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化學分析研究范文1
[關鍵詞] 尿路感染;尿干化學分析儀;尿有形成分分析儀
[中圖分類號] R446.12 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742(2015)10(a)-0028-03
Clinical Study of the Effect of Urine Dry Chemistry Analyzer Combined with Urine Formed Element Analyzer on the Detection of Urinary Tract Infection
ZHAO Fei
Clinical Laboratory, No.97 Hospital of PLA, Xuzhou, Jiangsu Province, 221009 China
[Abstract] Objective To explore the clinical value of urine dry chemistry analyzer and urine formed element analyzer applied to the detection of urinary tract infection. Methods 260 cases underwent specimen detection in our hospital from March 2014 to March 2015 were selected as the subjects. The result of white blood cell count, bacteria count and nitrites test were compared with that of bacterial culture. Results ① Bacterial count sensitivity (50.76%), specificity (77.83%), positive predictive value (60.18%) and negative predictive value (82.69%) compared to the three joint sensitivity (80.01%), specificity (82.21%), positive predictive value (64.32%) and negative predictive value (86.51%) was significantly lower, with significant difference (P
[Key words] Urinary tract infection; Urine dry chemistry analyzer; Urine formed element analyzer
尿路感染是臨床的常見疾病,在尿液中檢測到細菌白細胞、紅細胞等有形成分是臨床擬診尿路感染時有效的客觀依據,它們在病情診斷、病情進展和預后等方面的研究判斷具有重要意義[1-3]。該研究對該院在2014年3月―2015年3月收治的260例尿路感染住院患者尿液聯合應用Iris iQ200尿沉渣分析儀和URIT-1500尿液干化學分析儀進行尿液標本檢測,現報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
整群選取2014年3月―2015年3月期間在該院收治的260例標本檢測患者作為研究對象,其中男性患者120例,女性患者140例,年齡在23~58歲之間,平均年齡41歲,未用抗生素前留晨尿進行檢驗。
1.2 試劑和儀器
尿沉渣分析儀器選擇美國Iris iQ200尿沉渣分析儀及其配套試劑和質控品;尿液分析儀器選擇優利特URIT-1500尿液分析儀及其配套試劑和質控品;細菌鑒定及藥敏分析儀選擇西門子MicroScan Auto Scan-4細菌鑒定及藥敏分析儀。
1.3 分析方法
1.3.1 標本采集 根據操作標準留取清潔中段尿,先做中段尿細菌培養,再做尿沉渣分析和尿干化學分析檢測。
1.3.2 操作步驟 ①用接種環把1ul.尿液標本接種到血平板和麥康凱培養基進行半定量培養,經過18~24 h37℃需氧培養,計數菌落數量;②URIT-1500檢查:將該研究標本按照相關程序進行尿化學分析,對標本亞硝酸鹽結果進行檢查和記錄;③IrisiQ200檢測:依照SOP將尿液標本在IrisiQ200尿沉渣分析儀上檢測,對白細胞數和細菌數進行記錄。
1.4 統計方法
該研究相關的數據用SPSS 18.0軟件進行數據分析,對計數資料用率(%)表示,進行χ2檢驗,以P
2 結果
2.1 細菌培養結果
陽性標本68例,其中40例為革蘭陰性菌,大腸埃希桿菌16例,6例為變形桿菌,4例為肺炎克雷伯桿菌,3例為陰溝腸桿菌,同樣有3例為銅綠假單胞菌,其他陰性桿菌8例;革蘭陽性菌28例,其中溶血葡萄球菌4例,糞腸球菌4例,松鼠葡萄球菌4例,表皮葡萄球菌3例,金黃色葡萄球菌3例,耳葡萄球菌3例,其他陽性菌7例。陰性標本192例。白細胞計數:男性
2.2 尿路感染的診斷效能評價
三項指標中白細胞計數的敏感性(67.99%、0.645)相較于細菌計數(50.76%、0.324)、亞硝酸鹽(25.03%、0.421)較高,差異有統計學意義(χ2=5.024,P
表1 三項指標的性能評價分析(%)
3 討論
尿路感染是臨床的常見疾病之一,發病原因多是由單一細菌引起,占到90%以上[4]。90%的門診病人和一半左右的住院病人,病原菌都是大腸埃希桿菌,此種病原菌有140種左右的血清分型,多種細菌感染見于留置導尿管、神經源性膀胱、結石、先天性畸形和陰道,腸道、尿道瘺等[5]。診斷尿路感染的重要指標是尿細菌培養,但尿細菌的培養通常要花費3~4 d的時間,并不利于為臨床的治療提供準確的依據,因此考慮以輔助診斷尿路感染的方法來及時地為臨床提供參考,如尿沉渣的白細胞計數,細菌計數,尿干化學的白細胞酯酶和亞硝酸鹽等等。在尿液中檢測到細菌白細胞、紅細胞等有形成分是臨床擬診尿路感染時有效的客觀依據,它們在病情診斷、病情進展和預后等方面的研究判斷具有重要意義[6-7]。
經過該研究分析,三項指標中白細胞計數的敏感性(67.99%、0.645)相較于細菌計數(50.76%、0.324)、亞硝酸鹽(25.03%、0.421)較高,差異有統計學意義(χ2=5.024,P
在張廣波等人[9]的報道中,其聯合利用了尿干化學、尿沉渣以及顯微鏡檢測等方法,針對被懷疑的尿路感染患者尿液實施檢查與分析,并在其結果中顯示,尿干化學、尿沉渣等檢測方法在靈敏性方面并差異無統計學意義,同時相較于顯微鏡檢測法則在靈敏度方面效果顯著。通過有效利用這兩種檢查方法,能夠增強對患者病情的可預見性診治和判斷,有益于提升治療的效果。該次研究各項指標與報道相比存在指標偏低的問題,考慮以下因素:假陽性率和假陰性率的影響導致評價指標偏低,這一因素在其他報道中也會產生影響,該次研究中革蘭陰性菌40例,占58.82%,該菌在分解亞硝酸鹽的能力上存在明顯不足,這一點極容易造成假陰性。同時該次研究的儀器選擇有區分活菌和死菌的問題,以及細菌聚集成簇被儀器誤認為其他顆粒導致假陰性,所以有待于日后進行更為深入的研究。采用尿干化學分析儀與尿有形成分分析儀聯合檢測方法,對尿路感染的診斷具有較高的靈敏度,在保證檢測結果科學、準確的同時,提升了工作效率,可在較大程度上排除尿路感染,值得在臨床上大范圍推廣和應用。
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化學分析研究范文2
[關鍵詞]藥學;藥理化學;分析化學
隨著我國醫療事業的飛速發展與進步,藥學研究水平越來越高。其發展主要依賴于藥物分析技術,藥學研究對我國醫藥事業開發、創新、發展等方面具有重要促進意義,能夠間接提升我國經濟水平,從根本上提高我國健康保障水平。
一、藥物化學和分析化學的基本概念
(一)藥物化學概念
所謂藥物化學主要是將化學分子原理應用于藥物研發,從科學角度分析化學藥物的基本構成、生物效應及相應藥性原理等相關內容,用于新類型藥物研發。藥物化學研究需要兩方面來共同促成,其一是生物學,另外一方面是化學,其在藥物研發中主要明確藥物的活性物質或藥性機制,分析患者用藥治療后,藥效對機體的代謝作用,及機體對藥物的適應情況及吸收情況等。
(二)分析化學概念
