伍翔群,于 蘭,于 杰,黃彩婷,許維國,牛鳳蘭
(1.吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院衛(wèi)生檢驗(yàn)學(xué)教研室,吉林 長(zhǎng)春 130021;2.長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院腦病科,吉林 長(zhǎng)春 130021;3.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院電診科,吉林 長(zhǎng)春 130033)
沒食子酸(gallic acid,GA)是一種廣泛存在于水果和中草藥等植物中的天然酚酸類化合物,是沒食子、余甘子、藏青果、紅景天和訶子等中藥材的藥理活性組分,也是一些純中藥制劑的有效成分。研究[1-4]表明:GA具有較強(qiáng)的抗氧化性,具有抗菌、抗病毒和抗腫瘤作用。研究[5-7]證明:GA通過抗氧化作用抑制小鼠紅細(xì)胞溶血活性,抑制小鼠腦、腎勻漿脂質(zhì)過氧化作用,對(duì)大鼠的缺血-再灌注損傷起保護(hù)作用,對(duì)與1型糖尿病相關(guān)的心肌損傷的治療有效等。大多數(shù)人工合成抗氧化劑均具有一定的毒副作用,與此相比,GA作為天然的抗氧化劑安全無毒并具有良好的生理功效。因此,檢驗(yàn)GA的抗氧化性可為其應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)??箟难?,即維生素C(vitamin C,Vc),為水溶性維生素,具有極強(qiáng)的還原性,在食品加工業(yè)中被廣泛使用,故本研究采用Vc作為抗氧化對(duì)照藥。H2O2/Fe2+體系可通過Fenton反應(yīng)使鄰二氮菲-Fe2+被羥自由基氧化為鄰二氮菲-Fe3+[8],因此,應(yīng)用紫外分光光度計(jì)檢測(cè)Vc或GA還原Fe3+的產(chǎn)物的吸光度(A)值,可間接檢測(cè)其抗氧化能力。在鐵氰化鉀-Fe3+體系中以Fe3+做氧化劑,定量氧化Vc或GA并生成Fe2+,后者可在一定條件下與顯色劑生成藍(lán)色配合物 KFe3+[Fe2+(CN)6]。通過分光光度法測(cè)定該配合物的A值,建立間接測(cè)定受試物抗氧化能力的方法[9]。本研究采用上述2種體系測(cè)定GA的體外抗氧化能力,結(jié)果報(bào)道如下。
1.1 主要試劑與儀器 鄰二氮菲(天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠),配置成濃度為5mmol·L-1鄰二氮菲乙醇溶液;30%過氧化氫(北京化工廠),配置成1%過氧化氫溶液;鐵氰化鉀(天津市化學(xué)試劑一廠),配置成10g·L-1鐵氰化鉀溶液;自制0.01和0.10mol·L-1PBS緩沖溶液;鹽酸(北京化工廠)12mol·L-1,用去離子水稀釋10000倍后為1.2×10-3mol· L-1和稀釋100倍后 為0.12mol·L-1;GA(北京化工廠)、Vc(吉林顯峰科技制藥有限公司),各配置成濃度為1.6g·L-1溶液;硫酸亞鐵(北京化工廠),配置成濃度為7.5mmol·L-1硫酸亞鐵溶液;氯化鐵(北京化工廠),配置成1g·L-1氯化鐵溶液。所有試劑均為分析純,水為二次去離子水。PE Lambda 900紫外可見分光光度計(jì)(美國PE公司),水浴箱和電子天平(上海實(shí)驗(yàn)儀器廠),超聲波振蕩器(昆山市超聲儀器有限公司)。
1.2 紫外分光光度法驗(yàn)證GA和Vc體外抗氧化性的可行性 為了確定最佳測(cè)試條件,排除干擾因素,用紫外分光光度計(jì)對(duì)GA和Vc溶液進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描。
1.3 GA和Vc在鄰二氮菲-Fe2+體系中還原Fe3+能力的檢測(cè) 在1~9號(hào)容量瓶中均依次精密加入鄰二氮菲溶液1.5mL,0.01mol·L-1PBS緩沖溶液4mL,硫酸亞鐵溶液1mL,立即混勻備用。其中1~4號(hào)容量瓶為GA組,5~8號(hào)為Vc組,9號(hào)為control 1組。在GA組中按順序依次準(zhǔn)確加入GA溶液0.25、0.50、0.75和1.00mL,使1~4號(hào)瓶 GA濃度分別為0.04、0.08、0.12 和0.16g·L-1。在Vc組中按順序依次準(zhǔn)確加入Vc溶液0.25、0.50、0.75和1.00mL,使5~8號(hào)的Vc濃度分別為0.04、0.08、0.12和0.16g·L-1。隨后向1~9號(hào)容量瓶中加入過氧化氫溶液各1mL。所有容量瓶用去離子水定容至刻度,混勻,37℃水浴1h。利用紫外分光光度計(jì),于波長(zhǎng)為536nm處,用1cm比色皿,以試劑空白為對(duì)照,檢測(cè)其A值。重復(fù)3次取平均值。
