張來(lái)新

（寶雞文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，陜西寶雞721013）

綜述

現(xiàn)代有機(jī)分析及生物分析在醫(yī)藥學(xué)和食品分析中的應(yīng)用*

張來(lái)新

（寶雞文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，陜西寶雞721013）

簡(jiǎn)要介紹了現(xiàn)代有機(jī)分析的發(fā)展及應(yīng)用。重點(diǎn)介紹了：（1）現(xiàn)代有機(jī)分析在醫(yī)藥學(xué)檢測(cè)中的應(yīng)用；（2）現(xiàn)代有機(jī)分析在食品分析中的應(yīng)用，并對(duì)現(xiàn)代有機(jī)分析的發(fā)展進(jìn)行了展望。

現(xiàn)代有機(jī)分析；醫(yī)藥學(xué)；食品；應(yīng)用

有機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)相互交融、相互滲透產(chǎn)生了一門新興熱門邊緣學(xué)科——現(xiàn)代有機(jī)分析?；跍y(cè)量物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性能、組成及理化性質(zhì)的大量分析儀器被發(fā)明，高靈敏度、高選擇性的測(cè)量方法不斷問(wèn)世，使現(xiàn)代有機(jī)分析被建立以來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。近年來(lái)，由于生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、資源和能源科學(xué)、材料科學(xué)和醫(yī)藥學(xué)等學(xué)科應(yīng)用的需要，一些用于復(fù)雜體系超痕量組分、特殊環(huán)境和特殊要求的測(cè)量方法將使現(xiàn)代有機(jī)分析與時(shí)俱進(jìn)的蓬勃發(fā)展。不僅如此，現(xiàn)代有機(jī)分析已經(jīng)應(yīng)用到分子生物學(xué)、天然有機(jī)化學(xué)、有機(jī)合成化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、石油化工、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，它已發(fā)展成為一門把化學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)融為一體的一門具有廣闊發(fā)展空間的信息科學(xué)。毫無(wú)疑問(wèn)現(xiàn)代有機(jī)分析已成為“為人類文明進(jìn)步、生活、生存和可持續(xù)發(fā)展提供安全保障的未來(lái)的關(guān)鍵學(xué)科”。同時(shí)現(xiàn)代有機(jī)分析是各項(xiàng)現(xiàn)代化高新技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)力。

1 在醫(yī)藥學(xué)檢測(cè)中的應(yīng)用

1.1 鉤藤堿的提取及含量測(cè)定方法比較

鉤藤堿是傳統(tǒng)中藥鉤藤屬植物有效成分的主要成分之一，對(duì)人體的血管系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)以及血液系統(tǒng)等具有明顯的生物活性作用，是治療高血壓方劑的常用藥源。具有清熱平肝、息氣定驚的功效。最新研究表明，鉤藤堿還具有抗血栓的形成和抗血小板凝聚作用。鉤藤主要分布在福建、江西、廣東、廣西、湖南等地，由于其在治療高血壓上顯著的藥用價(jià)值，從鉤藤中提取鉤藤堿已成為近年來(lái)科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。目前，從鉤藤中提取鉤藤堿的提取方法有很多種，如：水提取法、溶劑提取法、超臨界CO2萃取法、醇類提取法等；純化過(guò)程有重結(jié)晶法、離子交換樹脂柱法、柱層析法、高效液相色譜法及超高液相色譜法；而鉤藤堿含量測(cè)定主要用于鉤藤藥材的質(zhì)量控制。目前，利用現(xiàn)代有機(jī)分析的測(cè)定方法有高效液相色譜法(HPLC)、高效毛細(xì)管電泳法(HPEC)、薄層色譜掃描法(TLCS)、分光光度法和容量法等。面對(duì)眾多的提取分離方法，遵義師范學(xué)院的曾啟花等人從鉤藤堿的藥材來(lái)源、提取部位、前處理、提取試劑選擇、分離純化條件、分析測(cè)試等方面作了全面對(duì)比分析，就目前鉤藤堿提取、純化和測(cè)定中的一些難題進(jìn)行了探討，并提出了工業(yè)化提取鉤藤堿的合理化建議[1]，為工業(yè)化生產(chǎn)提取奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2 基于CCI實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化液相色譜條件

