3)通过GC-MS分析所得到降解产物信息以及未降解产物信息导入中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版分别建立不同中药材来源的多糖降解产物的标准结构指纹图谱和未降解产物的标准结构指纹图谱，并计算标准指纹图谱。/n

【技术特征摘要】
1.一种中药多糖结构特征指纹图谱，其特征在于，其构建方法包括：
(1)从中药材中提取并纯化得到多糖；
(2)将多糖采用高碘酸氧化后再采用Smith降解方法进行解聚；
(3)将步骤(3)所得的产物经衍生化反应后采用GC-MS分析检测降解产物和未降解产物信息，确定特征峰的峰面积比值参数；
(4)将步骤(3)通过GC-MS分析所得到降解产物信息以及未降解产物信息导入中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版分别建立不同中药材来源的多糖降解产物的标准结构指纹图谱和未降解产物的标准结构指纹图谱，并计算标准指纹图谱。


2.按照权利要求1所述的中药多糖结构特征指纹图谱，其特征在于，所述的中药材包括但不限于人参属、五味子属或黄芪属中药材。


3.按照权利要求1所述的中药多糖结构特征指纹图谱，其特征在于，步骤(1)中提取多糖的方法采用超声辅助热水浸提法从中药材中提取多糖；所述的多糖纯化方法是：将提取浸提液浓缩后用75％乙醇沉淀析出中药多糖，采用Savage法除去蛋白质，最后采用流水透析法除去小分子杂质，冷冻干燥。


4.按照权利要求1所述的中药多糖结构特征指纹图谱，其特征在于，步骤(2)中所述的高碘酸氧化包括：向多糖中加入高碘酸钠及蒸馏水，闭光反应至光密度值不在变化，采用乙二醇中和过量高碘酸，流水透析，透析液浓缩至干；步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏永刚，
申请(专利权)人：夏永刚，
类型：发明
国别省市：黑龙;23