1.4 乙醇對(duì)GA和Vc在鄰二氮菲-Fe2+體系中還原Fe3+能力影響的檢測(cè) 取2只潔凈容量瓶標(biāo)記為A和B,向其中各加入鄰二氮菲溶液1.5mL,0.01mol·L-1PBS緩沖溶液4mL,硫酸亞鐵溶液1mL,混勻備用。A容量瓶用乙醇定容至刻度,B容量瓶用去離子水定容至刻度,混勻,37℃水浴1h。利用紫外分光光度計(jì),于波長(zhǎng)為536nm處,用1cm比色皿檢測(cè)其A值。重復(fù)3次取平均值。
1.5 GA和Vc在鐵氰化鉀-Fe3+體系中還原Fe3+能力的檢測(cè) 在11~19號(hào)10mL容量瓶中均依次精密加入氯化鐵溶液0.5mL,鐵氰化鉀溶液2mL,0.01mol· L-1PBS 溶 液 2mL,1.2×10-3mol·L-1鹽酸溶液0.5mL,混勻備用。其中11~14號(hào)容量瓶為GA組,15~18號(hào)為Vc組,19號(hào)為control 2組。
在GA組中按順序依次準(zhǔn)確加入GA溶液0.25、0.50、0.75和1.00mL,使 GA 濃度分別為0.04、0.08、0.12和0.16g·L-1。在 Vc組中按順序依次準(zhǔn)確加入 Vc溶液0.25、0.50、0.75和1.00mL,使Vc濃度分別為0.04、0.08、0.12和0.16g·L-1。所有容量瓶用去離子水定容至刻度,混勻,室溫反應(yīng)30min。利用紫外分光光度計(jì),于波長(zhǎng)為700nm處,用1cm比色皿,以試劑空白為對(duì)照,檢測(cè)其A值。重復(fù)3次取平均值。
1.6 GA和Vc在不同H+濃度的鐵氰化鉀-Fe3+體系中還原Fe3+能力的檢測(cè) 在41~48號(hào)、C號(hào)、D號(hào)10mL容量瓶中均依次加入0.1mol·L-1PBS溶液2mL,氯化鐵溶液0.5mL,鐵氰化鉀溶液2mL。在41~44號(hào)容量瓶中加入0.12mol·L-1鹽酸0.7mL,在45~48號(hào)容量瓶中加入0.12mol·L-1鹽酸0.8mL,混勻備用。41~44號(hào)容量瓶為GA組,45~48號(hào)為Vc組,49號(hào)為control 3組,50號(hào)為control 4組。
在GA組中按順序依次準(zhǔn)確加入GA溶液0.25、0.50、0.75和1.00mL,使其終濃度分別為0.04、0.08、0.12和0.16g·L-1。在 Vc組中按順序依次準(zhǔn)確加入 Vc溶液0.25、0.50、0.75和 1.00mL,使其終濃度分別為 0.04、0.08、0.12和 0.16g·L-1。在C號(hào)容量瓶中加入0.12mol·L-1鹽酸0.75mL,GA 0.50mL。在D號(hào)容量瓶中加入0.12mol·L-1鹽酸0.75mL,Vc 0.50mL。在49和50號(hào)10mL容量瓶中依次加入0.1mol·L-1PBS溶液2mL,氯化鐵溶液0.5mL,鐵氰化鉀溶液2mL。在49號(hào)容量瓶中加入0.12mol·L-1鹽酸0.7mL,在50號(hào)容量瓶中加入0.12mol·L-1鹽酸0.8mL。所有容量瓶用去離子水定容至刻度,混勻,室溫反應(yīng)30min。利用紫外分光光度計(jì),于波長(zhǎng)為700nm處,用1cm比色皿,以試劑空白為對(duì)照,檢測(cè)其A值。重復(fù)3次取平均值。
1.7 鹽酸對(duì)GA和Vc在鐵氰化鉀-Fe3+體系中還原Fe3+能力影響的檢測(cè) 在21~40號(hào)10mL容量瓶中均依次加入0.1mol·L-1PBS溶液2mL,氯化鐵溶液0.5mL,鐵氰化鉀溶液2mL。21~30號(hào)容量瓶為GA組,31~40號(hào)為Vc組。在GA組中按順序依次準(zhǔn)確加入0.12mol·L-1鹽酸0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90 和 1.00mL,使其終濃度分別為0.12×10-2、0.24×10-2、0.36×10-2、0.48×10-2、0.60×10-2、0.72×10-2、0.84×10-2、0.96×10-2、1.08×10-2和1.20×10-2mol·L-1;Vc組同GA組操作。在GA組容量瓶中均加入GA溶液0.5mL,Vc組容量瓶中均加入Vc溶液0.5mL。所有容量瓶用去離子水定容至刻度,混勻,室溫反應(yīng)30min。利用紫外分光光度計(jì),于波長(zhǎng)為700nm處,用1cm比色皿,檢測(cè)其A值。重復(fù)3次取平均值。