裸蒴曼生草本，作為中藥材具有清熱利濕、消腫利尿、至帶消食、解毒排膿之作用?？捎糜诟翁摼每取趥人?、小便淋痛、水腫、帶下病，是我國(guó)傳統(tǒng)中藥且為我國(guó)特有植物，外用于跌打損傷。何達(dá)海等人證實(shí)其主要成分為木脂素類化合物，但目前有效化合物尚未被證實(shí)。故對(duì)優(yōu)化其分析色譜條件對(duì)其活性成分的研究有指導(dǎo)性的現(xiàn)實(shí)意義。為此，中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所的李敏等人以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，優(yōu)化了裸蒴甲醇提取物的液相色譜條件。完成了該析因?qū)嶒?yàn)以及CCI實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化了其最終色譜條件為5.0%～9.8%，5.8min。9.8%～99.6%，20min，柱溫為80℃，進(jìn)樣為3μL。即在該條件下得到174色譜峰，即平均分離度為1.35[3]。該研究用于裸蒴和白苞裸蒴中有效活性成分分離檢測(cè)效果良好。

1.3 芒苞草化學(xué)成分的UPLC——MS分析

芒苞草是中國(guó)植物分類學(xué)家高寶莼研究員首次建立的第一個(gè)新科，是中國(guó)的特有科植物，國(guó)家首批重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危植物（II級(jí)），是一個(gè)十分古老而孤立的類群，具有重要的科學(xué)研究?jī)r(jià)值，是科學(xué)上的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，該成果代表了植物學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先水平。為此，中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所的肖世基等人對(duì)芒苞草進(jìn)行UPLC——MS分析，通過(guò)相應(yīng)色譜峰的質(zhì)譜解析并參考文獻(xiàn)報(bào)道，從該植物全草的甲醇提取物中推測(cè)出5個(gè)化合物，其結(jié)構(gòu)分別為：綠原酸、奎寧酸、異鼠李素-3-O-（3"-6"-二-O-E-P-香豆?；?β-D-吡喃葡萄糖苷、山奈酚-3-O-（3"-6"-二-O-E-P-香豆?；?β-D-吡喃葡萄糖苷和松柏苷。由UPLC的PDA色譜圖可知前4個(gè)化合物均為該植物的主要化學(xué)成分，它們具有一定的生物活性[4]。

1.4 硝苯地平在石墨烯修飾電極上的電化學(xué)行為及測(cè)定

硝苯地平（NIF）是第一代鈣拮抗劑，廣泛用于心絞痛、充血性心衰和高血壓等疾病的治療[7]。石墨烯（GR）是具有二維平面結(jié)構(gòu)的新型納米材料，其具有良好的電催化和電子轉(zhuǎn)移性能，能夠極大降低被測(cè)物的過(guò)電勢(shì)。廣西民族大學(xué)的廖蘇琦等人研制了用Nafion與乙醇分散石墨烯的化學(xué)修飾電極以測(cè)定NIF在修飾電極上的電化學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在0.1mol·L-1的NH4Cl-NH3緩沖溶液中（pH值為9.0），硝苯地平在裸電極于-1.037V處有一個(gè)不明顯的還原峰，與NIF在修飾電極上于-0.937V處有一個(gè)明顯的還原峰，峰電位正移100mV，靈敏度增大約15倍。說(shuō)明石墨烯修飾電極對(duì)硝苯地平有很好的催化和增敏作用。且NIF在電極上的電極過(guò)程是完全不可逆的。定量測(cè)定的線性范圍為4.0× 10-6～1.0×10-4mol·L-1，相關(guān)系數(shù)為0.991，檢測(cè)限為4.0×10-6mol·L-1，說(shuō)明此修飾電極有良好的選擇性，且表現(xiàn)出優(yōu)良的重現(xiàn)性[8]。實(shí)驗(yàn)證明，此修飾電極具有穩(wěn)定性好、催化活性高以及靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，可用于實(shí)際樣品測(cè)定。

1.5 鹽酸氯丙嗪在納米石墨烯修飾電極上的電化學(xué)行為及測(cè)定

鹽酸氯丙嗪（CPZ）是一種中樞多巴胺受體的阻斷劑，具有增強(qiáng)睡眠、麻醉、鎮(zhèn)靜等多種藥用功能。石墨烯（GR）是具有平面二維結(jié)構(gòu)的新型納米材料，具有良好的電催化和電子轉(zhuǎn)移性能；能夠極大降低被測(cè)物的過(guò)電勢(shì)。為此，廣西民族大學(xué)的彭歡等人研究了鹽酸氯丙嗪（CPZ）在用Nafion分散石墨烯電極上的電化學(xué)行為及測(cè)定，實(shí)驗(yàn)表明該電極反應(yīng)為一具有吸附作用的不可逆過(guò)程。用該方法對(duì)片劑中CPZ含量測(cè)定，回收率在95%～110%之間，結(jié)果令人滿意[9]。實(shí)驗(yàn)也證明，此修飾電極具有穩(wěn)定性好、催化活性高以及靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，可用于醫(yī)藥片劑的檢測(cè)及實(shí)際生產(chǎn)控制。

