海洋微藻多糖的红外光谱分析初探

ainuo 网络 2015-12-24 12:06:00
摘要:利用傅立叶变换红外光谱分析了以水为介质提取的海水小球藻(Marine Chlorella) 亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)和球等鞭金藻(Isochrysis galbana)多糖的主要单糖组成、环状结构、半缩醛羟基构型及取代基类型.结果表明。3种海洋微藻多糖中均含有酰氮基.葡萄糖是3种多糖的主要组成单糖.此外.海水小球藻多糖还含有硫酸基.3种海洋微藻多糖组成单糖的环构型和成苷的半缩醛羟基构型也存在较大差别.海水小球藻多糖组成单糖主要为吡喃糖.α-半缩醛羟基和β-半缩醛羟基两种糖苷构型共存;亚心形扁藻多糖组成单糖为吡喃糖.成苷的半缩醛羟基主要为α-构型;球等鞭金藻多糖则同时含有α-吡喃环和呋喃环两种构型.
关键词:海洋微藻;多糖;傅立叶变换红外光谱
近年来人们发现从海洋微藻提取的多糖具有特殊化学结构,具有多种生物活性,如增强机体免疫、抗病毒作用、抗恶性肿瘤、抗炎症、抗类风湿性关节炎.其中硫酸多糖因其独特的药理特性引起人们越来越大的兴趣.
本文利用傅立叶变换红外光谱分析了海水小球藻(Marine Chlorella)、亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)和球等鞭金藻(Isochrysis galbana)多糖的单糖组成、环状结构、半缩醛羟基构型及取代基类型.
1 材料和设备
1.1 材料和试剂
实验选用藻种为海水小球藻、亚心形扁藻和球等鞭金藻,引自厦门大学生物系.按F/2配方配制培养液,藻种经3次扩养.第1次和第2次扩养的藻类均在生物培养箱(40W×2日光灯照射)中培养,光暗周期为12/12h,3种海洋微藻均适应较高温度,控制在22~25℃,每天振摇数次.2次扩养后的藻种,再扩养到lOL的玻璃缸中,在自然条件下培养10~12d.
1.2 仪器和设备
傅立叶变换红外光谱仪(Thermo Nicolvet,470FTIR型)、葡聚糖凝胶柱Sephadex-G200(长50cm,直径2cm)、超声波细胞破碎仪(S&M Inc,USA,VCX600).
2 实验方法
2.1 海洋微藻多糖的提取
海水小球藻、亚心形扁藻和球等鞭金藻经过超声破碎协同蒸馏水提取、葡聚糖凝胶柱净化(Sephadex-G200),分别得到一种精多糖.
2.2 海洋微藻多糖的红外光谱测定
取干燥糖样0.5mg,与5Omg干燥的KBr粉末在红外灯下于玛瑙钵中轻轻研磨均匀.研磨均匀的粉末经压片机压成薄片后即可上机测定.
3 结果与讨论
3.1 海水小球藻多糖的结构分析
海水小球藻多糖于833/cm和894/cm的吸收峰说明该多糖糖链主要组成单糖为吡喃糖,α-半缩醛羟基和β-半缩醛羟基两种糖苷键构型共存.在1l54~1010/cm 范围内存在低波数1030/cm的强吸收,为葡萄糖的特征吸收,这与该藻种的气相色谱分析结果相一致.在海水小球藻多糖的红外光谱图中还可以看到在1247/cm和165l/cm两处均有强的吸收峰,分别是-O-SO3-H 的伸缩振动和酰氨基-HN-C=OR的C=O伸缩振动.
3.2 亚心形扁藻多糖的红外光谱分析
在亚心形扁藻多糖的红外光谱图中,3389/cm和1154~1022/cm分别为0-H和C-0的伸缩振动,1022/cm的强吸收也说明了亚心形扁藻多糖主要组成单糖为葡萄糖.2921/cm的尖峰以及1548~1376/cm的不太尖的峰分别为C-H 的伸缩振动和变角振动.谱图在1644/cm波数处还出现一较强的吸收峰,说明亚心形扁藻多糖中有酰氨取代基.与海水小球藻多糖不同的是亚心形扁藻多糖在1240/cm附近无振动吸收,说明此多糖不含有硫酸基.在糖类的环振动吸收区900~700/cm,我们可以看到847/cm叫和765/cm两个振动吸收,说明亚心形扁藻多糖组成单糖为吡喃糖,成苷的半缩醛羟基主要为α-构型.
3.3 球等鞭金藻多糖的结构分析
在球等鞭金藻多糖红外光谱图中,3476~3400/cm和1122~1040/cm两处为糖类的O-H和C-0的特征吸收峰,3 000~2800/cm和1419~1378/cm的多重峰分别为C-H 的伸缩和变角振动.在糖类的环振动吸收区930~700/cm,球等鞭金藻多糖在833/cm 和803/cm处的吸收峰分别是由α-吡喃糖和呋喃糖的Cl-H变角振动产生的,说明球等鞭金藻多糖糖链中同时存在α-吡喃环和呋喃环.与海水小球藻和亚心形扁藻相似,球等鞭金藻多糖谱图在1636/ cm处也出现一较强的酰氨基吸收峰,但在l240/cm附近无硫酸基的振动吸收.
4 结 论
实验结果表明,以水为提取介质,从3种海洋微藻中提取的多糖的化学结构存在较大的差别.葡萄糖是3种微藻多糖主要单糖组成.海水小球藻多糖含有硫酸基,主要单糖组成为吡喃糖,糖链中同时存在α-半缩醛羟基和β-半缩醛羟基两种糖苷键构型.亚心形扁藻多糖的主要单糖组成亦为吡喃环结构,成苷的半缩醛羟基为α-构型.球等鞭金藻多糖糖链中则是α-吡喃环和呋喃环结构共存.
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