《植物化学方法学》课件.ppt
植物化学方法学探索植物次生代谢产物的科学方法系统学习植物化合物的分离、鉴定与结构解析技术
发展历史119世纪初期植物化学萌芽阶段219世纪末至20世纪初分离技术初步发展320世纪中期现代仪器分析引入421世纪组学与高通量技术应用
研究对象生物碱含氮杂环化合物酚类多酚、黄酮等抗氧化物质萜类挥发油、皂苷等异戊二烯衍生物多糖复杂碳水化合物聚合物
基本任务分离从复杂基质中获取目标成分鉴定确定化合物结构与特性结构解析分析分子空间构型与化学性质活性筛选评价生物学功能与作用机制
样品采集与保存采集原则生长期合理选择同种植物不同部位分开采集避免污染与混杂保存方法低温冷冻阴干法冷冻干燥保鲜剂处理记录要求采集时间地点植物种属生长环境形态特征
样品前处理粉碎处理高速粉碎机减小颗粒增加表面积筛选分级标准筛网控制颗粒大小均一性混匀均质旋涡混合或机械搅拌确保代表性防降解处理添加抗氧化剂或调节pH值稳定活性成分
提取原理溶解度匹配相似相溶原理分配平衡物质在两相间的分配系数影响因素温度、时间、溶剂极性、pH值
溶剂提取法浸渍法室温静置提取，保护热敏性成分回流法加热反复循环，提高提取效率超声提取声波空化作用，促进细胞破壁微波辅助提取快速加热，缩短提取时间
超临界流体提取原理超临界状态CO?兼具气体扩散性与液体溶解能力调节温度压力可控制选择性优势无毒残留低温操作选择性高环境友好应用实例精油提取药用脂溶性成分咖啡因脱除天然色素分离
酶解与生物转化1酶解原理特异性降解细胞壁促进释放常用酶类纤维素酶、果胶酶、蛋白酶生物转化微生物转化增加目标化合物产量
色谱分离基础分配原理组分在两相间的分配系数差异导致分离固定相保持不动的吸附剂或载体流动相携带样品流过固定相的溶剂分离参数保留时间、分离度、塔板数
薄层层析样品点样毛细管将样品点于起点线展开溶剂通过毛细作用上升携带样品显色喷洒显色剂或紫外照射显示斑点计算Rf值斑点移动距离与溶剂前沿比值
高效液相色谱流动相输送系统高压泵提供恒定流速进样系统自动进样器精确定量注入色谱柱填充各种固定相实现分离检测系统UV、荧光、ELSD、质谱等检测器
气相色谱法适用范围挥发性成分热稳定性好分子量小于500精油分析检测器类型火焰离子化FID电子捕获ECD质谱检测器MS热导检测器TCD定性分析保留时间比对色谱-质谱联用谱库检索标准品共进样
分配与吸附色谱分配色谱液-液分配机理液态固定相分离极性相近化合物载量大例如反相HPLC吸附色谱固-液吸附机理固态吸附剂分离结构相似化合物选择性高例如硅胶柱层析选择标准依据目标化合物性质确定极性差异大用吸附极性接近用分配复杂样品多用联合
大孔吸附树脂技术树脂种类D101、AB-8、X-5等不同极性孔径结构大孔结构利于大分子吸附选择性吸附不同极性树脂针对性分离再生利用洗脱后可重复使用降低成本
分子印迹聚合物模板识别原理锁钥识别机制制备方法模板-单体-交联剂聚合特异性分离专一性识别目标化合物
离子交换色谱阳离子交换交换介质带负电荷强酸型：磺酸基弱酸型：羧基适合碱性化合物植物生物碱分离阴离子交换交换介质带正电荷强碱型：季铵基弱碱型：氨基适合酸性化合物有机酸、酚酸分离洗脱策略梯度或阶段洗脱pH梯度盐浓度梯度离子强度调控竞争离子置换
逆流色谱技术无固定相原理两种不混溶液体相互分配行星式旋转特殊运动保持两相稳定接触大样品处理克级至千克级样品制备能力全样品回收无不可逆吸附，回收率高
电泳分析方法电场迁移原理带电粒子在电场中运动毛细管电泳高效率微量样品分析胶束电动色谱中性化合物分离新方法等电聚焦两性化合物精确分离
紫外-可见分光光度法光谱原理电子跃迁不同共轭体系吸收不同波长朗伯-比尔定律特征吸收黄酮：330-360nm酚酸：280-320nm生物碱：260-280nm定量分析标准曲线法加标回收法多波长扫描
红外光谱分析4000-1300官能团区OH,NH,CH等特征吸收1300-910指纹区分子骨架振动910-650芳香区芳香环取代模式650远红外区分子骨架扭曲振动
核磁共振波谱1HNMR氢原子化学环境分析13CNMR碳骨架结构确认二维谱COSY、HSQC、HMBC等关联谱空间构型NOESY确定立体结构
质谱分析法离子化方式ESI、MALDI、EI、CI等质量分析器飞行时间、四极杆、轨道阱等谱图解析分子量、碎片峰、同位素模式
X射线晶体学结晶技术培养高质量晶体关键步骤溶剂挥发法缓慢冷却法蒸汽扩散法悬滴法衍射原理X射线与晶体原子相互作用布拉格定律衍射斑点成像电子密度计算应用价值确定分子绝对构型手性中心定位氢键网络分析分子间相互作用活性构效关系
元素分析与同位素标记元素分析C、H、N、O等含量测定同位素标记13C、1?N、2H等示踪剂代谢流分析追踪化合物体内转化路径生态分析植物与环境相互作用研究
酶活性测定酶标法酶联免疫吸附测