开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、研究背景
多糖作为有机体的四大基本物质之一,在生命活动中发挥着重要作用。诸多研究表明,糖类物质不但在能量存储、结构维持中发挥作用,其还具有抗感染、抗肿瘤、抗风湿和增进免疫功能等多种生理活性[1]。多糖的这些重要功能的发挥主要是由其结构的特殊性决定的。与蛋白质、核酸相同,多糖的结构也可以分为初级结构和高级结构,初级结构中单糖组成分析是研究多糖构效关系的一项基本内容[2]。
多糖包含均多糖和杂多糖,前者是由同一种单糖组成,后者则是由两种或两种以上不同的单糖组成。随着科学仪器及研究手段的发展,目前已有多种方法应用于多糖的单糖组成分析,其中比较主流的方法有以下几种:薄层色谱法(TLC)、高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)、高效阴离子交换色谱安培检测法(HPAEC-PAD)以及毛细管电泳法(CE)等[3]。其中薄层色谱法一般只用于多糖结构较为简单的单糖组成的定性分析;气相色谱法分离效能高、测定快速、灵敏度高,但是糖类化合物的挥发性和热稳定性较低、沸点高,实验中需在对其衍生化后才能用气相色谱法进行分析,而衍生化反应操作复杂,污染性大,且容易产生异构体,使该方法的实际应用受到了很大限制;高效阴离子交换色谱安培检测法不需对单糖柱前衍生就可分析几乎所有的单糖和大部分的寡糖及低聚糖,而且分析时间短,实现了高自动化和智能化。但该法的缺点是需要使用较高pH值的溶液,因此需要使用专业设备,价格较为昂贵;同时由于柱容量较低,给柱后收集的各组分后续分析带来了一定的操作困难。高效液相色谱法是目前较为常用的单糖组成分析方法,具有分离速度快,分辨率高,分离效果好,重现性好等优点,但因糖类本身没有紫外吸收,需要利用示差折光检测器检测,或将多糖水解产生单糖后对其进行荧光试剂衍生化处理,利用色谱法进行分离和检测。
目前常用的衍生剂包括酰肼类试剂、氨基吡啶类试剂、苯胺类试剂以及萘胺类试剂等。近年来,1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)作为一种新的糖类衍生化试剂逐渐被广泛利用。其具有存在强的紫外吸收,能与还原性糖在温和条件下反应,产物无立体异构体等多种优点[4],适合多糖的单糖组成分析。
PMP衍生方法是一种平衡反应,仅需30分钟即可完成。PMP柱前衍生化联合高效液相色谱法基本可以满足复杂样品的单糖组成分析需要,因此得到了较多的关注。林雪等利用PMP柱前衍生化HPLC法对芦荟多糖的单糖组成进行了分析,测得其由半乳糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖组成,并且研究发现不同品种的芦荟所含单糖的种类、含量也各不相同,这对不同品种芦荟的鉴别有着一定的帮助[5]。高金波等[6]利用相同方法在分析蒲公英多糖中单糖的组成及摩尔比时发现,不同的提取方法对产物多糖中单糖的种类影响不大,而对各单糖的含量存在较大的影响。尽管相关报道较多,但大多是针对某种特定多糖的相关方法考察,其中涉及标准单糖的种类相对较少,缺乏通用性,难以直接用于未知多糖的单糖组成分析[7-8]。
本课题拟将包括中性糖、糖醛酸和氨基糖在内的约10种单糖标准品同时进行PMP柱前衍生化,联合高效液相色谱分析,建立一套操作简单、覆盖范围广、实用性强的多糖单糖组成分析方法,并以此为基础进行1~2种天然多糖的单糖组成分析。
二、研究目的、意义
本课题计划以单糖的PMP柱前衍生化联合高效液相色谱法为实验手段,在现有相关实验方法的基础上建立一套简单实用、可用于分析包含常见的多种中性糖、酸性糖以及碱性糖在内的多糖单糖组成分析方法,并以此为基础,进行1~2个天然多糖的单糖组成分析,从而达到改进PMP-HPLC单糖组成分析方法,拓展其应用范围的目的。
