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《西北师范大学》 2016年
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锁阳多糖的分离纯化、结构、降糖活性及纳米钯合成应用研究

王风霞  
【摘要】:锁阳(Cynomorium songaricum Rupr.)为锁阳科锁阳属植物的肉质茎,主要分布在甘肃河西走廊沙漠地带、内蒙古等地,储量丰富,是我国的传统中药材,含有丰富的多糖类物质。对锁阳多糖降血糖活性的研究,将为开发多糖降血糖类药物提供参考;对锁阳多糖提取物的研究,也会对锁阳的全面开发和综合利用产生积极影响。本论文在水提法的基础上,探索了盐提法、高温高压法提取工艺,分离纯化得到四种多糖组分;通过表征确定了其单糖组成和初级结构;通过建立Hep G2肝癌细胞胰岛素抵抗模型,研究了锁阳多糖改善Hep G2细胞胰岛素抵抗的构效关系,考察了不同提取方法、不同分子量、含/不含游离蛋白的锁阳多糖对Hep G2细胞的毒性和降糖作用;利用链尿佐菌素(STZ)诱导糖尿病大鼠模型,考察了水提锁阳多糖对糖尿病大鼠的降血糖作用;最后以盐提锁阳多糖作为还原剂,在微波作用下制备钯纳米复合材料应用于血液中葡萄糖浓度检测。论文具体由以下五部分组成:第一部分锁阳多糖的提取及分离纯化研究使用水提法、盐提法、高温高压法提取了锁阳多糖,并优化了锁阳多糖纯化过程中关键步骤—脱色方法,确定了最优脱色工艺为:多糖浓度2 mg m L-1,活性碳使用量为1%,40℃,p H为4。该条件下多糖保留率为76.45±0.67%,脱色率可达到86.84±2.10%。经脱色、脱蛋白、醇沉、透析、柱层析等纯化步骤,得到分子量相对均一的四种锁阳多糖组分,分别为CSP-SAⅠ、CSP-SAⅡ、CSP-WAⅠ、CSP-HTⅡ,并测定了分子量及其分子量分布。第二部分锁阳多糖的结构表征研究利用FT-IR,GC-MS,1D-NMR,2D-NMR,AFM和TG-DSC全面表征了提取的锁阳多糖。综合表征结果,CSP-SAⅠ为直链葡聚糖,并确定了其可能的初级结构。CSP-SAⅡ为鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖组成的杂多糖,分支度为21%,并得到了其可能的初级结构。CSP-WAⅠ主要是由葡萄糖组成的杂多糖,含微量阿拉伯糖、木糖及半乳糖,并得到了其可能的初级结构。CSP-HTⅡ除了含有鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖之外,还含有一定量的非糖物质。第三部分锁阳多糖改善Hep G2细胞胰岛素抵抗的构效关系研究考察了细胞水平不同提取方法、不同分子量、含/不含游离蛋白的锁阳多糖的毒性和降糖作用。通过建立肝癌细胞胰岛素抵抗模型,研究了锁阳多糖改善Hep G2细胞胰岛素抵抗的构效关系。在细胞毒性方面,发现盐提锁阳多糖CSP-SA对细胞的毒性较大;尤其是中分子量的CSPM-SA在中、高剂量时均可显著影响Hep G2细胞活力;含游离蛋白水提锁阳多糖CSPpro-WA也具有较显著的细胞毒性。在促进细胞(IR状态)葡萄糖消耗作用上,水提锁阳多糖CSP-WA的作用与阳性对照药物二甲双胍相当,可显著改善Hep G2肝癌细胞的胰岛素抵抗状态。研究发现,不同方法提取的锁阳多糖中,水提法效果较佳,且其促进葡萄糖消耗作用呈剂量相关;低分子量的多糖在促进细胞葡萄糖消耗作用上效果相对较好;不含游离蛋白水提锁阳多糖与含蛋白样品相比,对促进Hep G2肝癌细胞葡萄糖消耗作用更好。第四部分锁阳多糖对糖尿病大鼠降血糖作用研究利用链脲佐菌素(STZ)诱导建立糖尿病大鼠模型,通过测定血糖、体重、饮水、饮食、血清胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低/高密度脂蛋白(LDL和HDL)水平,考察了水提锁阳多糖(CSP-WA)对糖尿病大鼠的降血糖作用。研究发现,CSP-WA可显著降低糖尿病大鼠的血糖水平,减轻由糖尿病引起的“多饮、多食、体重减少”等症状,能使糖尿病引起的高胰岛素水平降低,并使其代谢水平趋于正常。同时可显著降低糖尿病大鼠血清胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白水平,从而改善糖尿病大鼠的脂代谢水平,减轻相关症状。第五部分纳米钯的锁阳多糖微波合成及其在葡萄糖浓度监测中的应用采用盐提锁阳多糖(CSP-SA)作为还原剂,微波作用下还原醋酸钯制备纳米钯材料,并将其应用于非酶葡萄糖检测。研究发现,制备的钯纳米颗粒吸附在锁阳多糖上构成复合结构(Pd-CSP),多糖在其中起了还原和稳定钯纳米颗粒的作用。合成的钯纳米颗粒具有较好的分散性和较小的粒径,制备的传感电极在血糖监测中表现出较好的响应性,较高的灵敏度,优异的抗干扰能力以及稳定性。
【学位授予单位】:西北师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ464.1;TB383.1

【参考文献】
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