所謂分析化學主要是指對物質中相關藥物成分、不同結構含量等進行測量,將測量的物質指標進行化學分析,其屬于物質化學分析的一門科學,除此之外,有關于物質成分測量所用儀器也包含在內,屬于分析化學的一部分。分析化學中對藥物成分進行測量分析的方法被稱為化學分析法,這種方法在測量過程中主要應用天平和所要測量的物質及試劑,將其用玻璃器皿盛放,將所測量的物質成分計量指標與測量過程中出現的化學反應兩者相互對應分析,以此得出結論。另外一種分析方法即儀器分析,這種方法在滿足上述作用的同時還能夠進行微量分析及形態、結構分析等。
二、物理化學和分析化學的發展及作用
(一)物理化學和分析化學的發展
早在19世紀,物理化學這一概念被提出,并且于30年代和40年代蓬勃發展。物理化學概念被提出后科研人員研制出了磺胺類藥物,投放于臨床治療,響應效果較好,對患者的預防感染及臨床治療均具有一定促進作用,在投放應用的10年內,β內酰胺類抗生素研發技術逐漸完善。于19世紀40年代有相關研究人員研究出了抗菌藥物的藥性、活性及藥物機理等,將其與藥物成分及結構等相關內容相互融合,用于新藥的研制,就此不同種類藥物越來越多。于19世紀末時,通過研究人員的努力,對于新藥的研制不再僅依靠藥物活性機理及其成分結構方面入手,新藥的不斷研制也是物理化學逐漸認識的過程,研究人員能夠明確大部分種類藥物在機體中出現的生化效應,能夠明確不同類藥物應用于人體其活性及產生的藥效,就此于19世紀末可以通過不同類型、病癥患者的實際患病情況入手,分析患病原因,實現新類型藥物研發,對癥下藥治療。于20世紀分析化學理念被提出。分析化學除了分析方法以外,其能夠用于新藥研制主要依賴于分析儀器,在不斷探索發展的過程中,儀器分析方法逐漸占據主要地位。在整個20世紀中,40年代至80年代之間,出現了三大重要學科領域,即材料學、環境學和生命學科,這三大學科通過與儀器分析方法聯合應用研究,在一定程度上成就、完善了分析化學,促進其發展進步。從當今環境來看,儀器分析方法又與計算機信息科技相互聯系到一起,以計算機為載體、以網絡信息為媒介,將分析化學中測量的數據、信息進行整理、收納,最終錄入電腦,實現信息傳輸及智能分析。目前,信息化儀器分析中最具代表性的即為傳感器的發現及圖譜快速檢索和實驗室自動化等。
(二)物理化學及分析化學的作用
從不同角度來講,物理化學和分析化學的作用存在一定差異,是不同的。物理化學更偏向于藥物活性、機理及藥性和機構的研究,極大促進了早期藥學的研究與發展,為后續的新類型藥物研發奠定了堅實基礎。同時,20世紀內的分析化學主要是用于藥物成分、劑量的測量及化學實驗反應研究,其屬于實驗方法的一種,并且在儀器分析發展進程中,挖掘了與藥學有關的不同學科,為藥學研究提供更全面、系統的理論支持,促進藥學研究。當前,儀器分析法融合計算機信息技術,實現了儀器分析的智能化和自動化,其具有測量分析數據準確可靠、操作迅速等優勢,但是從另一方面來講,儀器設備購置昂貴并且對儀器操作者要求較高,操作繁瑣,這些都是局限性。從大方面來講,物理化學和分析化學的豐富及發展對于我國藥學研究均具有一定促進作用,通過對不同藥物運作機制的研究和不同藥物成分實驗研究,研發了不同類型的新藥物,將其用于臨床治療。綜上所述,藥物化學和分析化學是藥學的重要組成部分,兩者在不斷發展中融合不同新技術,為藥物研發、臨床治療及醫療事業的發展都起到一定促進作用,具有重要意義。
參考文獻:
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化學分析研究范文3
一分析化學實驗存在的問題
目前,培養寬基礎,大口徑的多功能的畢業生,提高本科生的就業實力作為一項重要的目標來完成。要提高學生在各方面的競爭實力,就要增設一定數目的選修課程,來擴大學生的視野。在總學時數不變的情況下,我們院本科教學中對化學實驗課課時進行了適當的壓縮。[2]從而增加與化學相關學科的學習。在學時減少的情況下,學生對分析化學的基礎操作和練習就相對少很多,而且重視程度也有所下降。只是在課堂上聽老師講解實驗的理論,將分析化學實驗變成了理論課來學習。整個學習過程,學生處于被動的學習和機械的操作,缺乏主動能動性,不利于學生創新能力和發散思維的培養。發生這樣的問題,既有學生對于分析化學實驗的學習,方式方法還不夠正確,也有教師在授課中過多的注意理論的講解,輕視了實驗技能的培養。分析化學實驗包含兩大部分內容,即化學分析實驗和儀器分析實驗。首先,近幾年的分析化學實驗,大型儀器的使用程度遠高于十幾年前,在操作中儀器的自動化程度高,實驗步驟簡單,處理過程由工作站完成。教師在整個實驗過程中,并沒有完全注意到學生對于新的實驗儀器是否有充足的認識,只將基本的操作方法告訴學生,讓學生如何如何操作。教師沒有做到積極的引導學生學習,學生也沒有做到主動的學習。[3]其次,教材在設計上有相當一部分實驗內容之間存在重復,實驗題目過于陳舊,導致了學生所做的實驗不能讓其與未來的工作相結合。實驗內容缺乏研究性、綜合性,使學生所學的知識無法與實際情況相統一。對于儀器分析實驗,科技都在日新月異,而學生使用的教材已經遠遠不能滿足新的實驗儀器對實驗內容的要求了。最后,在實驗的考核中,多數的學校的考核方法都大同小異,平時成績加期末試卷作為總成績。不能真實有效的反應學生的實際情況,也不利于激發學生學習的熱情。學生把主要的精力都用在如何使實驗數據更符合實驗的要求。同學之間實驗后會相互核對實驗數據,更有人會更改實驗數據。使實驗課的真正目的失去了。
二分析化學實驗教學模式改革與實踐
1分析化學實驗教學內容改革
(1)分析化學基礎實驗內容調整隨著現代儀器分析方法的發展,儀器分析實驗在分析化學實驗中逐漸占有更高的比例。化學分析方法以化學反應作為測定樣品質量或濃度的方法?;瘜W分析實驗應是學習分析化學實驗的基礎方法?;瘜W分析實驗與儀器分析實驗內容上要融會貫通,相輔相成,學生在學習分析化學實驗時不應有主次之分。分析化學實驗是一個系統性、研究性、綜合性相結合的實驗,在實驗內容上不能簡單按照教材依次進行授課。對于化學分析實驗,根據近些年在科研和工作中,各種化學分析實驗測試方法的使用頻率,我們將化學分析實驗具體分為五大部分進行設置。分別為酸堿滴定法、絡合滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法和光度分析法。以酸堿滴定法為例,我們選擇了2個基礎實驗,分別為以鹽酸和氫氧化鈉作為標準溶液的實驗,將教材中的實驗進行整合,調整。原教材中的鹽酸溶液的配制及標定實驗和混合堿成份的測定兩個實驗合并為一個基礎實驗。這樣,學生在實驗過程中能在一次實驗中對鹽酸標準溶液從配制、標定到測定有清晰的認識。幫助學生了解和掌握鹽酸標準溶液的使用方法。也掌握了對于混合堿成份分析經常用到的雙指示劑法的使用。同樣氫氧化鈉標準溶液的滴定實驗中,將原教材中的氫氧化鈉標液的配制及標定和甲醛法測定銨鹽中氮含量的實驗相結合。這樣的設置通過多年的教學實踐證明了,確實效果很好。學生反映通過基礎實驗能很好的掌握標準溶液的使用方法。在基礎實驗進行后,又設計一個與酸堿滴定法有關的綜合設計實驗,作為酸堿滴定法實驗的考核內容,有機酸摩爾質量的測定實驗。實驗的內容以試卷的形式,學生要在規定的時間內對有機酸摩爾質量進行測定,并在試卷相應的位置填寫實驗的數據,得出實驗結論。通過綜合設計實驗,可以有效的考查學生在酸堿滴定中的掌握情況和實驗的基本操作。在儀器分析實驗的內容上,我們更多的是在大綱的范圍內,根據本院的大型儀器的特點設計了一些與實際生活相關的測定實驗,比如測定白酒中酒精度數、味素的成份分析、果汁中維生素C的含量測定以及比較等。這些實驗大多數是學生們生活中經常遇到的,增加了實驗內容的實用性,使學生能更好的掌握大型儀器的使用。(2)設計分析化學綜合性實驗作為必修課程開設分析化學綜合實驗,主要實驗內容以多個實驗和內容綜合設計,如室內空氣污染物分析及濃度測定實驗,涉及甲醛檢測———酚試劑分光光度分析法;氨的檢測———靛酚藍分光光度法;室內空氣中苯、二甲苯的測定———氣相色譜法;室內空氣中總揮發性有機化合物(TVOC)測定———氣相色譜法。通過綜合實驗的開設,幫助學生進一步掌握分析化學基礎實驗中的測試方法。(3)開設分析化學創新實驗與其他教研室合作,指定數名研究生導師每人帶2~3名本科生共同參與科研工作,課程為選修課程,目標學生為學有余力并對分析化學研究方向感興趣的本科生。選修課時長1年。通過幾年的實踐,對學生的實驗技能,科研態度,綜合應用能力都有很大提高,為學生考研及后續研究生學習做了很好的準備。
2分析化學實驗教學方法改革
