利用基于核磁共振的代谢组学方法对植物药薤白的研究

摘要

基于核磁共振的植物代谢组学主要应用核磁共振检测手段，对植物体内大量代谢物同时定性和定量分析，全面系统地研究植物不同部位、不同时间、不同生长环境以及外界刺激对植物代谢的影响，从而对植物进行区分并且通过这些变化来推测相应的代谢途径和代谢网络，将植物的生理过程和外界影响联系起来。由于植物药具有“多成分，多靶点”的特点，结合代谢组学整体性和全面性的特色，因此代谢组学方法似乎是一种非常有利的研究工具。本论文以植物药薤白为研究对象，从代谢组学的方法入手，利用核磁共振技术结合多变量分析方法研究不同炮制过程中薤白代谢物的变化，为其中药制剂的制备过程提供了理论依据和指导作用。
　　首先，由于植物药的储存需要，通常要进行干燥处理，而干燥过程必然会对其代谢成分产生影响。本论文研究了晒干、冻干和阴干过程对植物药薤白代谢物的影响。结果表明，不同干燥方式获得的代谢物种类大致相同，但是含量有差异。从核磁共振图谱中，一共检测到31种代谢物，其中包括2个未归属化合物，而且在薤白中首次报道检测到尿苷这种物质。与新鲜样本相比，脯氨酸的含量在三种干燥过程中都是升高的;糖类、氨基酸的含量在不同的干燥过程中变化趋势不同。此外，根据各代谢物的变化分析得到膜降解、腐胺的合成、三羧酸循环、糖质新生和莽草酸介导途径可能都会受到干燥过程的影响。N-反阿魏酰基酪胺，一种重要的潜在活性物质，在冻干处理样本中含量是最高的，这表明冻干过程可能是薤白处理中较为合适的干燥方式。
　　其次，溶剂的提取对于药用植物来说是非常重要的步骤，不同的溶剂化学特性不同，在提取过程中得到的物质也不尽相同。本论文研究不同溶剂提取薤白代谢物的差异，为薤白中不同活性成分的提取提供理论依据。本课题选取了甲醇、水、正丁醇和乙酸乙酯四种提取溶剂，一共检测到43种代谢物，其中包括4种未归属化合物。甲醇和水提取物的谱图比较类似，主要包含初级代谢产物如糖类，氨基酸，有机酸。正丁醇提取物中主要有硫化物、半胱氨酸、十七烷酸、尿苷和腺苷。乙酸乙酯提取物中主要是脂类、N-反阿魏酰基酪胺和N-对香豆酰基酪胺。由于文献报道，植物药薤白中的潜在活性物质含硫化合物尤其是甲基烯丙基三硫能够降低血脂;腺苷、N-反阿魏酰基酪胺和N-对香豆酰基酪胺对血小板聚集有明显的抑制作用。结合我们的实验结果，正丁醇适宜提取薤白中含硫化合物和腺苷，乙酸乙酯适宜提取N-反阿魏酰基酪胺和N-对香豆酰基酪胺。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 薤白

1．1．1 薤白的化学成分

1．1．2 薤白的药理作用

1．1．3 薤白的临床应用

1．2 代谢组学

1．2．1 代谢组学简介

1．2．2 代谢组学的研究方法

1．2．3 代谢组学的应用

1．3 代谢组学数据处理

1．3．1 数据的预处理

1．3．2 数据模型的建立

1．3．3 数据模型的验证

1．4 核磁共振技术

1．4．1 核磁共振简介

1．4．2 核磁谱图相关信息

1．5 本课题的目的，意义及思路

第二章 实验部分

2．1 实验材料

2．1．1 化学试剂

2．1．2 仪器设备及实验用品

2．1．3 薤白样品的收集

2．2 实验方法

2．2．1 薤白样品的提取

2．2．2 NMR实验

2．2．3 数据分析方法

2．3 实验部分小结

第三章 不同干燥方法对薤白代谢物的研究

3．1 前言

3．2 结果与讨论

3．2．1 不同干燥方式薤白提取物组成的NMR分析

3．2．2 不同干燥方式薤白提取物的多变量分析

3．2．3 干燥方式对薤白代谢物组成的影响

3．3 小结

第四章 不同溶剂提取对薤白代谢物的研究

4．1 前言

4．2 结果与讨论

4．2．1 不同溶剂提取薤白代谢物组成的NMR分析

4．2．2 不同溶剂薤白提取物的多变量分析

4．2．3 提取溶剂对薤白代谢物组成的影响

4．3 小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士期间的科研成果及待发表论文

致谢