全 文 ：　　文章编号:1000-1735(2003)02-0171-03
当药醇甙的伏安行为及其抗氧活性研究
赫春香1　,张淑敏1 , 　周丹红1 , 　王　杨1 , 　王世盛2
(1.辽宁师范大学 化学系 ,辽宁大连　116029;2.中国科学院大连化学物理研究所 ,辽宁 大连　116023)
摘　要:研究了当药醇甙的极谱伏安特性及其清除超氧自由基(O -2 ·)及羟基自由基(·OH)的作用.在磷酸盐缓冲溶液
(pH=8.2)中 ,当药醇甙有一个不可逆吸附还原波 ,峰电位为-1.61 V(Vs.SCE),有 2个电子和 2个质子参与了此电极
反应.采用经典邻苯三酚自氧化法及Fenton法试验 ,表明当药醇甙对 O-2 ·及·OH 有明显的抑制作用 , 50%抑制率时当
药醇甙的用量分别为 12.8和 0.22 mg·L-1.
关键词:当药醇甙;超氧自由基;羟基自由基;单扫描极谱法
中图分类号:O657.14　　　文献标识码:A
氧自由基是与人体关系最为密切的自由基 , 主要包括超氧自由基(O-2 ·) 羟基自由基(·OH) 脂
肪自由基(ROO·)等.其中以O-2 ·形成最早 , ·OH 作用最强[ 1] .它们攻击生物大分子 , 如脂质 、蛋白质 、核
酸 、聚不饱和酸和脂肪酸等 , 使其交链或断裂 , 导致细胞结构和功能的破坏.因此 , 它们是人类衰老和
许多疾病如癌症 、多发性硬化症 、帕金森疾病 、自身免疫疾病 、局部缺血 、贫血症 、老年痴呆病和慢性肺炎
等的重要诱因[ 2～ 4] .所以 ,寻找能够有效清除自由基而无毒副作用的物质一直是学者们研究的课题之
一.当药醇甙(1 ,5 ,8-三羟基-3-甲氧基 酮-8-O-β-D-吡喃葡萄糖甙 ,Swertianolin , C20H20O11 , 熔点 218℃;)
属 酮类化合物 ,是从抱茎獐牙菜中提取出的 酮主要成分.药理实验表明 , 酮及其甙类化合物具有
降血糖 、保肝 、抗菌 、抗疟疾 、治疗心血管疾病 、抗氧化性等作用[ 5] .但目前还没有当药醇甙的电化学性质
及其抗氧化性的报道.本文研究了当药醇甙在 pH 8.2的Tris-HCl缓冲溶液中的电化学活性及其对超氧
自由基(O-2 ·)及羟基自由基(·OH)的清除作用 , 比较了当药醇甙与芦丁及槲皮素的抗氧化活性 , 为研
究抱茎獐牙菜的药理作用及进一步开发其药用价值提供理论依据.
1　实验部分
1.1　仪器与试剂
JP—2A型示波极谱仪(成都仪器厂);LK—98A电分析化学系统(天津兰力科化学电子高技术有限
公司);UV—265型紫外可见分光光度计(日本岛津);RF—540型荧光分光光度计(日本岛津);510型超
级恒温槽(上海实验仪器厂).滴汞电极及玻碳电极为工作电极 ,饱和甘汞电极为参比电极 ,铂丝电极为
对极.文中所有电位均相对于参比电极.
当药醇甙(由大连化学物理研究所提供 ,含量>98%),1μg/L 槲皮素(生化试剂)贮备液 , 1 μg/L芦
丁(原料药由东北制药总厂提供 ,含量>98%)贮备液 , 0.01 mol/L氯化四氮唑蓝(进口生化试剂), 此四
种贮备液均用热甲醇溶解 ,加水定容 ,保存于 4℃冰箱中;三羟甲基氨基甲烷(Tris ,生化试剂 , 北京奥博
星生物技术责任有限公司),与盐酸混合配成 0.1 mol/L Tris-HCl缓冲溶液(pH 8.2);0.2 mol/L 磷酸盐缓
冲溶液(pH 2 ～ 12);0.010 00 mol/L邻苯三酚(用 10 mmol/L配制而成 ,保存于 4℃冰箱中);化学试剂均
为分析纯.全部实验用水为二次石英亚沸重蒸水;除氧用高纯氮气.
繱收稿日期:2002-09-10
作者简介:赫春香(1961- ),女 ,辽宁沈阳人 ,辽宁师范大学副教授.
第 26 卷第 2 期
2003 年 6月 　　　　　
辽宁师范大学学报(自然科学版)
Journal of Liaoning Normal University(Natural Science Edition)　　　　　
Vol.26　No.2
June　2003
1.2　实验方法
在电解池中加入 Tris-HCl缓冲溶液(pH 8.2)适量 , 实验温度(25±0.1)℃, 通氮气 10 min以除氧 ,
保持氮气氛 , 以-1.20 V为起点电位 ,进行单扫描极谱法的阴极化扫描 , 此为空白电流.在缓冲溶液中
加入当药醇甙贮备液适量 , 除氧 5 min , 再次进行极谱阴极化扫描 , 出现一还原波 , 记录峰电流与峰电
位.依据此波进行极谱性质分析.进行循环伏安法实验时 , 扫描的电位范围为-0.70 ～ -2.00 V , 起点
电位为-0.70 V , 扫描速度为 0.050 V/ s , 其余条件与极谱实验相同.