(1)實行小組責任制傳統的實驗課教學中,大多數都是一個老師在前面講,一群學生在下面聽,然后照著實驗書看一眼,做一步,實驗效果不好,學生實驗后也根本就不理解,學習過于被動。近些年,我們嘗試將學生分組進行,每組4人,設有小組長。小組長采用循環式,每次實驗由小組中一人擔任,組長負責制。教師對每個實驗有針對性的提出幾個思考題,引導學生思考實驗中的關鍵問題和注意事項。小組長帶領本組同學在實驗預習時,對思考題進行討論。并對實驗中的疑問,通過討論相互學習,使組員能掌握實驗內容,抓住實驗的要點。將原來被動的學習變為主動的學習。培養了學生對實驗要質疑、多思考的習慣。在實驗中,小組內部能夠相互幫助,共同解決實驗中遇到的問題。避免了學生遇到問題就問老師,使學生能在相互幫助的過程中相互學習。學習氣氛濃厚,培養學生獨立思考,相互協助的科研精神。(2)多種教學手段配合使用制作分析化學實驗多媒體課件,將課件上傳到分析化學公共郵箱,課件內容包括實驗目的、實驗過程、實驗數據分析以及與實驗相關的思考題,注意事項等,讓學生能在課余時間下載。我們自己還在實驗中錄制標準實驗操作的視頻,學生下載后可以在課前對實驗過程有所了解,掌握實驗操作的重點。充分利用現代的科技通信方式,開通QQ群、微信群建立與學生之間的聯系,及時一些實驗前、實驗后的問題。課堂上,不再使用單一的教學手段,我們統一印制了掛圖,保證不同實驗室實驗內容一致。課堂使用多媒體投影教學,利用flas顯示實驗原理,播放錄制視頻演示實驗過程,做到圖文并舉,讓學生能更好的掌握滴定實驗終點顏色。Flas能很好的演示大型儀器的內部構造,使學生能真正了解紅外光譜儀、氣相色譜儀、液相色譜儀等儀器工作原理。
3分析化學實驗的考核機制
采用過程性評價體系,不單純依靠一次期末考試判斷學生的實際學習情況。將分析化學實驗成績分為平時成績和考試成績兩大部分。平時成績,分值100分,包括:實驗預習(10分)、課堂表現(10分)、實驗操作(50分)、數據記錄及處理(15分)、實驗報告(15分)等幾個部分。實驗預習,在每個實驗著重檢查5人左右的預習報告,對學生提出一些實驗過程中可能會遇到的問題,從問題中檢查實際預習情況。課堂表現,學生態度是否端正、實驗臺面衛生是否打掃、不高聲喧嘩、不遲到早退、注意安全。實驗操作,著重考查學生實驗過程中的滴定操作、天平稱量、移液管使用等過程是否存在錯誤。實驗結果分析,是否與實際樣品真實質量或濃度一致。實驗報告,如實記錄實驗數據并分析實驗現象、實驗數據。討論實驗過程中出現的問題等。將以上幾個部分做成表格,統一發放到每位教師手中,教師通過具體化了指標給每一位學生的每一次實驗進行評分??荚嚦煽?,通過三次考試最后得出總的考試成績。三次考試都采用多題目,學生自選題目進行。例如有機酸摩爾質量測定考試,設計了多個不同的有機酸,學生抽簽后進行實驗,充分保證實驗考試的公證公平??傊?,近些年,改革后的分析化學實驗在化學教育、化學應用、制藥工程、材料化學各專業的學生中開設,將原本被動式的學習主動化,激發學生學習的熱情,將枯燥孤立的分析化學實驗趣味化、實用化、綜合化。通過全新的考核方式使實驗成績的給定更具有公平性。在未來的工作中,我們也會更加深化分析化學實驗課程的改革,培養更具有競爭力的學生努力。
作者:吳紅波 于泓 李萍 馬亞杰 蘇志興 單位:哈爾濱師范大學化學化工學院
參考文獻:
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化學分析研究范文4
[關鍵詞]指紋化學成分 內源性 外源性
中圖分類號:TQ651 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)33-0128-01
1 指紋的成分
指紋中殘存的分泌物和人體的代謝有關,因此指紋中微量化學成分分析同樣具有生物體自身代謝識別和生物體活動的一些特點,隨著現代分析測試儀器靈敏度的提高,可以通過探索以指紋作為生物基質的化學成分分析,從而對人們的行為、習慣以及所接觸的物質成分進行分析。由于指紋化學成分復雜,確定指紋化學成分存在很多困難,可以認為指紋的化學成分是一個隨著時間變化而發生在系統間不同狀態下的演變。由于許多因素的作用,指紋的初始成分和老化成分都具有可變性,因此當分析指紋中化學成分時,必須重視初始成分和老化成分的結合以及影響因素的作用[1]。
2 指紋的初始成分
指紋的化學成分是由許多化合物混雜在一起形成的,而這些化合物主要來自于表皮、真皮中的分泌腺以及外源性物質。
2.1 表皮分泌物
人體表皮在皮膚的最上部,由表皮組織構成(組織由細胞緊密排列在一起),主要分為基底層、棘層、顆粒層、透明層和角質層共五層,。角質層是表皮的最外層,由多層已經角質化的扁平細胞組成,基底層隨著細胞分裂增殖,新生細胞會遷移至表面,原先的死細胞脫落為皮屑,從而進行皮膚更新[2],這樣的替換周期大約為3-4周。在脫皮過程中,蛋白質會進行表達[2-5],分泌物在角質層和客體接觸的過程中遺留在客體表面。
有一項研究證明了蛋白質在表皮脫落過程中進行表達[3]:角蛋白1和10(56和64千道爾頓)和組織蛋白酶D(48和52千道爾頓)。這項研究運用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰氨凝膠電泳技術(sodium-dodecyl-sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE) 和免疫印跡(Western Blotting)相結合來檢測指紋中的蛋白質和多肽,但沒能獲得具體蛋白質的詳細定量信息。
2.2 真皮分泌物
真皮位于表皮深處,包含了五百萬的分泌腺,如泌離腺、汗腺和皮脂腺等,這些分泌腺的分泌物通過表皮毛孔到達皮膚表面[6]。
泌離腺主要分布于生殖器、、腹股溝和腋窩區域。由于外分泌腺和皮脂腺分泌物給泌離腺分泌物的分析造成了困難以及泌離腺分泌物對指紋化學成分本身影響較小,所以很少有研究關注泌離腺的分泌物,甚至從沒有關注過泌離腺分泌物對指紋化學成分的影響,但泌離腺的分泌物對于性犯罪很可能具有重要意義。
汗腺分布于全身各處,對指紋化學成分具有重要影響,其分泌物的主要成分是水(99%),也包含有其它一些無機或有機化合物。
皮脂腺存在于除了手和腳以外的全身各處,皮脂腺分泌的油脂是指紋化學成分的重要組成部分。由于手和腳表面沒有皮脂腺,因此只有當手接觸到身體其余部位后油脂才會轉移到指尖,從而遺留在客體表面。
許多研究利用汗腺和皮脂腺的分泌物進行皮膚病學和醫學研究[2,3],但很少有人研究這些分泌物對指紋化學成分的影響。
2.2.1 汗腺的分泌物
汗腺的分泌物主要是蛋白質/多肽。然而到目前為止,僅認定了一小部分蛋白質。這其中就包括了通過SDS-PAGE確認的指紋中的清蛋白、角蛋白1和10和組織蛋白酶D[3,6];通過免疫檢測反應確認的皮離蛋白,一種起保護抗菌的作用的縮氨酸[3]。研究還通過傅里葉變換紅外光譜學(Fourier transform infrared,FTIR)和傅里葉變換紅外光譜成像(FTIR-imaging)技術證明了蛋白質的存在,但是依舊沒能具體識別和量化它們[1-3]。由于樣品的濃度低(指紋中蛋白質的含量低)和環境干擾[4]給指紋化學成分的進一步分析造成了困難,也致使現在依舊沒能完成。也許未來通過更先進的質譜分析技術和精細的樣品制備會得到詳盡的分析結果,但這些技術無疑要消耗大量的金錢和時間[5,6]。
2.2.2 皮脂腺的分泌物
指紋中的皮脂腺分泌的許多化合物都已被識別。皮脂腺分泌油脂的主要成分是角鯊烯、蠟酯、甘油三酯和磷脂。此外油脂中還含有甘油酯、膽固醇、脂化膽固醇和游離脂肪酸等,這些成分主要來自于表皮(皮脂膜)。采用不同分析技術,研究發現指紋中最豐富的脂質化合物是游離脂肪酸[1,2,3]。
3 指紋的外源性成分
指紋中的化學成分不僅僅來自于外分泌腺,還有大量的外源性物質,例如化妝品、食物殘渣、灰塵和藥品及其代謝產物。
通常利用GC-MS檢測指紋中的化妝品成分,例如美發產品、殘留香水、體乳等的成分[3,4]。需要說明的是,檢測中很難把化妝品和指紋的固有成分區別開來,因為化妝品中可能包含一些指紋內源性的脂質分泌物。例如脂肪酸(例如軟脂酸)或蠟酯(例如肉豆蔻酸、肉豆蔻酯)。
總之,研究指紋中的化學成分,可以為提高顯現指紋技術水平提供堅實的理論支撐,未來指紋學研究內容的豐富將更多地依賴于對指紋中化學成分的分析。
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化學分析研究范文5
[基金項目] 海南省中藥現代化專項基金(ZY201328);海南省社會發展科技專項(SF201315);深圳市科技創新委項目(JCYJ201206153136998)
[通信作者] *易博,副主任藥師,主要研究中藥現代化及醫院藥學,Tel:(0898)65920079,Fax:(0898)65920380,E-mail:;*雷鳴,教授,主要研究腫瘤學,E-mail:
[作者簡介] 馬燕春,博士研究生,Tel:13572140149,E-mail:
