生決明子結(jié)構(gòu)及熱變性研究

李明航，于佳琳，常美玲，吳雨靚，秦佳慧，郭子祺，李澤騰，徐元媛

（1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150081；2.石家莊學(xué)院 化工學(xué)院，河北 石家莊 050035）

0 引 言

決明（Cassia tora Linn.）為一年生亞灌木狀草本，直立、粗壯、高1～2 m，葉長(zhǎng)4～8 cm。決明生于山坡、曠野及河灘沙地上，在我國(guó)長(zhǎng)江以南各省區(qū)普遍分布。決明原產(chǎn)于美洲熱帶地區(qū)，目前，在全世界熱帶、亞熱帶地區(qū)廣泛分布。

生決明子為決明的干燥成熟種子。中醫(yī)理論中闡述生決明子具有清肝熱、潤(rùn)腸燥的作用。

遼寧中醫(yī)藥大學(xué)張杰等人采用HPLC 研究山菊降壓片（菊花、山楂、夏枯草、鹽澤瀉、炒決明子、小薊）中的生決明子代替炒決明子后，其中木犀草苷、綠原酸、黃決明素、橙黃決明素、大黃素、決明素、大黃素甲醚和大黃酚等8 個(gè)成分含有量的變化。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在山菊降壓片中，由生決明子代替炒決明子后，上述8 個(gè)成分的含量都有不同程度的降低，其中，大黃素甲醚和大黃酚的含量分別降低了2.8 倍和2 倍。研究表明山菊降壓片中使用炒決明子較為合理。

福州市第二醫(yī)院神經(jīng)外科曹霞等人探討了生決明子外敷神闕穴對(duì)防治神經(jīng)外科患者便秘的療效。臨床結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生決明子外敷神闕穴對(duì)防治神外患者的便秘有一定的成效，提高了患者的生活質(zhì)量，減輕了患者的痛苦。

生決明子在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用與其特殊的結(jié)構(gòu)有關(guān)，但生決明子結(jié)構(gòu)相關(guān)研究少見(jiàn)報(bào)道。中紅外（MIR）光譜具有方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于化合物結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域，變溫MIR 光譜則應(yīng)用于化合物熱變性研究領(lǐng)域，并能提供更加豐富的光譜信息。

本項(xiàng)目采用MIR 光譜及變溫MIR 光譜分別開(kāi)展了生決明子的結(jié)構(gòu)及熱變性研究，為生決明子在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用提供了重要的科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生決明子：由河北省紐恩堂電子商務(wù)有限公司出品。

1.2 儀器與設(shè)備

（1）中紅外光譜儀：Spectrum 100 型，美國(guó)PE 公司。

（2）ATR-FTIR 變溫附件：Golden Gate 型，英國(guó)Specac 公司。

2 結(jié)果與分析

2.1 生決明子結(jié)構(gòu)MIR 光譜研究

在溫度為303 K 下，采用MIR 光譜開(kāi)展了生決明子結(jié)構(gòu)的研究，生決明子結(jié)構(gòu)的MIR 光譜如圖1 所示。

圖1 生決明子結(jié)構(gòu)的MIR光譜Fig.1 MIR spectrum of rawcassia seed structure

由圖1 可以看出：

（1）在2 924.22 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于生決明子油脂結(jié)構(gòu)的CH2不對(duì)稱伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-生決明子）。

（2）在2 853.47 cm-1頻率處的吸收峰歸屬于生決明子油脂結(jié)構(gòu)的CH2對(duì)稱伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-生決明子）。

（3）在1 732.06 cm-1（νC=O-1-生決明子）和1 718.17 cm-1（νC=O-2-生決明子）頻率處的吸收峰歸屬于生決明子油脂結(jié)構(gòu)的C=O 伸縮振動(dòng)模式（νC=O-生決明子）。

（4）在1 560.19 cm-1（ν酰胺-Ⅱ-1-生決明子）和1 541.39 cm-1（ν酰胺-Ⅱ-2-生決明子）頻率處的吸收峰歸屬于生決明子蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的酰胺Ⅱ帶特征吸收譜帶（ν酰胺-Ⅱ-生決明子）。

（5）在1 094.79（νC-O-1-生決明子）、1 075.45（νC-O-2-生決明子）、1 047.35（νC-O-3-生決明子）和1 008.05 cm-1（νC-O-4-生決明子）頻率處的吸收峰歸屬于生決明子多糖結(jié)構(gòu)的C-O 伸縮振動(dòng)模式（νC-O-生決明子）。

MIR 光譜并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)生決明子蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的酰胺Ⅰ帶特征吸收譜帶（ν酰胺-Ⅰ-生決明子），這可能是因?yàn)閷?duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生決明子，MIR 光譜的譜圖分辨能力并不高。

研究發(fā)現(xiàn)，生決明子的有效成分主要包括多糖類(lèi)結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及油脂結(jié)構(gòu)。

2.2 生決明子結(jié)構(gòu)變溫MIR 光譜研究

生決明子結(jié)構(gòu)官能團(tuán)主要集中在3 000～2 800 cm-1、1 750～1 700 cm-1、1 700～1 600 cm-1和1 100～1 000 cm-14 個(gè)頻率區(qū)間，因此，采用變溫MIR 光譜，進(jìn)一步開(kāi)展了溫度變化對(duì)于生決明子結(jié)構(gòu)的影響。

相關(guān)光譜數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR 光譜數(shù)據(jù)（303～393 K）Table 1 Variable temperature MIR spectrum data of of rawcassia seed structure(303～393 K)