2　结果与讨论
2.1　当药醇甙的极谱伏安特性
图 1　循环伏安曲线
　
图 2　单扫描极谱波图
2.1.1　可逆性　对含 0.4 μg/L 当药醇甙的 PBS
(pH 8.2)缓冲溶液 ,在-0.70 ～ -2.00 V电位范
围内 ,以玻碳电极为工作电极 , -0.70 V 为起点
电位 ,0.050 V/ s的扫速进行循环伏安法扫描 ,仅
出现一个还原波 ,而无对应的氧化波(图 1).对含
0.004μg/L 当药醇甙的PBS(pH 8.2)缓冲溶液 ,在
0 ～ -2.00 V电位范围内分段进行单扫描极谱法
的阴极化扫描 ,仅出现一个还原波(图 2),峰电位
为-1.61 V(起点电位为-1.20 V), 以-1.70 V
为起点电位进行单扫描极谱法的阳极化扫描时无
氧化峰.上述试验结果说明当药醇甙的电极反应为不可逆还原过程.
2.1.2　吸附性　对5 mL含 0.004μg/L当药醇甙的PBS(pH 8.2)缓冲溶液 ,分别加入1滴1%的阴离子 、
中性和阳离子表面活性剂 ,以-1.20 V为起点电位 ,进行单扫描极谱法的阴极化扫描 ,并记录一阶导数
极谱波的峰电流.试验表明:十二烷基硫酸钠使当药醇甙还原波的峰电流降低 12.8%,聚乙烯醇使峰电
流降低5.9%.但溴化十六烷基三甲基胺则使峰电流增加 271%.说明当药醇甙在电极上有较强的吸附
作用.并呈现阴离子吸附的特征.对PBS(pH 8.2)缓冲溶液及含0.04μg/L当药醇甙的PBS(pH 8.2)缓冲
溶液分别进行电毛细管曲线实验 ,结果如图 3.上述实验结果表明 ,当药醇甙使电毛细管曲线的极大向
更负的电位移动 ,说明发生了带负电荷的电活性物质的吸附现象.进一步证明了当药醇甙带负电荷并在
汞电极上有强烈的吸附作用.
2.1.3　参与电极反应的电子数(n)　如图 2所示 ,当药醇甙单扫描极谱还原波的峰电位为-1.61 V ,半
峰电位为-1.50 V.根据 EP -EP(1/2)=1.857×0.059/αna ,可求得αna =0.996.对于不可逆电极过程 ,可
图 3　电毛细管曲线
　
图 4　pH 值对峰电位的影响
设α=0.5 ,故求得 na=2.据此推测有 2个电
子参与了电极反应.
2.1.4　参与电极反应的质子数(m)　研究
了当药醇甙分别在 pH 2.0 ～ 12.0的 PBS 缓
冲溶液中的极谱行为.试验结果表明:当药
醇甙的峰电位随 pH的提高而负移 ,pH值大
于10.0以后波形变差.在 4.0 ～ 10.0 的 pH
范围内 ,当药醇甙还原波的峰电位与缓冲溶
液的 pH 值 成 线性 关系 , ΔEP/Δ pH =
-0.05984 V(相关系数为0.998)(图4).根据
ΔEP/ΔpH=-mRT/nF ,可知当 n =2时 , m=2.据此推测有 2个质子参与了电极反应.
综上所述 ,当药醇甙的电极反应历程推测如下:
172　 辽宁师范大学学报(自然科学版) 第 26 卷
式中 ,R=β -D-gluc
2.2　当药醇甙对超氧自由基(O-2 ·)及羟基自由基(·OH)的清除作用
采用经典邻苯三酚法[ 5]产生O-2 ·,以氯化四氮唑蓝作为超氧自由基的指示剂 ,利用其在 596.0 nm
处产生的特征吸收值在加入 O-2 ·抑制剂前后的变化计算对 O-2 ·的抑制率.采用 Fenton法[ 6]产生·OH ,
以苯甲酸钠作为的指示剂 , 以 394.0 nm/494.0 nm 作为激发波长和发射波长 , 测定荧光动力学曲线 , 以
第12 min时的荧光强度值计算羟基抑制剂的抑制率.试验结果表明:当药醇甙对 O-2 ·和·OH 均有抑制
作用 , 50%抑制率的用量分别为 12.8和 0.22 mg·L-1.芦丁和槲皮素是经药理实验证明具有清除O-2 ·
和·OH 作用的草药中的黄酮类有效成分 , 与此二者比较 , 当药醇甙清除O-2 ·和·OH 的能力优于芦丁而
逊于槲皮素(图 5).
图 5　当药醇甙 、槲皮素和芦丁清除 O-2 ·(a)与·OH(b)能力的比较
参考文献:
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[ 5] 　郑荣粱.自由基生物学[M] .北京:高等教育出版社 , 1992.9.
Voltammetric Behavior of Swertianolin and Its Scavenging to Free Radicals
HE Chun-xiang1 , 　ZHAEN Shu-min1 , 　ZHOU Dan-hong1 , 　WANG Yang1 , 　WANG Shi-sheng2
(1.Department of Chemistry , Liaoning Normal University , Dalian 116029 , China;
2.Dalian Institute of Chemical Physics ,Chinese Academy of Science ,Dalian 116023 , China)
Abstract:The electrochemical behavior of swertianolin and its scavenging to free radicals have been studied.A irre-
versible adsorpted reduction peak involving two electrons and two protons has been obtained in the medium of phos-
phate buffer(pH 8.2).The peak potential was at -1.61V(vs.SCE).Swertianolin showed that it can scavenge su-
peroxide and hydroxyl radicals with the studying method of the autoxidation of Pyrogallol and afenton.
Key words:swertianolin;superoxide free radical;hydroxyl free radical;Single-sweep polarography
第 2期 赫春香等:　当药醇甙的伏安行为及其抗氧活性研究 173