[摘要] 綜合運用HP-20大孔吸附樹脂柱粗分、硅膠柱和Sephadex LH-20凝膠柱等色譜法分離純化海南道地藥材裸花紫珠Callicarpa nudiflora 中的化學成分,借助波譜數據解析化合物的結構。采用MTT法測定其粗提物和單體化合物的細胞毒活性。發現裸花紫珠醇提物50%,70%乙醇洗脫物對腫瘤細胞的增殖有較強的抑制作用。從上述活性部位分離和鑒定得到12個化合物,其中6個黃酮:木犀草苷(1),木犀草素-4′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(2),6-羥基木犀草素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(3),木犀草素-7-O-新橙皮苷(4),野漆樹苷(5),木犀草素-7, 4′-二-O-葡萄糖苷(6);3個苯乙醇苷:連翹酯苷(7),類葉升麻苷(8),alyssonoside(9);3個環烯醚萜苷:梓醇(10),nudifloside(11),益母草苷(12)?;衔?~6,10和12為首次從該屬植物中分離得到,化合物9為首次從該種植物中分離得到。單體化合物的細胞毒活性實驗顯示,黃酮類化合物1~6整體均顯示出對宮頸癌Hela,肺癌A549和乳腺癌MCF-7細胞不同程度的抑制作用,化合物3,5和11的細胞毒活性比較突出。綜合分析表明,黃酮類化合物是裸花紫珠活性部位的主要化學成分,有抑制腫瘤細胞增殖的潛在功效;苯乙醇苷類化合物含量較高,但不表現細胞毒活性;環烯醚萜苷類成分少量存在,表現出微弱的細胞毒活性。
[關鍵詞] 裸花紫珠;細胞毒;化學成分
裸花紫珠Callicarpa nudiflora Hook. Et Am為馬鞭草科紫珠屬植物,是海南省的地道藥材,廣泛分布于我國的海南省,廣東和廣西等省,以其干燥地上部分入藥,主要具有止血、祛瘀和止痛功效[1-3]。近年來,圍繞其止血活性成分和相關機制研究中,已報道了部分黃酮、萜類和苯丙素類等成分,并推測其通過內源性凝血途徑來發揮止血作用[4];同時裸花紫珠還有消炎和解毒的作用,可用于治療化膿性炎癥[1]。研究認為,炎癥的惡化往往會促進細胞癌變,甚至引發癌癥,導致侵襲和轉移的發生,因此癌癥也可以被視為一個炎癥過程,并且具有抗炎作用的中草藥大多含有抗癌活性成分[5-9]。已有文獻報道,裸花紫珠的地上部分的醇提物對慢性白血病骨髓瘤K562細胞有抑制作用[10],然而少有對其活性部位及化學成分的細胞毒活性研究,因此探索其中的活性物質具有重要的研究價值。
本研究首先對裸花紫珠醇提物進行大孔吸附樹脂處理,依次用30%,50%,70%,90%,100%乙醇水進行洗脫,分別測定所得的5個流分對宮頸癌細胞株Hela,乳腺癌細胞株MCF-7和非小細胞肺癌細胞株A549的抑制率,篩選出可顯著抑制腫瘤細胞增殖的活性部位。然后對其化學成分進行分離鑒定,獲得了6個黃酮苷類,3個苯丙素苷類和3個環烯醚萜類共12個化合物。最后對分離得到的單體化合物進行了細胞毒活性測定,以進一步明確裸花紫珠抑制腫瘤細胞增殖的化學物質基礎。
1 材料
1.1 藥材 裸花紫珠藥材于2013年4月采自海南省五指山,經深圳市中科院仙湖植物園陳濤研究員鑒定為馬鞭草科紫珠屬植物裸花紫珠C. nudiflora,材料自然風干,地上部位粉碎后備用。
1.2 細胞株 實驗所用的人宮頸癌細胞株Hela,人乳腺癌細胞株MCF-7和人非小細胞肺癌細胞株A549均購自中科院上海生命科學研究院細胞資源中心。
1.3 試劑與儀器 Bruker AVANCE 500型超導核磁共振儀,LCQ DECA XP型質譜儀(美國Thermo),精密天平(德國Sartorius),制備薄層硅膠板、硅膠薄層色譜板 GF254和柱色譜硅膠80~100,100~200和200~300目(青島譜科分離材料有限公司),Sephadex LH-20羥丙基葡聚糖凝膠和大孔吸附樹脂HP-20(日本三菱化工有限公司),氘代試劑CD3OD和DMSO-d6(美國劍橋公司CIL),RPMI 1640培養基(Gibco公司);DMEM 培養基(Gibco公司),FBS(杭州四季青生物工程有限公司),二甲基亞砜(DMSO,美國Sigma公司),紫杉醇(Taxol,Tocris Bioscience公司),恒溫CO2細胞培養箱(日本三洋SANYO公司),其他試劑均為分析純。
2 提取與分離
裸花紫珠2.5 kg,粉碎后經95%乙醇浸泡3次,每次48 h,將提取液過濾合并,旋轉蒸發儀減壓濃縮得總浸膏(415.0 g)。浸膏經HP-20大孔吸附樹脂柱色譜,依次用30%,50%,70%,90%,100%乙醇洗脫,每個濃度洗脫3個柱體積,減壓濃縮洗脫液,分別記作HP-1~HP-5。體外細胞毒活性測定表明HP-3和HP-4有顯著的細胞毒活性,選擇對HP-3和HP-4組分進行系統的化學成分研究。
HP-3(79.0 g)經硅膠柱色譜(氯仿-甲醇 9∶1~2∶1)梯度洗脫,TLC檢測合并相同組分得Frs.A~G共7個流分。Fr.B(9.8 g)經硅膠柱色譜(氯仿-甲醇 5∶1~4∶1),得10個小流分(Frs.B1~10)。Frs.B3~B5中有沉淀析出,過濾沉淀后,濾液經Sephadex LH-20凝膠柱色譜純化(甲醇),得化合物1(228.3 mg),2(32.1 mg)。Fr.C(1.5 g)先后經Sephadex LH-20凝膠柱色譜(甲醇:氯仿 3∶1)和硅膠柱色譜(氯仿-甲醇 5∶1~3∶1)多次純化得化合物9(119.6 mg),5(3.73 mg)。Fr.E(2.3 g)和Fr.F(2.8 g)合并后,經硅膠柱色譜(氯仿-甲醇 5∶1~4∶1)分離,所得主體部分再經Sephadex LH-20凝膠柱色譜(甲醇)純化,得化合物3(67.5 mg),4(16.3 mg),6(12.9 mg)。
HP-4(52.0 g)經硅膠柱色譜(氯仿-甲醇 9∶1~2∶1)分離,TLC檢測合并相同流分得Frs.H~M共6個粗流分。Fr.I(2.5 g)經硅膠柱色譜(氯仿-甲醇 5∶1~3∶1)得10個小流分(Frs.I1~I10)。Fr.I2濾得沉淀經TLC檢測,為化合物1(32.0 mg)。Fr.J(1.5 g)經Sephadex LH-20凝膠柱色譜(甲醇),硅膠柱色譜(氯仿-甲醇 5∶1~4∶1)及Sephadex LH-20凝膠柱色譜反復純化(甲醇),得化合物11(16.04 mg);取另一流分經制備薄層色譜(氯仿-甲醇-水 2∶1∶0.5),得化合物12(9.9 mg)。Fr.K(15.5 g)經硅膠柱色譜(氯仿-甲醇 5∶1~3∶1)和Sephadex LH-20凝膠柱色譜(甲醇)分離,得到化合物10(71.8 mg),8(1 681.1 mg),7(912.1 mg)。
3 結構鑒定
化合物1 黃綠色粉末;ESI-MS m/z 471.1[M+Na]+,447.2[M-H]-;/1H-NMR(DMSO-d6,500 MHz) δ: 13.00(1H,s,5-OH),10.02(1H,s,4′-OH),9.42(1H,s,3′-OH),7.46(1H,dd,J=2.5,8.5 Hz,H-6′),7.43(1H,d,J=2.0 Hz,H-2′),6.91(1H,d,J=8.5 Hz,H-5′),6.80(1H,d,J=2.0 Hz,H-8),6.76(1H,s,H-3),6.45(1H,d,J=2.0 Hz,H-6),5.09(1H,d,J=7.5 Hz,Glc-H-1),3.17~3.73(6H,m,Glc-H-2~6);13C-NMR(DMSO-d6,125 MHz) δ: 164.9(C-2),103.6(C-3),182.3(C-4),157.4(C-5),100.0(C-6),163.4(C-7),95.2(C-8),161.6(C-9),105.8(C-10),119.6(C-1′),114.0(C-2′),150.4(C-3′),146.2(C-4′),116.4(C-5′),121.8(C-6′),100.3(Glc-C-1),73.6(Glc-C-2),76.8(Glc-C-3),70.0(Glc-C-4),77.6(Glc-C-5),61.1(Glc-C-6)。以上數據與文獻[11]報道木犀草苷的數據一致。
