光响应茶皂苷元纳米胶囊的制备及其抗菌活性研究综合实验

介绍了以科研为导向,设计和开设的"光响应茶皂苷元纳米胶囊的制备及其抗菌活性研究"研究性综合实验。通过本实验,学生体验了查阅文献、了解实验原理、确立研究思路和策略、制备产品、表征性能、处理数据、分析讨论、撰写实验报告等完整的科研过程,掌握了天然产物的水解和提纯、纳米胶囊的制备、物质的化学反应性质、光谱表征、抗菌活性研究等相关知识。实践表明,本实验选题针对性强,有助于提高学生学习的积极性、主动性和综合实验技能,有利于培养学生的创新意识和科学精神。

茶皂素的提取纯化及其单当归酰基茶皂苷元的制取

榨取茶油后的茶籽饼粕含有丰富的茶皂素。为了精确定位茶皂素的生物活性及其构效关系,设计合成多样性药物分子,分离茶皂素单体和制取明确结构的苷元成为必要。本试验采用水浴提取,树脂吸附及沉析获得茶皂素;通过酸水解、溶剂萃取、柱层析和高效液相色谱等方法制备其茶皂苷元,色谱和波谱定性定量。结果显示,茶饼中茶皂素的水提取条件为:料液比1∶25(m/V)、80℃水浴,提取2 h,3次。纯化条件为:茶皂素水提取液过AB-8型树脂,依次用水、稀碱、水和90%乙醇洗脱,醇洗脱液冰浴沉析3 h,离心获得茶皂素,纯度达96%。然后将其进行盐酸水解,条件为:3 mol/L盐酸60%甲醇水溶液,料液比1∶15(m/V),85℃回流水解5 h;再进行乙酸乙酯萃取、硅胶柱层析,收集石油醚-乙酸乙酯洗脱液,液相制备,获得2种茶皂素苷元,波谱数据并与文献比对,确定其结构为:21-当归酰基-22-乙酰茶皂苷元Ⅰ和Ⅱ,两者仅有C4位甲基和醛基差别。

光响应茶皂苷元纳米囊的制备及其抗耐药菌活性研究

为了提高茶皂苷元的稳定性和抗耐药菌活性,采用复乳法制备光响应茶皂苷元纳米囊。以大豆卵磷脂、胆固醇和脱镁叶绿酸(质量比为50:10:1)为囊材,制得茶皂苷元纳米囊的包封率、载药量、平均粒径、Zeta电位分别为:87.3%±4.6%、13.5%±1.2%、(155±5)nm、(-43.3±2.0)m V。该纳米囊在无光照下具有缓释作用,而在650 nm光照下可加速释放。对耐药金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的50%抑菌浓度分别是52.5和85.4μg?m L-1,而与庆大霉素(10μg?m L-1)联合用药时,降至22.6和45.7μg?m L-1,表明它可降低并逆转细菌对庆大霉素的耐药性。分子对接显示茶皂苷元和细菌的甘露醇脱氢酶和黏肽合成酶有显著相互作用,与其抗耐药菌机制相关。

茶皂苷元衍生物的合成及其抗氧化活性

为了有效利用油茶资源,提高茶皂苷元的抗氧化活性,对其进行结构修饰制备了茶皂苷元缩氨基硫脲及其锌配合物,使用紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、元素分析和核磁共振氢谱表征其结构,对合成工艺进行了优化,以DPPH·、ABTS+·、·OH清除率为指标评价其抗氧化活性,并与抗氧化调节因子Keap1进行了分子对接,探讨其作用机制。结果表明,优化后的反应条件为:茶皂苷元与硫代氨基脲的量比为1:1.2,冰乙酸为催化剂,温度75℃,反应时间8 h,茶皂苷元缩氨基硫脲产率79.6%,纯度92%;茶皂苷元缩氨基硫脲与二水合醋酸锌的量比为1:0.6,甲醇为溶剂,温度65℃,时间6h,茶皂苷元缩氨基硫脲锌配合物产率72.1%,纯度90%。对3种自由基的清除能力强于茶皂苷元,与Keap1-Nrf2有显著的相互作用。茶皂苷元缩氨基硫脲及其锌配合物改善了茶皂苷元的活性,可以增强机体的抗氧化能力。