几种多糖的红外光谱研究

第29卷　第1期
2007年1月武　汉　理　工　大　学　学　报JOURNA L OF WUHAN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG Y Vol.29　No.1　Jan.2007
几种多糖的红外光谱研究
夏朝红1,戴　奇2,房　韦3,陈和生3
(1.武汉理工大学医院,武汉430070;2.武汉理工大学图书馆,武汉430070;
3.武汉理工大学材料研究与测试中心,武汉430070)
摘　要:　研究了壳聚糖、葡聚糖、茯苓多糖、魔芋甘露聚糖等多糖的红外光谱。

中红外光谱的研究表明,所研究的几种多糖中,葡聚糖为α2多糖,其余均为β2多糖;实验表明,采取的红外线光谱分析方法是可行的。

关键词:　多糖;　中红外光谱;　近红外光谱;　远红外光谱
中图分类号:　O 629.12文献标志码:　A 文章编号:167124431(2007)0120045203
R esearch on the IR Spectrscopy of Kinds of Polysaccharide
X IA Chao 2hong 1,DA I Qi 2,FA N G Wei 3,CH EN He 2sheng 3
(1.Hospital of Wuhan University of Technology ,Wuhan 430070,China ;2.Library of Wuhan University of Technology ,Wuhan 430070,China ;3.Materials Research and Testing Center ,Wuhan University of Technology ,Wuhan 430070,China )Abstract :　The isolation and purification ,pharmaceutical action ,structure analysis ,relationship on structure activity ,biomineralization ,and developmental trend of polysaccharide were summarized in this paper.MIR S pectrscopy ,N IR S pec 2trscopy and FIR S pectrscopy of Chitosan ,G lucan ,Pachymaran ,K onjac G lucomannan ,Xanthan were studied.Studies of MIR Spectrscopy showed that G lucan is α2polysaccharide and other kinds of polysaccharide were all β2polysaccharide ;studies of N IR Spectrscopy and FIR S pectrscopy proved that our methods were practical.
K ey w ords :　polysaccharide ;　MIR spectrscopy ;　N IR spectrscopy ;　FIR spectrscopy
收稿日期:2006209212.
作者简介:夏朝红(19712),女,主治医师.E 2mail :xuning @
多糖是来自高等植物、动物细胞膜、微生物细胞壁中的天然大分子物质,是所有生命有机体的重要组成部分,并与维持生命所需的多种生理功能有关。

20世纪60年代以来,人们发现不少天然多糖是优良的广谱免疫促进剂,具有免疫调节功能,能治疗癌症、某些慢性病及自身免疫病,甚至能抗A IDS 病毒,尤其对正常细胞没有毒副作用,在治疗过程中有促进细胞免疫反应、加强抗体生成、调节细胞生长与衰老等功能,已逐渐发展为一种免疫疗法。

已成为当今新药的发展方向之一,这一学科已成为目前生命科学中研究最活跃的领域之一。

多糖具有调节免疫功能、抗肿瘤、降血糖、抗凝血等药理作用。

研究了壳聚糖、葡聚糖、茯苓多糖、魔芋甘露聚糖等多糖的中红外光谱、近红外光谱和远红外光谱,既为进一步系统研究其他多糖的红外光谱奠定理论基础,也为深入研究多糖的生物矿化,选择合理多糖提供理论依据,还为应用生物大分子(包括多糖)实现纳米组装的研究提供科学依据。

1　实　验
1.1　材料与仪器
美国Nicolet 公司,Nexus 型傅里叶变换显微红外及拉曼光谱仪;天津仪器厂,FW 24A 型压片机。

壳聚糖、葡聚糖、茯苓多糖、魔芋甘露聚糖等,由武汉大学提供。

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1.2　方法
红外测试在Nexus型傅里叶变换显微红外及拉曼光谱仪上进行。

中红外:K Br压片法制样,K Br分束器,D TGS K Br检测器,分辨率:4cm-1,扫描次数:64,测试范围:4000—400cm-1;近红外:K Br压片法制样,CaF2分束器,D TGS K Br检测器,分辨率:8cm-1,扫描次数:300,测试范围:7000—4000cm-1;远红外用石蜡油研磨方法测试,聚乙烯窗口,固体分束器,D TGS聚乙烯检测器,分辨率:8cm-1,扫描次数:100,测试范围:500—100cm-1。

2　结果与讨论
2.1　壳聚糖
从壳聚糖的中红外光谱上图1可看出,醇羟基的基频是在3437cm-1左右,峰形尖锐,但由于壳聚糖分子内氢键作用,变成缔合的—OH伸缩振动吸收峰与—N H的伸缩振动吸收峰重叠而增宽的多重吸收峰。

壳聚糖分子内存在着大量的氢键。

2919cm-1和2852cm-1分别为C—H的2个伸缩振动吸收峰。

1596 cm-1为氨基变形振动吸收峰。

1421cm-1处吸收峰CH2的变形吸收峰[1]。

在1375cm-1处则是C—H弯曲振动吸收峰。

1324cm-1处吸收峰应该是酰胺中的C—N伸缩振动吸收峰。

1152cm-1处的吸收峰是环上碳—氧(C—O)吸收峰[2]。

而在1094cm-1处的则是醇羟基的变角振动吸收峰。

在897cm-1处存在β2型糖苷键的特征吸收峰,说明壳聚糖为β2多糖[3]。

在近红外光谱上,6545cm-1处的吸收峰是一级胺基—N H 的倍频吸收峰,在4935cm-1处的吸收峰为—OH组合频吸收峰,在4285cm-1处的吸收峰是C—H的合频吸收峰,它们都免除了邻近吸收峰的干扰。