化合物2 淡黃綠色粉末;ESI-MS m/z 449.4[M+H] +,471.1[M+Na]+,447.2[M-H]-,895.3[2M-H]-;/1H-NMR(DMSO-d6,500 MHz) δ: 12.92(1H,s,5-OH),10.85(1H,s,7-OH),9.09(1H,s,3′-OH),7.53(1H,dd,J=2.0,8.5 Hz,H-6′),7.50(1H,d,J=2.5 Hz,H-2′),7.25(1H,d,J=8.5 Hz,H-5′),6.83(1H,s,H-3),6.50(1H,d,J=2.0 Hz,H-8),6.20(1H,d,J=2.0 Hz,H-6),4.90(1H,d,J=7.5 Hz,Glc-H-1);13C-NMR(DMSO-d6,125 MHz) δ: 164.5(C-2),103.8(C-3),181.7(C-4),161.4(C-5),98.9(C-6),163.2(C-7),94.0(C-8),157.4(C-9),104.0(C-10),124.7(C-1′),113.6(C-2′),146.9(C-3′),148.5(C-4′),116.0(C-5′),118.5(C-6′),101.2(Glc-C-1),73.2(Glc-C-2),77.3(Glc-C-3),69.8(Glc-C-4),75.8(Glc-C-5),60.7(Glc-C-6)。以上數據與文獻[12]報道木犀草素-4′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷的數據一致。
化合物3 黃色顆粒狀沉淀;ESI-MS m/z 487.1[M+Na]+,951.2 [2M+Na] +,463.2[M-H]-,927.3[2M-H]-,499.2[M+Cl]- ;/1H-NMR(DMSO-d6,500 MHz)δ: 12.74(1H,s,5-OH),9.95(1H,s,4′-OH),9.42(1H,s,3′-OH),7.42(1H,dd,J=2.5,8.0 Hz,H-6′),7.40(1H,d,J=2.0 Hz,H-2′),6.96(1H,s,H-8),6.90(1H,d,J=8.5 Hz,H-5′),6.70(1H,s,H-3),5.02(1H,d,J=7.0 Hz,Glc-H-1),3.75(1H,d,J=11.0 Hz,Glc-H-6a),3.16~3.53(5H,m,Glc-H-2~6b);13C-NMR(DMSO-d6,125 MHz) δ: 164.3(C-2),102.6(C-3),182.3(C-4),146.6(C-5),130.5(C-6),151.3(C-7),94.0(C-8),149.0(C-9),105.8(C-10),121.7(C-1′),113.5(C-2′),145.8(C-3′),149.7(C-4′),116.0(C-5′),119.0(C-6′),100.9(Glc-C-1),73.2(Glc-C-2),77.3(Glc-C-3),69.7(Glc-C-4),75.8(Glc-C-5),60.7(Glc-C-6)。以上數據與文獻[13]報道6-羥基木犀草素-7-O-β-葡萄糖苷的數據一致。
化合物4 淡黃色顆粒;ESI-MS m/z 617.2[M+Na]+,593.4[M-H]-;/1H-NMR(DMSO-d6,500 MHz)δ: 13.01(1H,s,5-OH),9.96(1H,s,4′-OH),9.50(1H,s,3′-OH),7.44(1H,dd,J=2.5,8.5 Hz,H-6′),7.41(1H,d,J=2.0 Hz,H-2′),6.91(1H,d,J=8.5 Hz,H-5′),6.77(1H,s,H-3),6.75(1H,d,J=2.0 Hz,H-8),6.39(1H,d,J=2.0 Hz,H-6),5.26(1H,d,J=7.5 Hz,Glc-H-1),5.14(1H,s,Rha-H-1),1.21(3H,d,J=6.0Hz,Rha-H-6);13C-NMR(DMSO-d6,125 MHz) δ: 164.5(C-2),103.2(C-3),181.9(C-4),162.5(C-5),99.3(C-6),161.2(C-7),94.4(C-8),157.0(C-9),105.4(C-10),121.3(C-1′),113.5(C-2′),145.8(C-3′),150.0(C-4′),116.0(C-5′),119.2(C-6′),97.7(Glc-C-1),77.0(Glc-C-2),76.3(Glc-C-3),70.4(Glc-C-4),77.2(Glc-C-5),60.5(Glc-C-6),100.5(Rha-C-1),69.6(Rha-C-2),70.5(Rha-C-3),71.9(Rha-C-4),68.3(Rha-C-5),18.1(Rha-C-6)。以上數據與文獻[14]報道木犀草素-7-O-新橙皮苷的數據一致。
化合物5 黃色顆粒;ESI-MS m/z 601.2[M+Na]+,577.4[M-H]- ;/1H-NMR(DMSO-d6,500 MHz)δ: 12.98(1H,s,5-OH),10.43(1H,s,4′-OH),7.95(2H,d,J=8.5 Hz,H-2′,6′),6.95(2H,d,J=9.0 Hz,H-3′,5′),6.89(1H,s,H-3),6.80(1H,d,J=2.0 Hz,H-8),6.38(1H,d,J=2.5 Hz,H-6),5.24(1H,d,J=7.5 Hz,Glc-H-1),5.14(1H,s,Rha-H-1),1.21(3H,d,J=6.0 Hz,Rha-H-6);13C-NMR(DMSO-d6,125 MHz) δ: 164.3(C-2),103.2(C-3),182.0(C-4),161.1(C-5),99.3(C-6),162.5(C-7),94.5(C-8),157.0(C-9),105.4(C-10),121.0(C-1′),128.6(C-2′),116.0(C-3′),161.4(C-4′),116.0(C-5′),128.6(C-6′),97.8(Glc-C-1),77.2(Glc-C-2),77.0(Glc-C-3),69.6(Glc-C-4),76.3(Glc-C-5),60.5(Glc-C-6),100.5(Rha-C-1),70.4(Rha-C-2),70.5(Rha-C-3),71.9(Rha-C-4),68.3(Rha-C-5),18.1(Rha-C-6)。以上數據與文獻[15]報道野漆樹苷的數據一致。
化合物6 黃色沉淀;ESI-MS m/z 633.1[M+Na]+,1 244.6[2M+Na+H] +,609.3[M-H]-;/1H-NMR(DMSO-d6,500 MHz) δ: 13.00(1H,s,5-OH),7.59(1H,dd,J=2.0,8.5 Hz,H-6′),7.57(1H,d,J=1.5 Hz,H-2′),7.30(1H,d,J=8.5 Hz,H-5′),6.90(1H,s,H-3),6.89(1H,d,J=2.0 Hz,H-8),6.44(1H,d,J=2.0 Hz,H-6),5.07(1H,d,J=7.5 Hz,7-Glc-H-1),4.87(1H,d,J=7.5 Hz,4′-Glc-H-1);13C-NMR(DMSO-d6,125 MHz) δ: 163.6(C-2),105.1(C-3),182.6(C-4),161.4(C-5),100.2(C-6),163.6(C-7),95.2(C-8),157.4(C-9),105.7(C-10),125.3(C-1′),114.5(C-2′),147.6(C-3′),149.5(C-4′),116.7(C-5′),119.3(C-6′),100.2(7-Glc-C-1),101.7(4′-Glc-C-1),73.6/73.8(Glc-C-2),76.5/76.9(Glc-C-3),69.8/70.4(Glc-C-4),77.6/77.9(Glc-C-5),61.5(2C,Glc-C-6)。以上數據與文獻[16]報道木犀草素-7,4′-二-O-葡萄糖苷的數據一致。