1.6 一個(gè)氨基劍麻多糖的分離純化及結(jié)構(gòu)解析

多糖由于擁有抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、降糖降脂等眾多生物活性，因而吸引了眾多研究人員的關(guān)注。廣西大學(xué)的張雪紅等人以抽取纖維后的廢棄劍麻渣為原料，采用水提醇沉和脫蛋白法，得到劍麻粗多糖CSP（手性固定相）。粗多糖CSP經(jīng)DEAE-Celluose纖維素柱色譜脫色分離、Sephacry S-300HR凝膠柱多次催化純化后得到一個(gè)精制的劍麻多糖SP3，其純度為99.4%，平均分子量約為16700Da。由單糖組成分析可知，SP3由Rha、GalA、Gal、Mam、Glc和Xy1以1.7∶1.0∶1.1∶0.1∶0.2∶0.1的摩爾比組成。通過(guò)多糖部分水解、氧化、降解和甲基化對(duì)劍麻多糖SP3分析，還進(jìn)行了結(jié)構(gòu)鑒定[10]，其中發(fā)現(xiàn)部分半乳糖殘基的0-2位上的羥基被甲氨基取代，該研究期望能在生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、生命科學(xué)、分析分離科學(xué)中得到應(yīng)用。

2 在食品檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 液液選擇分配萃取法從梔子中分離制備梔子苷

梔子別名黃梔子、山梔、白螗，是茜草科植物梔子果實(shí)。目前，梔子的果實(shí)是傳統(tǒng)中藥，屬衛(wèi)生部頒布的第一批藥食兩用資源，具有護(hù)肝、利膽、降壓、鎮(zhèn)靜、止血、消腫作用，在中醫(yī)臨床用于治療黃疸型肝炎、扭挫傷、高血壓、糖尿病等癥。梔子苷是臨床上用于治療各種疾病的有效成分，分子式為C17H24O10，為環(huán)烯醚萜類化合物，是梔子的干燥成熟果實(shí)。為提高梔子苷的食品保健作用和藥效，廣西大學(xué)的周敏等人通過(guò)選擇性分配萃取原則建立了一種簡(jiǎn)便而有效提取制備梔子苷的新方法。即將梔子粗提物用聚合物包括羧甲基纖維素鈉（CMC）、聚乙二醇（PEG）和聚丙烯酰胺（PAM）水溶液和有機(jī)溶劑進(jìn)行分配萃取分離富集梔子苷，并對(duì)梔子苷在兩相之間的分配行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，如果將梔子粗提取物分別溶在0.5%CMC水溶液、5.0%的PEG-6000水溶液和2.0%PAM水溶液中，用乙酸乙酯-正丁醇進(jìn)行普通的正相萃取，有機(jī)相梔子苷含量為65.4%、59.8%和62.3%，而將梔子粗提物溶于正丁醇中，用上述聚合物水溶液反相萃取，有機(jī)相中梔子苷含量分別為85.0%、82.3%、87.1%。此結(jié)果表明聚合物對(duì)梔子苷的分配具有選擇性[2]。

2.2 苯酚-硫酸法測(cè)定低碳食療植物藤茶多糖含量研究

藤茶有作為保健食品和藥用的雙重功能，其味甘淡，性涼，且有清熱解毒，降暑生津，祛風(fēng)濕，強(qiáng)筋骨，淡炎利尿，抗心律失常，抗心肌缺血，緩解酒精等功效。長(zhǎng)期飲用對(duì)廯癩、黃疸型肝炎、感冒風(fēng)熱、咽喉腫痛、急性結(jié)膜炎、癰癤、高血壓、高血脂、高血糖均有治療作用。不僅如此其還有護(hù)膚養(yǎng)顏?zhàn)饔谩Ｌ俨韪缓咂咸阉?、二氫楊梅素、膳食纖維、多糖及鈣、鎂、鐵等微量元素。而有些多糖具有抗腫瘤、抗病毒、降血壓、降血糖、鎮(zhèn)痛、抗輻射作用。為此，遵義師范學(xué)院的張世仙等人采用苯酚-硫酸法[5]，建立了簡(jiǎn)單可靠測(cè)定藤茶中多糖含量的有效方法，利用吸光光度法測(cè)定結(jié)果表明，溶液最大吸收波長(zhǎng)為560nm、在10～40μg·mL-1范圍內(nèi)吸光度與被測(cè)物含量呈良好的線性關(guān)系。實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果表明葡萄糖汁、藤茶中多糖含量為5.6%。故采用苯酚-硫酸法測(cè)定藤茶中多糖含量簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確，為藤茶的大力開發(fā)和綜合應(yīng)用提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)[6]。

