茄尼醇提取纯化及其与HSA的相互作用研究

论文摘要

茄尼醇是一种九聚异戊二烯醇，广泛存在于茄科植物中，含量以烟叶中最多，是合成辅酶Q10和维生素K2的必要原料，其本身也具有抗菌消炎的功效。本课题以废次烟叶为原料建立了一套包括提取、皂化、结晶、树脂纯化等工艺的茄尼醇提取与纯化方法。以茄尼醇的提取率和粗品纯度为考察目标，采用有机溶剂热提取方法，确定了适宜的提取条件为：提取剂正己烷、液固比14:1、浸取温度50℃、摇床频率175rpm、原料粒度20-40目。在此条件下提取率为91.42%，浸膏纯度为18.05%。为强化提取效果，采用了超声辅助提取和氨浸预处理辅助提取新工艺，与传统有机溶剂热提取效果对比，超声辅助提取明显缩短了提取时间，而氨浸辅助提取提高了提取率和粗品纯度。以所得粗品浸膏为原料，研究了碱法、酶法皂化方法，转化结合态茄尼醇为游离态，提高了茄尼醇收率。结果显示碱法皂化可使茄尼醇纯度由18.05%提高到28.14%。进一步选择甲醇作为溶剂进行重结晶纯化，两次结晶纯度可达65.96%，4次重结晶，茄尼醇纯度可达91.85%。以65.96%茄尼醇为原料，利用NKA大孔吸附树脂动态吸附，乙醇等度洗脱，可得纯度为83%的产品。在得到高纯产物后，利用综合光谱学方法（紫外可见吸收、荧光和同步荧光光谱、圆二色光谱）以及位点标记方法，在模拟人体环境下，系统、量化地研究了茄尼醇与人血清白蛋白（HSA）的相互作用机理。利用荧光光谱数据，计算了结合常数和热力学参数（ΔH，ΔS，ΔG），进而通过对热力学参数的分析得出，结合过程都是自发的，起主导作用的结合力为氢键或者范德华力。利用紫外可见吸收、圆二色光谱分别分析了茄尼醇与HSA结合后，对HSA氨基酸残基附近微环境以及螺旋等结构的影响。选用华法林、布洛芬、地高辛三种位点标记物进行了位点竞争实验，结果显示，HSA结构中位点site I（subdomain IIA）是其与茄尼醇的首要结合位点。根据能量传递理论，计算出了茄尼醇-HSA的结合距离（4.29nm），能量传递的发生具有很高的可能性。利用同样方法，考察了茄尼醇的重要衍生物辅酶Q10和HSA的相互作用机理，对比茄尼醇和辅酶Q10与HSA的结合机理，二者在结合距离、热力学参数、主要结合力、结合位点方面相同或者相近，说明辅酶Q10的聚异戊二烯支链对结合起关键影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 茄尼醇简介
• 1.2 茄尼醇的提取
• 1.2.1 有机溶剂浸提
• 1.2.2 超声辅助提取
• 1.2.3 微波辅助提取
• 1.2.4 超临界萃取
• 1.3 茄尼醇的精制
• 1.3.1 粗提物的皂化
• 1.3.2 结晶与重结晶
• 1.3.3 树脂纯化技术
• 1.3.4 分子蒸馏技术
• 1.3.5 聚合态共沉淀法
• 1.4 茄尼醇向辅酶 Q10 的转化
• 1.5 人血清白蛋白简介
• 1.6 本文的研究工作
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 论文框架图
• 第二章 废弃烟叶中茄尼醇的提取与工艺强化
• 2.1 引言
• 2.2 实验仪器和药品
• 2.2.1 检测方法
• 2.2.2 高效液相色谱
• 2.2.3 液质联用
• 2.3 提取条件的选择
• 2.3.1 极限提取
• 2.3.2 提取溶剂的选择
• 2.3.3 固液比
• 2.3.4 粒度
• 2.3.5 温度
• 2.3.6 时间
• 2.3.7 摇床频率
• 2.4 超声辅助提取
• 2.5 氨浸辅助提取
• 2.5.1 组分测定
• 2.5.2 电镜图分析
• 2.5.3 色谱图分析
• 2.5.4 质谱分析
• 2.5.5 氨浸效果与机理分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 茄尼醇的皂化与纯化
• 3.1 引言
• 3.2 实验仪器和药品
• 3.3 粗提物的皂化
• 3.3.1 氢氧化钠皂化
• 3.3.2 脂肪酶皂化
• 3.4 茄尼醇的结晶与重结晶
• 3.4.1 温度选择
• 3.4.2 结晶时间
• 3.4.3 结晶次数
• 3.5 大孔树脂吸附纯化茄尼醇
• 3.5.1 树脂预处理与再生
• 3.5.2 上样量的确定
• 3.5.3 上样与洗脱
• 3.6 本章小结
• 附图
• 第四章 茄尼醇与人血清白蛋白的相互作用研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验仪器和药品
• 4.2.2 分析检测方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 荧光光谱分析
• 4.3.2 结合常数
• 4.3.3 热力学函数与结合力
• 4.3.4 茄尼醇在 HSA 上的结合位点
• 4.3.5 能量转移计算
• 4.3.6 紫外可见吸收光谱
• 4.3.7 圆二色光谱
• 4.4 本章小结
• 第五章 辅酶 Q10与人血清蛋白的相互作用研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验仪器和药品
• 5.2.2 分析检测方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 荧光光谱分析
• 5.3.2 荧光猝灭常数
• 5.3.3 结合常数与结合位点
• 5.3.4 热力学函数与结合力
• 5.3.5 辅酶 Q10在 HSA 上的结合位点
• 5.3.6 能量转移计算
• 5.3.7 同步荧光光谱
• 5.3.8 紫外可见吸收光谱
• 5.3.9 圆二色光谱
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况
• 致谢