化合物7 白色粉末;ESI-MS m/z 779.3[M+Na]+,755.9[M-H]-,791.6[M+Cl]- ;/1H-NMR(CD3OD,500 MHz) δ: 7.63(1H,d,J=16.0 Hz,H-7′),7.11(1H,d,J=1.5 Hz,H-2′),6.99(1H,dd,J=1.5,8.5 Hz,H-6′),6.83(1H,d,J=8.0 Hz,H-5′),6.75(1H,d,J=2.5 Hz,H-2),6.74(1H,d,J=8.5 Hz,H-5),6.60(1H,dd,J=1.5,8.0 Hz,H-6),6.32(1H,d,J=15.5 Hz,H-8′),5.21(1H,s,Rha-H-1),4.99(1H,t,J=9.5,10.0 Hz,Glc-H-4),4.95(1H,d,J=2.0 Hz,Api-H-1),4.40(1H,d,J=8.0 Hz,Glc-H-1),2.81(2H,m,H-7),1.11(3H,d,J=6.5 Hz,Rha-H-6);13C-NMR(CD3OD,125 MHz)δ: 131.4(C-1),115.3(C-2),145.8(C-3),144.3(C-4),116.3(C-5),121.3(C-6),36.4(C-7),72.2(C-8),127.5(C-1′),114.6(C-2′),146.5(C-3′),149.5(C-4′),116.5(C-5′),123.3(C-6′),148.0(C-7′),117.1(C-8′),168.2(C-9′),103.9(Glc-C-1),81.6(Glc-C-2),75.9(Glc-C-3),70.3(Glc-C-4),74.2(Glc-C-5),68.2(Glc-C-6),102.9(Rha-C-1),72.1(Rha-C-2),71.8(Rha-C-3),73.6(Rha-C-4),70.6(Rha-C-5),18.3(Rha-C-6),110.8(Api-C-1),78.0(Api-C-2),80.5(Api-C-3),74.9(Api-C-4),65.5(Api-C-5)。以上數據與文獻[17]報道連翹酯苷的數據一致。
化合物8 白色粉末;ESI-MS m/z 647.2[M+Na]+,623.6[M-H]-,659.4[M+Cl]- ;/1H-NMR(CD3OD,500 MHz) δ: 7.51(1H,d,J=16.0 Hz,H-7′),6.99(1H,d,J=2.0 Hz,H-2′),6.87(1H,dd,J=2.0,8.5 Hz,H-6′),6.71(1H,d,J=8.0 Hz,H-5′),6.63(1H,d,J=2.0 Hz,H-2),6.61(1H,d,J=8.5 Hz,H-5),6.48(1H,dd,J=2.0,8.0 Hz,H-6),6.20(1H,d,J=16.0 Hz,H-8′),5.10(1H,s,Rha-H-1),4.29(1H,d,J=8.0 Hz,Glc-H-1),3.93(1H,m,H-8),3.73(1H,br t,J=9.0 Hz,H-8),2.70(2H,m,H-7),1.01(3H,d,J=6.0 Hz,Rha-H-6);13C-NMR(CD3OD,125 MHz) δ: 131.4(C-1),117.1(C-2),145.9(C-3),144.4(C-4),116.5(C-5),121.3(C-6),36.4(C-7),72.2(C-8),127.5(C-1′),115.2(C-2′),146.6(C-3′),149.6(C-4′),116.3(C-5′),123.2(C-6′),148.0(C-7′),114.5(C-8′),168.3(C-9′),103.9(Glc-C-1),76.0(Glc-C-2),81.7(Glc-C-3),70.4(Glc-C-4),75.7(Glc-C-5),62.2(Glc-C-6),102.9(Rha-C-1),72.2(Rha-C-2),71.9(Rha-C-3),73.6(Rha-C-4),70.3(Rha-C-5),18.4(Rha-C-6)。以上數據與文獻[4]報道類葉升麻苷的數據一致。
化合物9 白色粉末;ESI-MS m/z 793.1[M+Na]+,769.7[M-H]-,805.3[M+Cl]-;/1H-NMR(CD3OD,500 MHz) δ: 7.67(1H,d,J=15.5 Hz,H-7′),7.20(1H,d,J=2.0 Hz,H-2′),7.09(1H,dd,J=2.0,8.0 Hz,H-6′),6.82(1H,d,J=8.0 Hz,H-5′),6.71(1H,d,J=2.5 Hz,H-2),6.69(1H,d,J=8.0 Hz,H-5),6.58(1H,dd,J=2.0,8.0 Hz,H-6),6.39(1H,d,J=16.0 Hz,H-8′),5.20(1H,d,J=2.0,Rha-H-1),4.95(1H,t,J=10.0,10.5 Hz,Glc-H-4),4.92(1H,d,J=2.5 Hz,Api-H-1),4.37(1H,d,J=8.0 Hz,Glc-H-1),3.89(3H,s,OCH3),2.80(2H,m,H-7),1.10(3H,d,J=6.0 Hz,Rha-H-6);13C-NMR(CD3OD,125 MHz) δ: 131.4(C-1),116.3(C-2),146.0(C-3),144.6(C-4),117.1(C-5),121.3(C-6),36.6(C-7),72.3(C-8),127.6(C-1′),111.8(C-2′),149.3(C-3′),150.3(C-4′),116.5(C-5′),124.3(C-6′),147.9(C-7′),115.1(C-8′),168.1(C-9′),104.2(Glc-C-1),76.1(Glc-C-2),81.5(Glc-C-3),70.9(Glc-C-4),74.5(Glc-C-5),68.4(Glc-C-6),103.0(Rha-C-1),72.3(Rha-C-2),72.0(Rha-C-3),73.6(Rha-C-4),70.4(Rha-C-5),18.4(Rha-C-6),111.0(Api-C-1),78.1(Api-C-2),80.6(Api-C-3),75.1(Api-C-4),65.6(Api-C-5),56.4(OCH3)。參考文獻[18]報道alyssonoside的數據一致。
化合物10 白色粉末;ESI-MS m/z 385.1[M+Na]+,747.2[2M+Na] +,397.4[M+Cl]-,361.4[M-H]-,759.2[2M+Cl]-;/1H-NMR(CD3OD,500 MHz) δ: 6.37(1H,dd,J=2.0,6.0 Hz,H-3),5.10(1H,t,J=5.0,5.5 Hz,H-4),5.05(1H,d,J=8.0 Hz,H-1),4.80(1H,d,J=8.0 Hz,Glc-H-1),4.16(1H,d,J =13.0 Hz,H-10b),3.93(2H,m,H-6,Glc-H-6a),3.82(1H,d,J =13.5 Hz,H-10a),3.66(1H,dd,J=6.0,12.0 Hz,Glc-H-6b),3.48(1H,s,H-7),2.56(1H,dd,J=7.5,9.5 Hz,H-9),2.29(1H,m,H-5);13C-NMR(CD3OD,125 MHz) δ: 95.2(C-1),141.7(C-3),104.0(C-4),39.0(C-5),79.4(C-6),62.5(C-7),66.2(C-8),43.5(C-9),61.5(C-10),99.6(Glc-C-1),74.7(Glc-C-2),78.4(Glc-C-3),71.6(Glc-C-4),77.5(Glc-C-5),62.8(Glc-C-6)。以上數據與文獻[19]報道梓醇的數據一致。
化合物11 黃色油狀物;ESI-MS m/z 547.1[M+Na]+,523.2[M-H]-,559.2[M+Cl]- ;/1H-NMR(CD3OD,500 MHz)δ: 7.62(1H,d,J=16.0 Hz,H-7′),7.09(1H,d,J=2.0 Hz,H-2′),6.99(1H,dd,J=2.0,8.0 Hz,H-6′),6.81(1H,d,J=8.0 Hz,H-5′),6.39(1H,dd,J=1.5,5.5 Hz,H-3),6.34(1H,d,J=16.0 Hz,H-8′),5.19(1H,d,J=9.0 Hz,H-1),5.05(1H,d,J=7.5 Hz,H-6),5.00(1H,dd,J=4.0,6.0 Hz,H-4),4.82(1H,d,J=7.5 Hz,Glc-H-1),4.19(1H,d,J=13.0 Hz,H-10b),3.95(1H,dd,J=2.0,12.0 Hz,Glc-H-6b),3.85(1H,d,J=13.5 Hz,H-10a),3.72(1H,br s,H-7),3.67(1H,dd,J=6.5,12.0 Hz,Glc-H-6a),3.43(1H,t,J=8.5,9.5 Hz,Glc-H-3),3.36(1H,m,Glc-H-5),3.29(2H,m,Glc-H-2,4),2.65(1H,t,J=8.0,9.0 Hz,H-9),2.63(1H,m,H-5);13C-NMR(CD3OD,125 MHz) δ: 95.1(C-1),142.4(C-3),102.9(C-4),36.8(C-5),81.3(C-6),60.3(C-7),66.8(C-8),43.2(C-9),61.3(C-10),127.6(C-1′),115.2(C-2′),146.8(C-3′),149.8(C-4′),116.5(C-5′),123.1(C-6′),147.6(C-7′),114.5(C-8′),168.9(C-9′),99.7(Glc-C-1),74.9(Glc-C-2),77.7(Glc-C-3),71.8(Glc-C-4),78.6(Glc-C-5),62.9(Glc-C-6)。以上數據與文獻[20]報道nudifloside的數據一致。
