全 文 ：收稿日期: 2002-03-26;　修订日期: 2002-06-28
作者简介:王俊玲 ( 1978-) ,女 (汉族 ) ,河北衡水人 ,现在读中国矿业大学
化工工艺专业硕士研究生 ,主要从事天然产物的研究与开发 .
芦荟多糖的气相色谱和色谱 -质谱联用分析
王俊玲 1 , 宗志敏 1 , 齐祥明2 , 魏贤勇1
( 1.中国矿业大学化学工程学院 ,江苏 徐州　 221008;
2.浙江大学材料与化学工程学院 ,浙江 杭州　 310027)
摘要:目的 :探索较佳的衍生化方法 ,对芦荟多糖进行定性定量分析。 方法: 采用不同的衍生化方法 ,利用气相色谱仪及
其与质谱联用的分析手段研究多糖的单糖组成及摩尔比。结果:芦荟多糖主要由甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成 ,摩尔比为
15. 8∶ 1. 0∶ 1. 4。 结论:糖腈乙酸酯衍生化更适合于芦荟多糖的分析。
关键词: 芦荟多糖 ;　衍生化 ;　气相色谱 ;　质谱
中图分类号: R284. 1　　文献标识码: A　　文章编号: 1008-0805( 2002) 10-封 3-02
GC and GC /MS Anal yses of Polysaccharides from Aloe
WAN G Jun-ling
1 , ZONG Zhi-min
1 , QI Xiang-ming
2 , WEI X ian-yong
1
( 1. School of Chem ical Engineering , China Mining University of Xuzhou, J iangsu 221008, China; 2.
College of Material and Chemical Engineering , Zhejiang University , Hangzhou, Zhej iang 310027, China)
Abstract: Objective: Alo e po ly saccharide was identified and quantified by better method o f deriv atiza tion. Methods: Two
methods were used to study th e constitution and molar ratio by means of GC and GC /M S. Resul ts: Alo e poly saccha ride
mainly consists o f mannose, g luco se and galactose with mo lar ra tion o f 15. 8∶ 1. 0∶ 1. 4. Concl usion: The deriv atization
using saccharin acetyl is mo re compatible fo r the analysis of alo e polysaccha ride.
Key words: Aloe polysaccharide;　 Deriv atization;　 Gas chromatog raphy;　 Mass spectrum
　　多糖是生命代谢不可缺少的重要物质 ,是多个单糖或其衍生
物聚合而成的大分子活性化合物 [1 ]。从百合科多年生草本植物芦
荟中提取的芦荟多糖具有较高的药用价值 ,可以提高生物体的免
疫力 ,具有抗肿瘤、抗癌和抗艾滋病等功效 ,已经引起了医学界的
极大重视 [2, 3 ]。 气相色谱仪 ( GC)在分析糖类方面具有选择性强、
分辨力好和灵敏度高等优点 ,在国内外已经得到了广泛应用 [4, 5 ]。
但由于糖类物质本身没有足够的挥发性 ,所以用 GC分析前必须
进行衍生化处理 ,使其转化成易挥发和热稳定的物质。
本研究采用两种衍生化方法 [6, 7]对芦荟多糖进行了处理 ,利
用 GC及其与质谱联用 ( GC-M S)分析手段 ,分析了中华芦荟多糖
中的单糖组成结构 ,以期能为芦荟的深加工提供一些理论依据。
1　实验部分
1. 1　仪器、材料与试剂 所用仪器为 HP6890型 GC、 HP6890 /
HP5973型 GC /M S和高速离心机 ;实验用的中华芦荟购于江苏
宿迁芦荟种植园 (植龄为 2～ 2. 5 a) ;标准单糖 (包括鼠李糖、木
糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖 )购于上海医药集团 ,均为分析纯试
剂 ;无水乙醇、三氟乙酸 ( TFA)、盐酸羟胺、吡啶、乙酸酐、硼氢化
钠、丙酮、乙醚和乙酸也是市售分析纯试剂。
1. 2　芦荟多糖的提取 采用水提醇沉法提取芦荟多糖 ,具体方
法: 取中华芦荟鲜叶 ,洗净 ,去掉叶尖和叶底 ,在去离子水中浸泡 ,
以除去由表皮渗出的黄色液汁。 然后切去表皮 ,将内层凝胶置于
去离子水中浸洗 ,榨汁 ,冷藏过夜。 次日离心分离并过滤后 ,将所
得芦荟汁减压浓缩 ,再次离心分离以除尽纤维质 ,然后向芦荟凝
胶浓缩汁中加入一定量的无水乙醇 ,静置一段时间 ,高速离心分
离得多糖沉淀。 依次用乙醇、丙酮和乙醚洗涤 ,然后真空干燥。
1. 3　多糖的水解 称取芦荟多糖 ,加 2 mo l /L的 TFA溶液 ,充氮
封管 , 100℃水浴下水解 ,除尽水解液。
1. 4　衍生物的制备