1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 17.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,GA與VC組檢測(cè)指標(biāo)以表示,組間比較采用two-way ANOVA方差分析。
2.1 紫外分光光度法驗(yàn)證GA和Vc體外抗氧化性的可行性 對(duì)GA和Vc溶液進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描測(cè)得最大吸收峰分別為267.05和260.95nm,而在實(shí)驗(yàn)測(cè)試條件536及700nm處均無明顯吸收,不會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果造成干擾。因此,用比色法測(cè)定GA和Vc體外抗氧化能力可行。
2.2 GA和Vc在鄰二氮菲-Fe2+體系中還原Fe3+的能力 采用SPSS分析得:GA和Vc溶液間A值的比較,均方 MS=0.005,F(xiàn)=56.315,P<0.05,GA組和Vc組A值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。GA組和Vc組不同濃度溶液A值的比較,均方MS=0.030,F(xiàn)=358.194,P<0.05,GA 組和Vc組不同濃度溶液A值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。在此體系中所有藥物濃度下,GA組的A值均大于Vc組。表明在此體系中GA的體外還原Fe3+能力強(qiáng)于Vc。
2.3 乙醇作用下GA和Vc在鄰二氮菲-Fe2+體系中還原Fe3+的能力 用純乙醇定容的反應(yīng)液所測(cè)A值為1.5491,用去離子水定容的反應(yīng)液所測(cè)A值為1.7278。結(jié)果表明:乙醇對(duì)試劑的A值有影響。
2.4 GA和Vc在鐵氰化鉀-Fe3+體系中還原Fe3+的能力 采用SPSS分析得:GA和Vc溶液間A值的比較,均方 MS=1.130,F(xiàn)=15.568,P<0.05,GA組和Vc組A值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。GA組和Vc組不同濃度溶液A值的比較,均方MS=0.897,F(xiàn)=12.355,P<0.05,GA 組和Vc組不同濃度溶液A值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表2。
在0.04g·L-1濃度時(shí),GA的A值大于Vc的A值,即GA的體外還原Fe3+的能力強(qiáng)于Vc。其余濃度下GA的A值均小于Vc,即在此體系此濃度下GA的體外還原Fe3+的能力弱于Vc。
2.5 GA和Vc在不同H+濃度的鐵氰化鉀-Fe3+體系中還原Fe3+的能力 采用SPSS分析得:GA和Vc溶液間A值的比較,均方MS=0.543,F(xiàn)=6.871,P<0.05,GA組和Vc組A值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。GA組和Vc組不同濃度溶液A值比較,均方 MS=0.539,F(xiàn)=6.815,P<0.05,GA組及和Vc組不同濃度溶液A值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表3。在此體系中不同藥物濃度下,GA組的A值均大于Vc組。表明在此體系中GA的體外還原Fe3+能力強(qiáng)于Vc。
表1 GA和Vc在Fenton羥自由基體系中的A值Tab.1 The A values of GA and Vc in the Fenton hydroxyl radicals system (n=3,)
表1 GA和Vc在Fenton羥自由基體系中的A值Tab.1 The A values of GA and Vc in the Fenton hydroxyl radicals system (n=3,)
The A value of control 1was 1.2355±0.0411.* P<0.05compared with Vc group;△P<0.05compared with 0.04g·L-1 group.