綜上所述：由于各學(xué)科間的不斷滲透和科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，使有機(jī)分析的定義已從“有什么”，“有多少”發(fā)展為現(xiàn)代有機(jī)分析是發(fā)展和應(yīng)用各種方法、技術(shù)、儀器和策略，以獲得有關(guān)物質(zhì)在空間和時(shí)間方面組成和性質(zhì)的信息科學(xué)。正如1991年IUPAC國(guó)際分析科學(xué)會(huì)議主席E.NiKi教授所言：新世紀(jì)是光明還是黑暗，取決于人類在能源與資源科學(xué)、信息科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)四大領(lǐng)域的進(jìn)步，而取得這些領(lǐng)域進(jìn)步的關(guān)鍵問(wèn)題是依賴于現(xiàn)代有機(jī)分析化學(xué)。而當(dāng)今有機(jī)分析化學(xué)正向著四大領(lǐng)域所需要的靈敏、準(zhǔn)確、特新、微量化、自動(dòng)化和在線的方向發(fā)展。

［1］曾啟華,黃竹發(fā),姚賽.鉤藤堿的提取及含量測(cè)定方法比較［C］.全國(guó)第十七屆有機(jī)分析及生物分析學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集,南寧廣西大學(xué),2013年10月,185-188.

［2］周敏,唐新宗,韋萬(wàn)興.液液選擇分配萃取法從梔子中分離制備梔子苷［C］.全國(guó)第十七屆有機(jī)分析及生物分析學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集,南寧廣西大學(xué),2013年10月,267-268.

［3］李敏,劉潔,周燕.基于CCI實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化液相色譜條件［C］.全國(guó)第十七屆有機(jī)分析及生物分析學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集,南寧廣西大學(xué),2013年10月,261-262

［4］肖世基,高寶莼,丁立生,等.芒苞草成分的UPLC—MS分析［C］.全國(guó)第十七屆有機(jī)分析及生物分析學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集,南寧廣西大學(xué),2013年10月,263-264.

［5］邸明磊,單曉菊,馬麗娜,等.苯酚-硫酸法測(cè)定苦豆子多糖含量［J］.現(xiàn)代中醫(yī)研究與實(shí)踐,2012,26（1）:59-61.

［6］張世仙,曾啟華,敖克厚,等.苯酚-硫酸法測(cè)定低碳食療植物藤茶多糖含量［C］.全國(guó)第十七屆有機(jī)分析及生物分析學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集,南寧廣西大學(xué),2013年10月,191-193.

［7］YY.Shao,J.Wang,H.Wu,etal,Graphenebased electrochemicalsensorsand biosensors:a review［J］.Electroaral,2010,22:1027-1036.

［8］廖蘇琪,王方玲,韋艷芬,等.硝苯地平在石墨烯修飾電極上的電化學(xué)行為及測(cè)定研究［C］.全國(guó)第十七屆有機(jī)分析及生物分析學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集,南寧廣西大學(xué),2013年10月,175-176.

［9］彭歡,梁雪梅,方曉雪,等.鹽酸氯丙嗪在納米石墨烯修飾電極上的電化學(xué)行為及測(cè)定研究［C］.全國(guó)第十七屆有機(jī)分析及生物分析學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集,南寧廣西大學(xué),2013年10月,177-178.

［10］張雪紅,林翠梧.一個(gè)氨基劍麻多糖的分離純化及結(jié)構(gòu)解析［C］.全國(guó)第十七屆有機(jī)分析及生物分析學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集,南寧廣西大學(xué),2013年10月,155-156.

Applications ofmodern organic analysis and bioanalysis tomedicine and food ananysis*

Z HANG Lai-xin
（Chemistry&Chemical Engineering Department,BaojiUniversity of Arts and Sciences,Baoji721013，China）

s：This paper briefly introduced the development and applications of modern organic analysis.Emphases are put on two parts：（1）applications ofmodern organic analysis to medical detection;（2）applications of modern organic analysis to food analysis.Future development ofmodern organic analysis is prospected in the end.

modern organic analysis;medicine;food;application

O656

A

1002-1124（2014）07-0038-03

2014-05-12

陜西省植物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金資助項(xiàng)目（09JS066）；陜西省教育廳自然科學(xué)基金資助課題（04JK147）；寶雞文理學(xué)院自然科學(xué)基金資助課題（zk12014）

張來(lái)新（1955-），男，漢族，陜西周至人，寶雞文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事大環(huán)化學(xué)研究及天然產(chǎn)物分離提取。