论文部分内容阅读
目的:陈皮作为一种药食同源性食材,含有挥发油、多糖类、黄酮类、生物碱及微量元素等化学成分。它具有理气健脾、燥湿化痰的功效。现代药理学研究表明,陈皮可抗氧化,抗炎抑菌,降血糖,预防和改善心脑血管疾病。但目前关于陈皮多糖类血糖调节作用的相关研究较少。本课题从陈皮中提取分离出纯度较高的多糖组分,通过建立胰岛素抵抗的HepG2细胞模型以及四氧嘧啶诱导高血糖小鼠的动物模型分别研究陈皮多糖的血糖调节作用,并制备陈皮多糖口服液。为陈皮的综合开发和利用提供了一定的实验依据和理论基础。方法与结果:本课题第一部分探讨陈皮多糖的提取及纯化工艺。首先采用传统水提醇沉法,通过单因素和L9(34)正交试验对陈皮多糖的提取工艺进行优化,并以多糖得率为指标,对其醇沉条件进行单因素考察。然后经Sevag法脱蛋白和透析处理得到粗多糖,再用DADE-52离子交换柱和Sephadex G-100葡聚糖凝胶柱对其进一步分离纯化。结果表明陈皮多糖的最优提取工艺为:在提取温度95℃下,加入10倍纯化水提取1.5 h,提取3次,过滤,合并提取液并减压浓缩至20%。再加入4倍体积的90%乙醇,静置12 h,沉淀物用无水乙醇、丙酮重复洗涤3次后冷冻干燥。此外,陈皮粗多糖通过DEAE-52离子交换柱分离出5个组分,其中经0.1 mol/L NaCl洗脱得到的多糖含量组分最大,再用Sephadex G-100葡聚糖凝胶柱进一步纯化可得成分单一且纯度较高的陈皮多糖TPPS(Tangerine Peel Polysaccharides)。经过含量测定,TPPS含总糖84.96%,糖醛酸33.91%,蛋白质0.62%。本课题第二部分围绕TPPS的结构特征和体外抗氧化能力展开。采用气相色谱质谱联用(GC-MS)、红外光谱(IR)以及核磁共振(NMR)技术对TPPS的组成和结构进行初步分析。并以抗坏血酸(VC)为对照药,以还原能力、总抗氧化能力以及对DPPH、ABTS、·OH自由基的清除率为指标,考察TPPS的体外抗氧化活性。结果显示TPPS具有典型的糖类化合物特征。GC-MS分析TPPS由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖和葡萄糖五种单糖组成,摩尔比为0.94:3.92:0.31:1.00:1.37。IR、1H-NMR和13C-NMR显示TPPS的糖苷键类型以α-型糖苷键为主,并可能含有羰基、氨基、吡喃环和呋喃环结构。同时,TPPS具有较强的体外抗氧化能力,当浓度为1.2 mg/mL时,对ABTS和·OH自由基的清除率达到85.23%、88.53%,还原力高达0.917。本课题第三部分从细胞和动物两个水平分别探讨TPPS的血糖调节作用。以葡萄糖消耗量为指标,通过优化胰岛素浓度和作用时间,构建胰岛素抵抗的HepG2细胞模型,探讨TPPS的血糖调节能力。并采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测HepG2细胞的增殖。动物实验以尾静脉注射四氧嘧啶诱导小鼠高血糖症,灌胃不同剂量的TPPS溶液(200,400,600 mg/kg),研究TPPS对小鼠血糖、糖耐量、血脂和器官损伤的改善作用。以及通过检测高血糖小鼠肝组织的氧化应激能力探讨抗氧化活性对血糖调节作用的潜在影响。体外细胞实验显示,采用5.0×10-7mmol/L的胰岛素诱导作用24 h建立的胰岛素抵抗HepG2细胞模型最优。同时TPPS(50,100,200,400μg/mL)可以显著增加模型细胞的葡萄糖消耗量(p<0.01),改善胰岛素抵抗,并对细胞活性无明显抑制作用。体内动物实验显示,TPPS可以降低高血糖小鼠血糖水平,改善体重及口服葡萄糖耐量,调节血脂浓度,能够明显缓解高血糖病症。此外,TPPS(400,600 mg/kg)可以显著增加肝组织超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的活性,降低丙二醛(MDA)含量(p<0.01),改善胰腺和肝脏组织的损伤,提示TPPS可能通过胰腺和肝脏的保护,降低肝脏氧化应激,而改善高血糖症状。本课题第四部分对陈皮多糖口服液的制备、质量标准和稳定性进行探索。按照已优化的提取条件制备陈皮粗多糖,以该多糖为主药制备陈皮多糖口服液。并通过单因素考察和L9(33)正交试验优化澄清工艺,同时对防腐剂和矫味剂的种类剂量进行筛选。最后对灌封,灭菌处理后的陈皮多糖口服液的质量标准进行初步研究,并通过影响因素实验和加速试验考察其稳定性。结果表明:采用壳聚糖对陈皮多糖溶液进行澄清,加入量为0.32%,絮凝温度为60℃,pH为4.5。并确定0.2%木糖醇为矫味剂,0.1%山梨酸钾为防腐剂。最终制得的陈皮多糖口服液呈澄明的橙黄色,味甘,口感良好,防腐效果好,符合2015版《中国药典》口服液质量标准的要求。不仅如此,光照因素及温度对其稳定性的影响不显著,且应该在干燥处保存,在6个月的加速试验期内稳定状况良好。结论:本课题以陈皮为研究对象,通过水提醇沉、脱蛋白、透析、DADE-52纤维柱及Sephadex G-100葡聚糖凝胶柱等技术分离出质量均一、纯度较高的多糖组分TPPS。结构分析表明,TPPS由五种单糖组成,糖苷键类型以α-型糖苷键为主,可能含有羰基、吡喃环和呋喃环等结构,并具有较强的体外抗氧化活性。在此基础上,探索了TPPS对胰岛素抵抗HepG2细胞和高血糖小鼠的影响,表明TPPS能够有效促进胰岛素抵抗HepG2细胞的糖代谢,并能够显著调节高血糖小鼠的血糖水平,其可能通过胰腺和肝脏的保护,降低肝脏氧化应激,从而改善高血糖症状。最后制备了陈皮多糖口服液,并对质量标准和稳定性进行考察,均符合2015版《中国药典》标准要求。以上研究结果有望为陈皮及多糖的结构分析、临床应用和以陈皮多糖类中药为基础的新药开发提供思路与参考依据。