Group 0.04 0.08 0.12 0.16 GA 1.4485±0.1467* 1.5904±0.1533*△ 1.6574±0.1350*△ 1.8275±0.1451*A value[ρB/(g·L-1)]△Vc 1.3650±0.1366 1.4754±0.1477△ 1.5414±0.0959△ 1.6570±0.1217△
表2 GA和Vc在鐵氰化鉀-Fe3+體系中的A值Tab.2 The A values of GA and Vc in the potassium ferricyanide-Fe3+system (n=3,)
表2 GA和Vc在鐵氰化鉀-Fe3+體系中的A值Tab.2 The A values of GA and Vc in the potassium ferricyanide-Fe3+system (n=3,)
The A value of control 2was 0.0669±0.0000.* P<0.05compared with Vc group;△P<0.05compared with 0.04g·L-1 group.
Group 0.04 0.08 0.12 0.16 GA 0.3055±0.0017*△ 0.4966±0.0044*△ 0.6734±0.0008*△ 0.8864±0.0008*A value[ρB/(g·L-1)]△Vc 0.0861±0.0008△ 1.1845±0.0056△ 1.5919±0.0010△ 1.6257±0.0006△
表3 GA和Vc在不同H+濃度的鐵氰化鉀-Fe3+體系中的A值Tab.3 The A values of GA and Vc in the potassium ferricyanide-Fe3+system with different concentrations of H+(n=3,)
表3 GA和Vc在不同H+濃度的鐵氰化鉀-Fe3+體系中的A值Tab.3 The A values of GA and Vc in the potassium ferricyanide-Fe3+system with different concentrations of H+(n=3,)
The A value of control 3was 0.0618±0.0001;the A value of control 4was 0.0606±0.0000;the A value of C was 1.5917±0.0026;the A value of D was 0.1334±0.0009.* P<0.05compared with Vc group;△P<0.05compared with 0.04g·L-1 group.
Group 0.04 0.08 0.12 0.16 GA 0.1381±0.0038* 0.2239±0.0041 0.8755±0.0023*△ 1.7094±0.0014*A value[ρB/(g·L-1)]△Vc 0.1009±0.0047 0.2802±0.0058 0.4521±0.0014△ 0.5473±0.0017△
2.6 不同濃度鹽酸作用下GA和Vc在鐵氰化鉀-Fe3+體系中還原Fe3+的能力 采用SPSS分析得:GA和Vc溶液間A值的比較,均方MS=0.112,F(xiàn)=1.920,P>0.05,GA組和Vc組A值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。GA組和Vc組不同鹽酸濃度溶液A值的比較,均方 MS=1.022,F(xiàn)=17.524,P<0.05,GA組和Vc組不同鹽酸濃度溶液A值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表4。在相同濃度的鹽酸溶液中GA和Vc的A值差別大。Vc組鹽酸濃度為0.84×10-2和0.96×10-2mol·L-1的溶液 A值呈跳躍性改變,躍至A值最大值。
氧化應(yīng)激是指機(jī)體活性氧物質(zhì)產(chǎn)生過多,機(jī)體抗氧化能力降低,氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)平衡紊亂導(dǎo)致組織或細(xì)胞損傷的病理過程。在病理?xiàng)l件下或衰老時(shí),細(xì)胞內(nèi)活性氧的增加超過抗氧化防御能力,就會(huì)引起脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA的氧化損傷,可能導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化、心力衰竭、高血壓等心血管疾病的發(fā)生[10]。研究[11]顯示:臨床上現(xiàn)有的具有抗氧化作用的藥物治療效果具有一定局限性,從中藥或者天然植物藥中篩選抗氧化活性成分,以此為基礎(chǔ)開發(fā)新藥是解決此問題的有效途徑之一。在體外模擬氧化體系下GA的抗氧化作用研究成為關(guān)注的焦點(diǎn)。