1. 4. 1　糖腈乙酸酯衍生物的制备 在吡啶溶剂中 ,糖和盐酸羟胺
受热反应生成糖肟 ,继而与乙酸酐反应生成具有挥发性的糖腈乙
酸酯衍生物。具体操作: 向多糖水解样中加入一定量的盐酸羟胺 ,
用吡啶溶解 , 90℃水浴加热 30 min,并不时震荡 ,取出后冷至室
温 ,加入适量的乙酸酐 , 90℃下再反应 30 min,并不时震荡 ,用
GC分析产物。
1. 4. 2　糖醇乙酸酯衍生物的制备 用硼氢化钠还原糖成相应的
糖醇。糖醇与乙酸酐在吡啶中受热反应生成较易挥发的糖醇乙酸
酯衍生物。具体操作如下: 向多糖水解样中加入适量的硼氢化钠 ,
加少量水溶解 ,震荡后在室温下放置 1. 5 h,使糖还原成相应的糖
醇。 滴入 25%的乙酸数滴 ,分解过量的硼氢化钠 ,至无气泡产生
为止 ,减压蒸干 ,将剩余物真空干燥 15 min。然后加入吡啶和乙酸
酐 ,封管后在沸水浴中反应 1 h ,用 GC /M S分析产物。
1. 4. 3　各标准单糖的衍生化处理 分别称取 4～ 6 mg鼠李糖、木
糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖 ,按 1. 4. 1方法进行衍生化处理。
1. 5　 GC 和 GC /MS 分析 GC 配备 石英毛细 管柱 HP-1
( Gcosslinked Methy l Silox ane) , 30 m× 0. 32 mm× 0. 25μm,氢火
焰离子化检测器 ( FID) ,以高纯氮为载气 (流速 20 ml /min) ,检测
器和进样口的温度均为 280℃ ,升温程序如下: 150℃ ( 4 min)
10℃ /min→ 160℃ ( 8 min) 5℃ /min→ 180℃ ( 2 min) 20℃ /min→
250℃ ( 5 min ) , GC /M S 配 备 石 英 毛 细 管 柱 HP-5M S
( Crosslinked5% PH Me Silox ane) , 30 m× 0. 25 mm× 0. 25μm, EI
离子源 ,电子能量 70 ev ,以高纯 He作为载气 (流速 20 m l /min) ,
检测器和进样口的温度均为 280℃ ,采用 GC所用的同样的升温
程序。
2　实验结果和分析
2. 1　芦荟多糖的糖腈乙酸酯衍生物分析 图 1和图 2分别给出
芦荟多糖和混合标准单糖的糖腈乙酸酯衍生物的气相色谱图 ,各
峰的出峰时间和所代表的化合物如表 1所示。 对照两图可以看
出 ,芦荟多糖由甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成 ;用面积归一法计
算 ,这些化合物的摩尔比为 15. 8∶ 1. 0∶ 1. 4。
图 1　标准单糖的糖腈乙酸酯衍生物的气相色谱图
图 2　芦荟多糖的糖腈乙酸酯衍生物气相色谱图
表 1　标准单糖及多糖水解衍生物的保留时间 min
衍生物名称 标准单糖 芦荟多糖
鼠李糖 ( Rhamnose) 9. 252
木糖 ( Xycose) 10. 152
甘露糖 ( Mannose) 18. 298 18. 350
葡萄糖 ( Glucose) 18. 906 18. 735
半乳糖 ( Galactose) 19. 734 19. 590
2. 2　芦荟多糖的糖醇乙酸酯衍生物分析 多糖衍生物的总离子
流色谱图上有 3个主峰 ,经质谱图分析 ,各峰所对应的物质分别
为六乙酰化甘露糖醇、六乙酰化半乳糖醇和六乙酰化葡萄糖醇。
其质谱图分别见图 3,图 4,图 5。
图 3　芦荟多糖衍生物的六乙酰化甘露糖醇质谱图
图 4　芦荟多糖衍生物的六乙酰化半乳糖醇质谱图
图 5　芦荟多糖衍生物的六乙酰化葡萄糖醇质谱图
　　从以上图谱可以得出 ,芦荟多糖主要由甘露糖、葡萄糖和半
乳糖组成。 结合 2. 1的结果 ,这在一定程度上进一步验证了该结
论的正确性。
2. 3　两种衍生化方法的比较 比较芦荟多糖的两种衍生化方法 ,
从图 1可以看出糖腈乙酸酯衍生物的各峰分离效果较好 ,而且该
衍生物制备简便 ,具有反应时间短和试剂易得等优点 ,所以该衍
生化方法较适合于芦荟多糖的分析。
3　讨论
因芦荟的化学成分和组成随品种、生长环境及处理方式的不
同而不同 ,本文对江苏产的中华芦荟作了细致研究。 发现该多糖
主要由甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成 ,摩尔比为 15. 8∶ 1. 0∶
1. 4。 纵观国内外的芦荟产业 ,总体来说我国处于相对落后的局
面 ,芦荟产业刚刚起步 ,作为我国的特有品种的中华芦荟没有得
到合理的开发和利用。 为加速我国芦荟产业化的进程 ,深入开展
芦荟的深加工 ,首先要了解的是中华芦荟的特点及其有效成分。
本文仅对芦荟多糖作了较深入的研究 ,以抛砖引玉。
因葡萄糖与甘露糖、葡萄糖与半乳糖之间互为差向异构体 ,
故在质谱图上反映出极大的相似性。
高效液相色谱法 ( HPLC)分析测定糖时不需衍生化 ,方法简
单 ,但由于示差折光检测器灵敏度低而受限制 [2, 8]。虽然可通过制
备糖的紫外标记衍生物 ,从而用紫外检测器检测以提高灵敏度 ,
但操作繁琐 [9]。鉴于气相色谱的选择性好、分辨率高等优点 ,本文
采用了 GC对芦荟多糖的降解衍生物进行了定性定量分析。
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