化合物12 淡黃色油狀物;ESI-MS m/z 371.1[M+Na]+,371.1[M+2Na] +,383.3[M+Cl]- ;/1H-NMR(pyridin-d5,500 MHz) δ: 6.42(1H,dd,J=1.5,6.0 Hz,H-3),6.12(1H,d,J=2.0 Hz,H-1),5.42(1H,d,J=8.0 Hz,Glc-H-1),4.96(1H,dd,J=3.0,6.0 Hz,H-4),4.48(1H,dd,J=2.0,12.0 Hz,Glc-H-6a),4.39(1H,dd,J=4.5,11.5 Hz,Glc-H-6b),3.28(1H,d,J=9.5 Hz,H-9),3.22(1H,dd,J=2.0,9.0 Hz,H-5),2.27(2H,m,H-7),1.62(3H,s,CH3);13C-NMR(pyridin-d5,125 MHz) δ: 93.5(C-1),140.1(C-3),105.5(C-4),41.4(C-5),77.1(C-6),49.6(C-7),78.6(C-8),52.0(C-9),25.2(C-10),99.8(Glc-C-1),74.7(Glc-C-2),78.5(Glc-C-3),71.2(Glc-C-4),78.3(Glc-C-5),62.2(Glc-C-6)。依據/1H-,13C-NMR數據解析,參考文獻[21]的報道,確定該化合物為益母草苷,并進一步結合HMBC譜,完善了該化合物的/1H- 和13C-NMR數據。
4 細胞毒活性實驗
4.1 方法 采用MTT比色法測定HP-1,HP-2,HP-3,HP-4和HP-5以及單體化合物1~12對Hela,MCF-7和A549細胞的體外抑制活性。
收集對數期生長的細胞,1×104細胞/孔,接種于96孔板,37 ℃,5%CO2培養箱培養24 h后,加入不同濃度的樣品(實驗組每個濃度設5個平行孔)培養48 h,接著加入20 μL MTT溶液(5 g?L-1,即終濃度為0.5% MTT)培養4 h后,吸去孔內培養液終止培養。然后每孔加入100 μL DMSO,置于搖床上震蕩10 min,充分溶解結晶物。酶聯免疫檢測儀測量各孔的吸光度(570 nm處)。實驗同時設置調零孔(培養基,MTT,DMSO),對照孔(細胞,相同濃度的藥物溶解介質DMSO,培養液,MTT,DMSO),以紫杉醇taxol為陽性對照。按公式[(對照-本底)-(給藥-本底)]/(對照-本底)×100%計算抑制率。
4.2 統計學處理 數據用SPSS 17.0軟件處理,結果以±s表示。
4.3 裸花紫珠粗提物體外抑制腫瘤細胞增殖作用 裸花紫珠醇提物經大孔吸附樹脂處理后所得5個組分對腫瘤細胞Hela,MCF-7和A549抑制活性的整體趨勢相似,無明顯選擇性差異,見表1。具體分析,HP-1的抑制率最低,各濃度下對腫瘤細胞的增殖均無明顯抑制作用;在最高給藥濃度100 mg?L-1時的抑制率也僅僅分別是(9.66 ± 3.76)%,(6.22 ± 4.01)%,(6.09 ± 2.81)%;在25 mg?L-1的給藥濃度下甚至促進腫瘤細胞增殖。HP-2隨著給藥濃度的增加,抑制率逐漸增大,抑制率與給藥濃度表現出一定的線性關系;在最高濃度100 mg?L-1時的抑制率為61.7%,說明該組分在高濃度時對腫瘤細胞的增殖有一定的抑制作用。HP-3和HP-4在低質量濃度25 mg?L-1時,HP-3對腫瘤細胞的抑制率分別低于20.0%和在50.0%左右;但隨著加藥質量濃度到達50 mg?L-1時,兩者的抑制率突然升高達83.0%以上,對腫瘤細胞表現出強烈的抑制活性;在最高濃度100 mg?L-1時對腫瘤細胞增殖的抑制近乎完全(抑制率接近100.0%),并且線性區間很短,說明該組分有強烈的抑制腫瘤細胞增殖的活性。HP-5在低濃度時對腫瘤細胞表現出微弱的抑制活性,在50 mg?L-1時對3種腫瘤細胞的抑制活性有所增強,分別為(46.23 ± 5.78)%,(61.45 ± 3.99)%,(38.47 ± 3.57)%;但是隨著給藥濃度至最高100 mg?L-1時,抑制率也達到了90.0%以上,顯示較好的抑制活性。綜合分析,裸花紫珠的粗提物HP-3和HP-4整體對腫瘤細胞增殖的抑制作用最為明顯。
4.4 單體化合物1~12的體外細胞毒活性 體外細胞毒活性測定結果表明,化合物5,11表現出較強的細胞毒活性,見表2。其中化合物5對乳腺癌細胞MCF-7的抑制作用最明顯,IC50為18.2 μmol?L-1,其次是對宮頸癌細胞Hela和肺癌細胞A549的IC50分別為25.81,37.06 μmol?L-1?;衔?1對3種腫瘤細胞Hela,MCF-7和A549的IC50分別為19.44,23.80,35.23 μmol?L-1。另外化合物1~4對3種腫瘤細胞有普遍的抑制作用,未表現明顯的選擇性差異,其IC50在36.8~62.1 μmol?L-1?;衔?,10和12表現出微弱的細胞毒活性,其IC50在50~100 μmol?L-1?;衔?~9不表現細胞毒活性,其IC50 > 100 μmol?L-1。
5 討論
炎癥與癌癥的發生有著密切的關系,持續的炎癥發展,能夠改變細胞的正常生長環境,導致DNA氧化損傷,促使細胞惡性增殖,最終發生癌變[22]。多數擁有抗炎活性的天然藥物同時表現良好的抗癌活性,如辣椒素、白藜蘆醇、大蒜素、姜黃素和人參皂苷等均具有廣泛的抗腫瘤活性??寡姿幬锖统R幙鼓[瘤藥物配合使用,不僅能夠改善腫瘤患者的狀況,而且可以降低化療藥物的毒副作用[23]。因此,從具有抗炎作用的中草藥中探索抗腫瘤天然產物是發現抗腫瘤藥物的有效途徑之一。
裸花紫珠具有止血消炎的功效。體內實驗表明,裸花紫珠總黃酮提取物可以明顯抑制二甲苯所致的小鼠耳廓腫脹和由角叉菜膠引起發炎導致的大鼠足跖腫脹[24]。本研究從裸花紫珠醇提物的抗腫瘤活性部位中分離的化學成分主要為黃酮類、酚類和萜類成分。其中黃酮類化合物是裸花紫珠的主要成分,化合物1~6的苷元主要是木犀草素和芹菜素。研究表明木犀草素作為黃酮類化合物的典型代表,具有較好的抗腫瘤活性,與化療藥物聯合使用,可不同程度的抗增殖增敏[25]。木犀草苷(1)對多種腫瘤細胞有抑制作用,呈現濃度和時間依賴性[26]。以芹菜素為苷元的野漆樹苷(5)是一類具有發展潛力的抗腫瘤藥物,具高度選擇性,對人喉癌上皮細胞Hep 2和子宮頸癌細胞HeLa的誘導凋亡作用較為顯著,同時也對原發性肝癌細胞HepG2,人結腸癌細胞HCT-116和人胚肺成纖維細胞MRC-5等癌細胞株均有不同程度的抑制作用[27]。裸花紫珠中苯丙素苷類化合物具有清除自由基以保護和修復機體損傷的作用,顯示出明顯的抗氧化活性,并且含量很高,其中化合物7和8的得率分別為0.022%,0.041%。類葉升麻苷(8)存在于多種藥用植物中,表現出良好的體外抗炎作用,并具有廣泛的抗惡性細胞增生的活性,對小鼠黑色素瘤、人類腺瘤和子宮癌細胞和HL-60人類急性骨髓性白血病細胞的增殖有較強的抑制作用[28-29]。環烯醚萜類化合物在紫珠中含量較低,具有一定的細胞毒活性,其中nudifloside(11)可抑制慢性白血病骨髓瘤K562細胞的增殖 [21]。根據上述文獻報道推測,從裸花紫珠活性部位獲得的主要成分顯示出有一定的抗腫瘤活性基礎。
本研究通過體外細胞毒活性測定,對裸花紫珠醇提物的大孔樹脂洗脫部位進行了抑制腫瘤細胞增殖的活性篩選,其中50%,70%乙醇洗脫物表現出了明顯的抑制作用,在給藥濃度為50 mg?L-1時,其抑制率在90%左右,在給藥濃度為100 mg?L-1時,抑制率接近100%,并且總體呈現一定的濃度依賴性,說明裸花紫珠粗提物存在潛在的抑制腫瘤細胞增殖的活性。在完成對該活性部位的主要化學成分的分離和鑒定,得到12個化合物,其中化合物3~6,10和12為首次從該屬植物中分離得到,化合物9為首次從該種植物中分離得到;經細胞毒活性測定后,發現黃酮類化合物1~6均表現出細胞毒活性,環烯醚萜類化合物11有細胞毒活性,苯乙醇苷類化合物7~9則未表現出明顯的細胞毒作用。根據其活性檢測結果分析,裸花紫珠活性部位對腫瘤細胞顯示出較強的抑制作用,并且從該部位分離鑒定得到具有細胞毒活性的單體化合物,進一步揭示了裸花紫珠抑制腫瘤細胞增殖的化學物質基礎。此外,由文獻報道可知從活性部位中也分離得到具有強烈抗氧化活性的化學物質[13,29-32],基于氧化損傷是炎癥發展的誘因之一,而炎癥的發展又可能導致細胞的癌變[22]。因此,理論上進一步提示裸花紫珠不僅具有良好的抗炎作用,而且有可能是多種化學物質通過多途徑共同協作,表現出整體的抗腫瘤作用。