在鄰二氮菲-Fe2+體系中,加入硫酸亞鐵溶液后必須立即混勻,否則會(huì)使局部顏色過濃影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性。較多的乙醇對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響,故在鄰二氮菲-Fe2+體系中測(cè)定物質(zhì)抗氧化性時(shí)應(yīng)考慮乙醇的還原性,對(duì)乙醇的影響進(jìn)行校正或更換溶劑。在鐵氰化鉀-Fe3+體系中,低濃度GA在H+濃度較小的環(huán)境下體外還原Fe3+能力較強(qiáng),高濃度GA在H+濃度較大的環(huán)境下體外還原Fe3+能力較強(qiáng)。Vc則在H+濃度較小的環(huán)境下體外還原Fe3+能力較強(qiáng)。因此,在GA的應(yīng)用中應(yīng)考慮劑量與體系H+濃度對(duì)其抗氧化性的影響。
表4 不同濃度鹽酸作用下GA和Vc在鐵氰化鉀-Fe3+體系中的A值Tab.4 The A values of GA and Vc in the potassium ferricyanide-Fe3+ system after treated with different concentrations of HCl (n=3,)
表4 不同濃度鹽酸作用下GA和Vc在鐵氰化鉀-Fe3+體系中的A值Tab.4 The A values of GA and Vc in the potassium ferricyanide-Fe3+ system after treated with different concentrations of HCl (n=3,)
* P<0.05compared with 0.12×10-2 mol·L-1 group.
Group 0.24 0.36 0.48 0.60 GA 0.2085±0.0043 0.2676±0.0011 0.2236±0.00 A value(×10-2 mol·L-1)0.1258 0.2127±0.0037 0.2067±0.0033 Vc 0.0609±0.0021 0.0625±0.0031 0.0624±0.0022 0.0716±0.0060 0.0772±0.0018 Group 0.84 0.96 1.08 1.20 GA 0.1986±0.0009 1.2607±0.0056* 1.5134±0.0019* 1.6326±0.0003* 1.6165±0.0008 A value(×10-2 mol·L-1)0.72*Vc 0.0842±0.0035 0.2310±0.0025* 1.7380±0.0034* 1.7040±0.0006* 1.7525±0.0012*
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:Vc組鹽酸濃度為0.84×10-2和0.96×10-2mol·L-1的溶液 A值呈跳躍性改變,躍至 A值最大值。鹽酸濃度為0.84×10-2mol·L-1時(shí)為GA反應(yīng)的適宜酸度,此條件下Vc組溶液的A值過小,不利于低劑量Vc反應(yīng)液的A值檢測(cè)。C號(hào)溶液即GA的A值為1.5917,接近實(shí)驗(yàn)可得最大A值,而D號(hào)溶液即Vc的A值為0.1334,接近實(shí)驗(yàn)可得最小吸光度??梢?,GA和Vc的最佳反應(yīng)體系的條件并不一致,可能是兩者本身化學(xué)結(jié)構(gòu)差異所致。研究[12]表明:沒食子酸在堿性、中性、強(qiáng)氧化條件下不穩(wěn)定,在酸性環(huán)境、強(qiáng)光、高溫條件下穩(wěn)定,而不同的抗氧劑對(duì)其均有保護(hù)作用。且鹽酸濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響很大,試劑加入順序也對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定的影響。研究[13]表明:Fe3+在不同pH值條件下的化學(xué)形態(tài)不同,催化活性差異較大,影響化學(xué)發(fā)光特性。因此在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)控制鹽酸濃度。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:GA在體外一定條件下的抗氧化能力強(qiáng)于Vc,而Vc是公認(rèn)的抗氧化劑,說明GA在抗氧化方面具有良好的應(yīng)用前景。
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吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2013年2期