在4631cm-1处的吸收峰理论上应该是一级胺基的合频吸收缝,估计受干扰发生了位移。

当环上的原子与氢原子相连时,环的构型与环的张力和氢原子的排斥力有关。

环张力诱使环趋向于平面,而氢原子之间的排斥力使环处于折叠状态下较稳定。

当环上原子振动时,会使环面发生弯曲或折叠,因而会出现环变形振动吸收,出现在远红外区域。

在499cm-1处的吸收峰是CCO变形振动,389cm-1,360cm-1及以下为CCC和CCO变形振动,100—163cm-1处的峰为氢键振动的吸收频率。

2.2　葡聚糖
从葡聚糖的中红外光谱图2上可看出,3419cm-1处的吸收峰是—OH的伸缩振动吸收峰,2923cm-1处的吸收峰是C—H的伸缩振动吸收峰,1645cm-1处的吸收峰是—OH的弯曲振动吸收峰,1424cm-1处吸收峰CH2的变形吸收峰。

在1357cm-1处则是C—H弯曲振动吸收峰。

1158cm-1处的吸收峰是环上碳—氧(C—O)吸收峰。

而在1109cm-1,1013cm-1处的吸收峰,则是醇羟基的变角振动吸收峰。

在846 cm-1处存在α2型糖苷键的特征吸收峰,说明葡聚糖为α2多糖[3]。

在近红外光谱图3上,在4265cm-1处出现的吸收峰是C—H的合频吸收峰,在5163cm-1处出现的吸收峰是水分子中的—OH的合频吸收峰。

在远红外光谱图4上,在514cm-1,543cm-1处的吸收峰是CCO变形振动,436cm-1处吸收峰为CCC和CCO变形振动,100—133cm-1处的吸收峰为氢键振动的吸收频率。

2.3　茯苓多糖
从茯苓糖的中红外光谱图5上可看出,3419cm-1处的吸收峰是—OH的伸缩振动吸收峰,2920cm-1和2852cm-1处的吸收峰是C—H的伸缩振动吸收峰,1638cm-1处的吸收峰是—OH的弯曲振动吸收峰, 1421cm-1,1374cm-1处吸收峰CH2的变形吸收峰。

在1316cm-1处则是C—H弯曲振动吸收峰。

1161cm-1处的吸收峰是环上碳—氧(C—O)吸收峰。

1082cm-1,1042cm-1处的则是醇羟基—OH的变角振动吸收峰。

在890cm-1处存在β2型糖苷键的特征吸收峰,说明茯苓多糖为β2多糖[3]。

近红外光谱,从图3上可看出,在5177cm-1处出现的吸收峰是—OH的合频吸收峰,在4382cm-1,4297cm-1间的吸收峰是C—H的合频吸收峰,4787cm-1处吸收峰不明,至于6782—6894cm-1处的3组吸收峰可能为—OH的1级倍频。

在522cm-1,528cm-1处的吸收峰是CCO变形振动,436cm-1处及以下的吸收峰为CCC和CCO 变形振动,100—198cm-1处的吸收峰为氢键振动的吸收频率。

2.4　魔芋甘露多糖
从魔芋甘露聚糖的中红外光谱图6上可看出,3401cm-1处的吸收峰是—OH的伸缩振动吸收峰,2922 cm-1处的吸收峰是C—H的伸缩振动吸收峰,1725cm-1处为羰基吸收,1645cm-1处的吸收峰是—OH的
弯曲振动吸收峰,1414cm -1,1380cm -1处吸收峰是CH 2的变形吸收峰。

在1322cm -1处则是C —H 弯曲振动吸收峰。

1153cm -1处的吸收峰是环上碳—氧(C —O )吸收峰。

而在1077cm -1,1025cm -1处的则是醇羟基的变角振动吸收峰。

876cm -1和808cm -1是甘露糖的特征吸收峰。

在895cm -1处存在β2型糖苷键的特征吸收峰,说明魔芋甘露聚糖为β2多糖[3]。

在近红外光谱图上,在5180cm -1处出现的吸收峰是—OH 的合频吸收峰,在4380cm -1,4295cm -1处的吸收峰是C —H 的合频吸收峰。

4779cm -1处的吸收峰不明,怀疑为羰基,表明存在酰基,在7000—5500cm -1间峰很多,噪音太大,可能是仪器噪音造成的。

在479cm -1处的吸收峰是CCO 变形振动,420cm -1,399cm -1处及以下的吸收峰为CCC 和CCO 变形振动,100—192cm -1处的吸收峰为氢键振动的吸收频率。

3　结　论
a.葡聚糖为α2多糖,壳聚糖、茯苓多糖、魔芋甘露聚糖均为β2多糖;
b.建立了用K Br 压片法研究多糖的近红外光谱、用石蜡油研磨方法研究多糖的远红外光谱的测试方法。

参考文献
[1]　赵国骏,姜涌明,孙龙生,等.不同来源壳聚糖的基本特性及红外光谱研究[J ].功能高分子学报,1998,11(3):4032406.
[2]　高怀生,黄是是,张世达,等.壳聚糖的结构分析[J ].天津化工,1996,(4):20222.
[3]　周　鹏,谢明勇,傅博强.多糖的结构研究[J ].南昌大学学报(理科版),2001,25(2):1972204.74第29卷　第1期 夏朝红,等:几种多糖的红外光谱研究 。