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大蒜新素二烯丙基三硫化物键合硅胶液相色谱固定相的制备与表征

杨汉荣

   利用中草药有效成分的天然结构和药物功能,设计和开发新型色谱分离材料,并制备新型抗菌材料,进行相关应用基础研究,对深层次开发利用我国丰富的中草药资源具有重要意义和广阔的应用前景,同时也是色谱学与相关应用学科交叉的前沿研究课题,显示出重要的学术价值。本学位论文制备了具有抗菌功效的大蒜新素键合硅胶固定相,表征和评价了新固定相的高效液相色谱性能,通过各种溶质和实际样品较系统地探讨了色谱保留机理,并对大蒜新素键合硅胶的生物活性进行了研究,同时探讨了其抗菌机理。主要研究内容如下: 1.较全面地综述了近年来高效液相色谱键合硅胶固定相的研究进展,对传统键合硅胶色谱固定相的改造设计和新型键合硅胶固定相的研究开发两个方面进行了评述,并就键合硅胶固定相的制备、色谱性能、保留机理及其在高效液相色谱中的应用研究进行重点评述。 2.采用固液相表面连续反应法,在过氧化二异丙苯的引发下,偶联剂γ-巯丙基三甲氧基硅烷键合硅胶(MPSP)与制备的大蒜新素二烯丙基三硫化物发生巯烯加成反应,首次制备了一种具有抗菌功效的新型直链色谱固定相—大蒜新素二烯丙基三硫化物键合固定相(DTSP)。对配体的选择、制备路线的设计进行了探讨,同时对反应进行了一定的优化,在较好的实验条件下制得MPSP和DTSP。并采用元素分析、红外光谱、热重分析和质谱分析对其结构进行表征。结果表明,配体大蒜新素被成功地键合到球形硅胶表面,MPSP和DTSP键合量分别为1.47mmolg~(-1)和0.23mmolg~(-1),并具有良好的热稳定性。 3.首先采用Kimata等提出的键合相综合评价方法,表征DTSP的基本色谱性能。然后以苯的同系物、多环芳烃、取代芳烃位置异构体、中性芳香化合物、酚类物质、取代苯甲酸和芳香胺等化合物为溶质探针,传统ODS柱为参比,进一步更系统地探讨了新固定相对不同类型化合物的色谱分离机理和特点。结果表明:具有抗菌作用的大蒜新素键合相不仅有抗微生物污染的能力,更重要的是它能为不同结构的溶质提供疏水、氢键、π-π、n-π、电荷转移和离子交换作用等,从而对酸性、中性和碱性等多种类型化合物显示较好的快速分离能力,并对极性取代芳烃位置异构体有立体选择性。同时也发现新固定相对大黄和娃儿藤植物提取液有实际分离能力,对大蒜粉实际样品中的含硫化合物具有特异性作用。 4.通过高效液相色谱法研究了核苷、嘌呤、嘧啶和水溶性维生素等极性化合物在DTSP上的色谱行为。考察了流动相的变化因素对溶质保留行为的影响,例如:流动相甲醇含量、pH值和离子强度。图谱显示DTSP对极性化合物核苷、嘌呤、嘧啶和水溶性维生素有良好的分离选择性。根据实验的色谱数据发现,DTSP的色谱分离机理是疏水作用、氢键作用、n-π、π-π;作用和偶极-偶极作用等,同时在一定程度上离子交换作用也改变色谱保留行为。总之,与ODS相比,DTSP具有的多种作用位点、可形成协同作用改善了对极性化合物分离选择性,同时DTSP也具有良好的色谱重现性,可预见其对分离极性化合物具有广阔的应用前景。 5.将天然抗菌配体大蒜新素化学键合到硅胶表面制备抗菌材料有重要的意义和应用前景。实验制备了偶联剂γ-巯基丙基键合无定型硅胶(MPS)和大蒜新素键合无定型硅胶(DTS)。采用元素分析、红外光谱、热重分析和质谱分析进行结构表征,MPS和DTS的键合量分别为1.73mmolg~(-1)和0.27mmolg~(-1)。通过抑菌环试验考察了DTS对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、产气杆菌和变形杆菌的抗菌活性,抑菌环分别为9.0,8.1,10.1,9.2,8.9mm。实验同时采用搅拌涂布平板法考察了牛肉膏蛋白胨基中DTS含量对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌抑菌效果的影响。结果表明,DTS对这5种菌均有良好的抑菌效果,消除了浓烈的大蒜气味,同时保存了大蒜新素的抗菌活性。初步探讨了该DTS的抗菌机理,为疏水性颗粒状样品的抗菌试验,提供了一种搅拌涂布平板法。 6.烯丙基硫化物由于弱极性不电离,首次利用Ag~+柱后诱导电离对大蒜粉剂中的含硫化合物进行质谱定性,并以大蒜新素为参比,对各种二烯丙基多硫化合物进行定量测定。采用甲醇-水梯度洗脱,色谱柱为Waters Symmetry C_(18)(3.9mm×150mm,5μm)柱,流动相流速为0.5mLmin~(-1),30min实现良好分离。将1mmolL~(-1) AgNO_3衍生试剂以5μLmin~(-1)流速注入柱后管路,毛细管电压3Kv,正离子电离方式质谱检测。结果表明,二烯丙基多硫化物的色谱行为符合“硫数规律”(logk′=0.4276+0.0364n,r=0.9910);利用该类化合物摩尔吸光系数与大蒜新素相近的原理,进行大蒜粉剂中含硫化合物定量分析,比硫酸钡重量法和银量定硫法更合理。 7.上述研究着重于大蒜新素键合固定相的制备与表征,然而将该新固定相应用于生化样品的分离有待于下一步研究。……   
[关键词]:高效液相色谱;键合硅胶固定相;大蒜新素;二烯丙基三硫化物;色谱性能评价;色谱保留机理;生物活性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南昌大学2007年