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核磁共振技术在植物研究中的应用进展(2)

来源:植物研究 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2020-09-07
作者:网站采编
关键词:
摘要:出木素中的脂肪羟基、羧基和酚羟基等特征官能团[15],这对于定量测定木素中的重要基团非常有利。刘玉等[16]根据31P-NMR谱图得出三倍体毛白杨的原料木素
出木素中的脂肪羟基、羧基和酚羟基等特征官能团[15],这对于定量测定木素中的重要基团非常有利。刘玉等[16]根据31P-NMR谱图得出三倍体毛白杨的原料木素中脂肪族羟基含量非常高,总酚羟基含量次之,羧基含量最低。董立斌[17]运用31P-NMR研究发现麦草烧碱蒽醌木素、玉米秸秆碱木素以及杨木、麦草混合硫酸盐木素3种木素中脂肪族羟基含量均最高,羧基含量最低,玉米秸秆碱木素中的总酚羟基的含量和羧基含量均高于杨木、麦草混合硫酸盐木素和麦草烧碱蒽醌木素。总酚羟基主要由缩合型和非缩合型的愈创木基型、紫丁香基型和对羟苯基3种结构单元组成。王少光等[18]根据31P-NMR谱图发现玉米全秆EAL木素主要由愈创木基型和对羟苯基2种结构单元组成,玉米秸秆皮质部木素则主要由对羟苯基组成。沈锋等[19]利用31P-NMR定量分析木素各酚羟基功能基团,分析发现巨菌草EMAL中脂肪族羟基含量最高,酚羟基中非缩合型酚羟基含量较高,缩合型酚羟基含量次之,羧基含量最低。因此,运用31P-NMR可以分析不同木素的结构并确定功能基团的结构和差异,为以后木素结构的研究提供便利。 2核磁共振氢谱(1H-NMR) 核磁共振氢谱(1H-NMR)是根据核磁共振仪记录氢原子在共振下化学位移的变化而绘制的图谱[20],它可以获取各种有机化合物和无机化合物的结构信息,是用于鉴定物质结构的重要方法之一。1H-NMR图谱中相应信号的强弱反映了混合组分中特征化学成分的相对含量,具有单一性、全面性、定量性和易辨性等特点[21],对于植物的定性定量研究具有极其深远的意义。 2.11H-NMR在植物结构鉴定中的应用 1H-NMR图谱中特征峰的数目反映了样品中氢原子化学环境的种类;不同特征峰的高度比及强度比反映了不同化学环境氢原子的数目比。1H-NMR鉴定植物结构有其独特的特点,它可以同时获得各类质子化学的位移、数量、耦合关系等多个结构信息。例如,吴美玉等[22]使用1H-NMR法对19种前胡(PeucedanumL.)的乙醚提取物进行了快速的测试和解析,以鉴别真伪品,根据所含特征化学成分香豆素母核的化学位移,鉴定出19种前胡中只有白花前胡(P.praeruptorumDunn.)和紫花前胡[P.decursivm(Miq.) Maxim]为药品所示的正品前胡。秦海林等[23]采用核磁共振波谱仪测定了正品黄连样品及黄连伪品的乙醇提取物的1H-NMR图谱,发现黄连伪品没有出现天麻的特征共振峰,但所有的正品黄连均出现这一信号。用1H-NMR法鉴别中药植物的真伪,具有快速、准确、重现性好、信息多等特点。 随着检测技术的不断发展,二维和三维核磁共振技术也得到了广泛应用。需要注意的是,在进行1H-NMR图谱研究时,首先需要选择适当的提取分离工艺,制备其特征总提取物;对其进一步分离,得到单体化合物后,通过鉴定和1H-NMR研究,对图谱中的各个特征谱线进行归属,从而实现植物的结构鉴定。高效液相-核磁共振仪(HPLC-NMR)联用技术是由液相色谱提供分离技术,核磁共振仪提供结构解析技术,从复杂的样品中获得单一组分的图谱进行结构推测,解决了对于结构复杂样品的鉴定困难问题。例如,邹振兴等[24]采用液相色谱—核磁共振联用技术(HPLC-NMR)研究江南卷柏中的双黄酮类成分,先利用色谱法对其进行系统的分离纯化,再利用理化性质及多维核磁共振图谱等手段对分离得到的单体化合物进行结构鉴定,从江南卷柏中分离鉴定出5个化合物。张沁凌等[25]利用结合1H-NMR和13C-NMR谱图从海南核果木枝叶的正丁醇萃取物中鉴定分离得到11个化合物。邱蓉丽等[26]先采用反复硅胶柱层析、高压制备液相色谱分离纯化等方法分离喜热灵芝实体的12个化合物,再运用1H-NMR技术从喜热灵芝中鉴定出其结构。这都为后续核磁共振技术的标准化研究提供借鉴。 2.21H-NMR在植物代谢研究中的应用 核磁共振氢谱技术重现性好,对所有化合物的灵敏度一致,可同一批次检测多种代谢物的同时,还能保证其结构信息的丰富性,并且图谱中的信号峰强度与其浓度成正比,能直接根据相应浓度进行定量分析,这对于植物代谢物的研究意义重大。Ward等[27]采用核磁共振氢谱技术分析不同生态型拟南芥代谢物差异的相关性,在脂肪族物质和碳水化合物中均发现了差异,说明植物代谢物和生态型差异的相关性。Yang等[28]通过核磁共振氢谱技术对不同生长周期的共27个当归(Angelicasinensis)样品进行分析,发现1H-NMR能够清晰地反映出当归植株不同生长时期相应的代谢产物变化。在进行核磁共振检测过程中,有些基团中质子容易与溶剂发生化学变化甚至不含质子,使信号检测不出,高效液相-核磁共振-质谱(HPLC-NMR-MS)联用技术的出现弥补了这些不足,质谱可提供化合物的分子量,

文章来源:《植物研究》 网址: http://www.zwyjzz.cn/qikandaodu/2020/0907/338.html



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