SIMCA法判别分析木材生物腐朽的研究

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条芩与枯芩的指纹图谱建立、抗炎活性及谱效关系研究

条芩与枯芩的指纹图谱建立、抗炎活性及谱效关系研究

条芩与枯芩的指纹图谱建立、抗炎活性及谱效关系研究作者:贾传青郭兰萍王晓于宗渊陈龙董红敬来源:《中国药房》2022年第12期关键词黄芩;条芩提取物;枯芩提取物;指纹图谱;抗炎活性;谱效关系黄芩为唇形科植物黄芩Scutellaria baicalensisGeorgi 的干燥根,为临床常用中药,具有清热燥湿、泻火解毒、止血安胎的功效[1]。

黄芩生长至3年以上者,其根部上段(老根)木心出现中空、腐朽,但下段仍致密、坚实。

由其坚实的下段根部所制饮片为条芩,由其中空、腐朽的上段根部所制饮片为枯芩。

《本草经集注》记载:“圆者名条芩为胜,破者名宿芩,其腹中皆烂,故名腐肠,惟取深色坚实者为好”[2];《药品化义》曰:“一品宜分两用,盖枯芩体轻主浮,专泻肺胃上焦之火,而条芩体重主降,专泻大小肠下焦之火”[3];《本草易读》记载:“中枯而飘者名枯芩,泻肺利气,止嗽化痰,除风热,清肌表宜之。

细实而坚者名条芩,泻大肠火,除湿止痢,养阴退阳”[4]。

由此可见,条芩与枯芩的划分是历代中医药学家的实践总结。

然而,目前临床处方均为“黄芩”,并未对条芩和枯芩进行区分,这可能会影响黄芩临床应用的精准化。

现代研究表明,黄芩含有黄酮、挥发油、多糖等活性成分,具有抗炎、抗菌、抗肿瘤等多种药理活性,其抗炎活性尤为突出[5-8]。

炎症是导致多种疾病的关键因素,包括心脑血管疾病、肺疾病等[9]。

因此,从成分及抗炎活性角度探讨条芩与枯芩的区别,对两者的临床精准应用具有重要的意义。

中药指纹图谱是中药谱效关系研究的基础,其能够整体、系统地表征中药主要化学成分的相似性;化学模式识别可体现样品间的差异,从而全面、准确地反映样品的内在质量[10-11]。

基于此,本研究拟采用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法建立條芩和枯芩的指纹图谱,并进行化学模式识别分析;同时拟采用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导RAW264.7 细胞建立炎症模型,探讨条芩、枯芩抗炎活性的差异,并通过灰色关联分析法初步研究其谱效关系,旨在为条芩与枯芩的抗炎活性物质基础研究及临床应用提供依据。

化学计量学在分析化学中的应用

化学计量学在分析化学中的应用

化学计量学在分析化学中的应用摘要:随着信息时代的不断发展,人们生活水平的不断提高,然而人们对化学计量学的了解也越来越多。

因此,化学计量学与分析化学密切联系,分析化学在数据获取和处理方面也具有独特的地位,在各个环节给化学计量学提供了有效的研究领域。

作为分析化学的一个重要分支,化学计量学在分析科学中发挥着越来越重要的作用。

化学计量学是由化学与数学、统计学、计算机科学等学科交叉融合而产生的学科。

在分析化学实验教学中不仅要讲授一些化学计量学理论知识,而且更重要的是要对学生进行适当的化学计量学实验教学,以起到事半功倍的效果。

它一方面可以使学生利用化学计量学这一有力工具来评判通过分析实验手段获得的数据是否可靠;另一方面还可以从理论上指导分析手段的采用与数据的采集,并让学生学会一种分析化学的理论研究方法,可以广泛用于环境化学、药物化学、农业化学、计算机化学等方面的研究,并取得较为理想的教学成果。

关键词:化学计量学;分析化学;应用引言化学计量学是一门新兴的化学分支学科是由数学、统计学、计算机技术和化学相结合的交叉学科其诞生是科学技术发展及相互交叉渗透的必然结果。

化学计量学涵盖了化学量测的全过程包括采样理论、实验设计、选择和优化实验条件、单变量和多变量信号处理以及数据分析;其研究内容还包括过程控制和优化、合理性分析、实验室组织、图书检索和人工智能等。

化学计量学的主要任务是对化学测量数据进行分析处理,设计和选择最佳测量程序与实验方法1化学计量学概述在“化学计量学”(Chemometrics)一词被创造出来前,Mandel于1949年阐述了最小二乘回归、实验方案设计、方差分析等在分析化学中的应用,多元分析方法也于上世纪六十年代初逐步被用于多组分混合物的光谱分析,而计算机计算能力的提升则成为了化学计量学诞生最重要的催化剂。

1971年,瑞典化学家Wold首次提出了“化学计量学”的概念。

经过近十年的普及,化学计量学自上世纪八十年代开始得到了快速发展。

密蒙花中4种成分的含量测定及其主成分、偏最小二乘判别分析

密蒙花中4种成分的含量测定及其主成分、偏最小二乘判别分析

密蒙花中4种成分的含量测定及其主成分、偏最小二乘判别分析汪海斌1,张楠楠1,洪稳稳2,李 芳1,闫 攀3,黄艳梅1(1.国家中药材产品质量监督检验中心,安徽亳州 236800;2.安徽中医药大学药学院,安徽合肥 230012;3.亳州学院,安徽亳州 236800)[摘要]目的 建立同时测定密蒙花药材中4种成分含量的方法,并进行主成分分析(principalcomponenta nalysis,PCA)和偏最小二乘判别分析(partialleastsquaresdiscriminantanalysis,PLS DA)。