續(xù)表

續(xù)表

2.2.1 第一頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR 光譜研究

在溫度為303～393 K 下，第一頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR 光譜如圖2 所示。

圖2 第一頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR光譜Fig.2 Variable temperature MIR spectrum of rawcassia seed structure in the first frequency range

由圖2 可以看出，隨著測(cè)定溫度的升高，生決明子油脂結(jié)構(gòu)νasCH2-生決明子和νsCH2-生決明子對(duì)應(yīng)的紅外吸收頻率并沒(méi)有發(fā)生規(guī)律性的改變，但紅外吸收的強(qiáng)度進(jìn)一步降低。

2.2.2 第二頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR 光譜研究

在溫度為303～393 K 下，第二頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR 光譜如圖3 所示。

圖3 第二頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR光譜Fig.3 Variable temperature MIR spectrum of rawcassia seed structure in the second frequency range

由圖3 可以看出，隨著測(cè)定溫度的升高，生決明子油脂結(jié)構(gòu)νC=O-1-生決明子對(duì)應(yīng)的紅外吸收頻率并沒(méi)有發(fā)生規(guī)律性的改變，但紅外吸收的強(qiáng)度進(jìn)一步降低。在393 K 溫度條件下，生決明子油脂結(jié)構(gòu)νC=O-2-生決明子-393K對(duì)應(yīng)的吸收峰進(jìn)一步消失。

2.2.3 第三頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR 光譜研究

在溫度為303～393 K 下，第三頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR 光譜如圖4 所示。

圖4 第三頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR光譜Fig.4 Variable temperature MIR spectrum of rawcassia seed structure in the third frequency range

由圖4 可以看出，生決明子蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)ν酰胺-Ⅱ-生決明子對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)對(duì)于溫度變化比較敏感：

（1）在333 K 的溫度下，生決明子蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的吸收峰消失。

（2）在343 K 的 溫度下，1 560.10 cm-1（ν酰胺-Ⅱ-1-生決明子-343K）和 1 540.87 cm-1（ν酰胺-Ⅱ-2-生決明子-343K）頻率處進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)生決明子的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)ν酰胺-Ⅱ-生決明子。

（3）在313 K 的溫度下，1 681.88 cm-1（ν酰胺-Ⅰ-1-生決明子-313K）和1 651.29 cm-1（ν酰胺-Ⅰ-2-生決明子-313K）頻率處發(fā)現(xiàn)了生決明子蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)酰胺Ⅰ帶的特征吸收譜帶（ν酰胺-Ⅰ-生決明子-313K）。

（4）在383 K 的溫度下，生決明子蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)ν酰胺-Ⅰ-生決明子-383K對(duì)應(yīng)的吸收峰消失。

（5）在393 K 的 溫度下，1 687.72 cm-1（ν酰胺-Ⅰ-1-生決明子-393K）和1 655.07 cm-1（ν酰胺-Ⅰ-2-生決明子-393K）頻率處又發(fā)現(xiàn)了生決明子的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)ν酰胺-Ⅰ-生決明子-393K。

2.2.4 第四頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR 光譜研究

在溫度為303～393 K 下，第四頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR 光譜如圖5 所示。

圖5 第四頻率區(qū)間生決明子結(jié)構(gòu)的變溫MIR光譜Fig.5 Variable temperature MIR spectrum of rawcassia seed structure in the fourth frequency range

由圖5 可以看出：

（1）隨著測(cè)定溫度的升高，生決明子多糖結(jié)構(gòu)νC-O-生決明子對(duì)應(yīng)的紅外吸收頻率發(fā)生紅移趨勢(shì)，但紅外吸收的強(qiáng)度進(jìn)一步降低。

（2）隨著測(cè)定溫度的升高，生決明子油脂結(jié)構(gòu)（νasCH2-生決明子、νsCH2-生決明子、νC=O-生決明子）、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)（ν酰胺-Ⅰ-生決明子和ν酰胺-Ⅱ-生決明子）和多糖結(jié)構(gòu)（νC-O-生決明子）對(duì)應(yīng)的吸收強(qiáng)度都有明顯的降低。研究認(rèn)為，生決明子的油脂結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和多糖結(jié)構(gòu)對(duì)于溫度變化比較敏感，例如低沸點(diǎn)油脂結(jié)構(gòu)的揮發(fā)，蛋白質(zhì)及多糖結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步破壞。

所以，生決明子在炮制熟決明子過(guò)程中，其溫度的控制尤為重要，傳統(tǒng)炮制更需要有多年經(jīng)驗(yàn)的藥工來(lái)操作。

而采用MIR 光譜及變溫MIR 光譜，在重要的溫度點(diǎn)進(jìn)行生決明子炮制的質(zhì)量監(jiān)控，則是一個(gè)很好的替代方法，并具有重要的應(yīng)用前景。

3 結(jié) 語(yǔ)

生決明子結(jié)構(gòu)的紅外吸收模式主要包括νasCH2-生決明子、νsCH2-生決明子、νC=O-生決明子、ν酰胺-Ⅰ-生決明子、ν酰胺-Ⅱ-生決明子和νC-O-生決明子，生決明子的有效成分主要包括多糖類(lèi)結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及油脂結(jié)構(gòu)。隨著測(cè)定溫度的升高，生決明子結(jié)構(gòu)中的主要官能團(tuán)（νasCH2-生決明子、νsCH2-生決明子、νC=O-生決明子、ν酰 胺-Ⅰ-生決明子、ν酰胺-Ⅱ-生決明子和νC-O-生決明子）對(duì)應(yīng)的吸收頻率存在著較大的差異性，生決明子的熱穩(wěn)定性進(jìn)一步降低。