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化學分析研究范文6
關鍵詞:微課;分析化學實驗;信息化教學;課程改革
“微課”作為一種在傳統課基礎上繼承和發展起來的新型信息化教學資源,正以其“主題突出、情境真實、交互性好、生動有趣”等特點快速滲透到高職院校各門課程的教學改革中[1]。《分析化學實驗》作為高職院?;ゎ惡铜h保類專業的專業基礎課程,是將分析化學理論知識應用于操作實踐的重要平臺,也是高職院校學生掌握相關專業技能的重要基礎,承載著培養學生動手能力、思維能力和創新能力的重要任務。然而,由于高職院校的學生學習自主性不夠強,加上傳統教學模式和實驗教學條件等因素的影響,《分析化學實驗》的教學效果始終不甚理想。因此,在“微時代”背景下如何利用好“微課”這一新型的信息化教學資源,改變傳統的實驗課教學模式,提高《分析化學實驗》的教學效果,是當前面臨的問題。
1《分析化學實驗》課程教學現狀
《分析化學實驗》作為一門重要的專業基礎課,在專業人才培養過程中起著重要的作用。該課程以實操為主,需要學生在動手操作的過程中將分析化學理論知識應用到實踐中去,是培養學生專業技能的重要實踐環節。但是目前該課程在教學過程中并不完全能達到以上教學效果,存在著一些問題。首先,該課程知識點繁多而零碎,缺乏合適的教材。分析化學實驗主要包括稱量、配制溶液、移液、滴定等單元操作,每一個單元操作中包含著很多操作步驟,每一個操作步驟中又隱含著很多操作要點,因此該課程的知識點多而雜,前后無邏輯聯系,學生在學習過程中記憶困難。同時,該課程目前可用的教材都是以“實驗項目化”為主要思路,而課程重難點——單元操作部分內容往往被忽視,因而在選擇教材和教學參考書時非常困難。其次,學生課前無法預習,課后很難復習。學生在上課前應對每個實驗的內容有一定的了解,課后也應對實驗操作步驟和操作要點等關鍵內容進行復習。然而,由于該課程缺乏合適的教材,同時由于實驗類課程的特點——實驗場所只有在課堂上才對學生開放,實驗儀器只有在上課時才準學生使用,因此學生在課前幾乎無法預習,課后復習也很困難,從而限制了《分析化學實驗》的教學效果。第三,實驗課傳統的教學模式限制了學生的探索能力和創新能力。在高職教育改革理念中,特別強調學生在教學過程中的“主體”地位,然而目前《分析化學實驗》仍然主要采用傳統的實驗課教學模式,即提出任務、分析任務、示范操作、學生模仿[2]。在這個過程中,教師示范操作和學生模仿占用了大量的課堂時間,使得教師不可能再有多余的時間引導學生對實驗進行深入的探索,也就更沒有時間培養學生的創新能力了。
2微課在《分析化學實驗》課程教學中的現實意義
微課是指按照新課程標準及教學實踐要求,以教學視頻為主要載體,記錄教師在教育教學過程中圍繞某個知識點或教學環節而開展的精彩教與學活動全過程[3]。微課以視頻為主要載體,形象直觀,更能激發學生的學習興趣;微課時長通常只有5~10分鐘,能使學生注意力高度集中;微課觀看方便,可以保存在移動終端上,不受時間和空間的限制。因此,“微課”這種教學模式恰好能夠解決《分析化學實驗》教學中存在的各種問題,引入“微課”十分必要。首先,微課體現了真實的教學情境。微課的核心手段是課堂教學視頻,并配有文字、音樂、圖片和動畫等多種表現形式,創造了一個真實的學習情境,能在短時間內吸引學生的注意力,更能激發學生的學習興趣[4]。以往課前學生無法預習,或只有書上一些簡單的實驗原理和實驗儀器介紹,學生的預習效果并不理想,而微課的引入恰能解決這一問題。學生在觀看教師制作的課前微課時,有一種身臨其境的感覺,可以有針對性地找到一些問題,帶到課堂上解決。在課后,學生可以回放課上的實驗內容,利用微課視頻進行查漏補缺。如此一來,由于創設了真實的教學情境,以往該課程無法解決的預習與復習的問題便迎刃而解了。其次,微課能夠滿足學生個性化的學習需求。如上所述,微課是圍繞某個知識點或教學環節而展開,主題突出、目標明確,而《分析化學實驗》是由若干個單元操作構成,如果將每個單元操作都錄制成微課的形式,該課程的全部內容便可濃縮為若干個微課視頻,這些視頻涵蓋了課程所有知識點,加在一起組成了一本“微課教科書”。教師將這些微課內容上傳到網上以后,學生可以對該課程所有實驗有計劃地自主選擇相關視頻進行學習,滿足不同層次的學生對知識和技能的渴求。因此,微課在解決課程教材缺乏問題的同時,還可以滿足學生個性化的學習需要,提高實驗課堂的教學效率。第三,微課能在一定程度上激發學生的創造力。前已述及,微課時代下的實驗課教學模式,將提出任務、分析任務和示范操作等環節移至課前完成,為課堂上學生實踐操作環節贏取了更多的時間,教師可以從繁瑣的演示、規范操作等教學任務中解放出來,把更多的精力投入到引導學生對實驗進行合作學習和自主探究,以及創造性地發現問題、解決問題等實驗環節中去。與此同時,利用網絡技術和學生手中的移動終端(例如手機和筆記本電腦),學生可在課后繼續進行拓展學習,對實驗內容深入探討,為學生進行創造性實驗提供了良好的條件。
3將微課引入《分析化學實驗》課程教學的探索與實踐
3.1在課前預習中引入微課
根據“建構主義”學習理論,學生掌握知識和技能的過程是一個自我建構的過程[5],因此微課教學應從學生“建構”知識和技能的起點——預習開始。我們將分析化學實驗的每一個單元操作都做成微課,包括稱量、配制溶液、移液、滴定等,以視頻的形式展現應學的知識和技能。但是,這里的微課是只有圖像沒有聲音的,我們稱之為“無聲微課”。我們將這些無聲微課上傳至授課班級的QQ群或微信群里,學生在輕松的氛圍中利用各種移動終端進行下載,事先觀看視頻進行課前預習。由于這些視頻是無聲的,學生只能看到教師的操作演示,而需要對操作步驟和每一個步驟中的操作要點進行歸納總結,于是試點班級的學生自發進行了很多合作探究學習,對實驗過程中的步驟和要點進行了先期整理,并將存在的疑問帶入了課堂,起到了前所未有的預習效果。
3.2在課堂教學中引入微課
課堂教學是微課應用的核心環節,如應用得當能起到事半功倍的效果。在課前無聲微課的基礎上,我們每堂課都對學生的預習情況進行檢查,希望學生能夠自己總結出操作步驟和操作要點。當學生歸納的知識和技能與標準有出入時,我們便會在課堂播放我們制作的“有聲微課”,學生通過對比來對自己的預習效果進行評價。同時,有聲微課的播放也對實驗操作步驟和要點進行最終的流程化和規范化,學生按此標準進行實驗操作便掌握了相關的知識和技能。此時,由于提出任務、分析任務和示范操作等環節均用微課替代,節省了大量的課堂時間,因此教師在課堂上可以將更多的精力投入到指導學生的過程中。在學生模仿的教學環節,由于每一位學生的理解能力和動手能力各不相同,因此在實驗操作過程有快有慢、有好有壞。這時,教師將有聲微課上傳至授課班級QQ群或微信群,替換課前上傳的無聲微課,每一位學生在課堂上可以通過自己手中的手機進行下載,邊觀看教師示范邊進行動手操作。與此同時,學生還可根據自己的實驗進程,有選擇地針對某一操作步驟或操作要點反復觀看、反復研究,以解決自己在操作中碰到的實際問題。如此一來,傳統課堂無法解決的分層次教學與差異化學習的問題便得到了很好的解決,學生普遍反映每一堂課都有很大的收獲。例如,我們將“滴定分析基本操作”做成了微課視頻,并在課堂中使用。
3.3在課后復習中引入微課
在每一次實驗課后,教師上傳專門制作的“課后微課”。課后微課有別于無聲微課和有聲微課,將重點放在知識、技能的歸納整理和課后延伸上。這些微課既包含了學生課堂實驗中遇到問題的思考和課后作業,又包括了在課后學生對實驗完成情況的自我評價,還包含了引導學生對知識和技能進行的課外拓展,鼓勵學生自我發現、自我創新。課后微課為學生在課后對課堂實驗內容進行隨時、隨地的復習提供了可能,學生在下載觀看課后微課后評價普遍較好,認為課后微課對知識和技能的鞏固起到了重要的作用。經過一個學期的探索與實踐,我們發現傳統的實驗課堂被有效地延伸到了課前和課后。與此同時,學生的學習行為模式也發生了轉變,從傳統的課堂學習模式轉變為移動學習、泛在學習模式。通過引入微課,學生的學習積極性提高了,課堂注意力集中了,自主探究意識更強了,年輕人的創造力也得到了很大程度的激發,總體而言《分析化學實驗》課程的教學質量得到了很大的提升。因此,我們的《分析化學實驗》微課教學改革是成功的。今后,我們將提升教師自身的多媒體微課制作水平,讓微課內容更豐富、更精彩;同時更加注重微課視頻中所體現的教學設計思路,以完善教學設計過程來提升微課視頻的質量,并將行業標準嵌入微課,讓我們的微課更加科學。
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