方法 采用超高效液相色谱法,色谱柱为WatersACQUITYUPLCBEHC18,流动相为乙腈 0.1%磷酸溶液(梯度洗脱),流速为0.15mL/min,检测波长为330nm,柱温为30℃,进样量为2μL。

采用SIMCA14.1统计软件对含量测定结果进行PCA和PLS DA研究。

结果 4种指标性成分的线性、分离度、稳定性、重复性与精密度良好;24批药材样品有2个主成分,PLS DA分析确定了2个分类标志物。

结论 本研究建立的方法的精密度、稳定性、重复性均较好,可用于密蒙花药材中4种成分含量的同时测定;不同产地的密蒙花药材质量差异较大。

[关键词]密蒙花;超高效液相色谱法;含量测定;主成分分析;偏最小二乘判别分析[中图分类号]R284.2 [DOI]10.3969/j.issn.2095 7246.2020.04.024 密蒙花为马钱科醉鱼草属植物密蒙花(犅狌犱犱犾犲犼犪狅犳犳犻犮犻狀犪犾犻狊Maxim.)的干燥花蕾及花序[1],又名黄饭花、小锦花、染饭花等,中国西南及中南等地多有分布[2]。

该药始载于宋代,《开宝本草》云:“主青盲肤翳,赤涩多泪,消目中赤脉,小儿麸痘及疳气攻眼。

”密蒙花是传统中药中重要的眼科用药,具有疏风清热、养肝明目、退翳的功效,常用于目赤肿痛、多泪羞明、目生翳膜、肝虚目暗、视物昏花等症[3 6]。

红根病感染对橡胶树根际土壤微生物群落和代谢物的影响

红根病感染对橡胶树根际土壤微生物群落和代谢物的影响

热带农业科技Tropical Agricultural Science&Technology2024,47(1):56-62DOI:10.16005/ki.tast.2024.01.011红根病感染对橡胶树根际土壤微生物群落和代谢物的影响戴利铭,李岚岚,刘一贤,施玉萍,蔡志英*(云南省热带作物科学研究所/云南省天然橡胶可持续利用研究重点实验室(筹)/天然橡胶良种选育与栽培技术国家地方联合工程研究中心,云南景洪666100)摘要::以景洪小勐养植胶区的健康和发病橡胶树根际土壤为研究对象,通过高通量测序和代谢组摘要技术对土壤进行研究,以期揭示感染红根病后橡胶树根际土壤中微生物和代谢物的变化情况。

结果发现健康和发病橡胶树根际土壤微生物群落结构及其土壤代谢物成分有很大差异。

在发病土壤中酸杆菌门的相对丰度最高,比健康土壤高5.11%,放线菌门和变形菌门相对丰度小于健康土壤;在属分类水平,健康土壤中根瘤菌属相对丰度最高,其次为链霉菌属,而发病土壤中链霉菌属相对丰度最高;KEGG功能注释发现发病土壤和健康土壤在碳水化合物代谢、氨基酸代谢方面无明显差异,NOG数据库注释发现发病土壤中ABC转运蛋白和丝氨酸、苏氨酸蛋白激酶均高于正常土壤;利用GC-MS非靶向代谢组学技术测定发现,与健康土壤相比,发病土壤中的蜡酸、甘油磷酸酯、胆固醇、胆甾烷-3,5,6-三醇、富马酸、豆甾醇、N-环己基甲酰氨等7个物质含量显著增加,而花生四烯酸和N-乙酰基-5-羟色胺含量显著降低。

关键词::橡胶树;红根病;土壤微生物;代谢物关键词中图分类号:S794.107;S763.7文献标识码:A文章编号:1672-450X(2024)01-0056-07Effect of Red Root Disease Infection on Microbial Communities and Metabolites in Rhizosphere Soil of Rubber TreeDAI Liming,LI Lanlan,LIU Yixian,SHI Yuping,CAI Zhiying*Yunnan Institute of Tropical Crops/Yunnan Key Laboratory of Sustainable Utilization Research on Rubber Tree/National and Local Joint Engineering Research Center of Breeding and Cultivation Technology of Rubber Tree,Jinghong666100,China Abstract:The healthy and diseased soils in rubber planting area of Mengyang of Jinghong were taken as tested sample,high-throughput sequencing and metabolic group techniques were used to study the changes of microorganisms and metabolites in the rhizosphere soil of rubber trees infected with red root disease.It is found that there is significant difference in the rhi-zosphere soil microbial community structure and soil metabolite composition in two soils.Acidobacteria in affected soil was the phylum with the highest relative abundance,its abundance was5.11%higher than that of in healthy soil,and the abundance of Actinomycetes and Proteobacteria was lower than that of in healthy soil.Based on the relative abundance of subordinate classification levels,the relative abundance of healthy soil is the highest in Rhizobium,followed by Streptomy-ces;The highest relative abundance in the affected soil is Streptomyces.KEGG functional annotation showed that there was no significant difference in carbohydrate metabolism and amino acid metabolism between affected soil and healthy soil.The annotation of NOG database found that ABC transporter and serine Threonine protein kinase were higher in affect-ed soil than in normal soil.The metabolic components of susceptible and healthy rhizosphere soil were determined by GC-MS non-targeted pared with healthy soil,the contents of wax acid,glycerol phosphate,cholesterol,————————————收稿日期:2023-08-08基金项目:云南省热带作物科技创新专项资金项目(RF2023-7);云南省农业联合专项面上项目(202301BD070001-260)作者简介:戴利铭(1990-),女,助理研究员,硕士,研究方向为植物保护与微生物利用。

UPLC-QTOF-MS 结合主成分分析法考察胡

UPLC-QTOF-MS 结合主成分分析法考察胡

㊀基金项目: 兴辽英才计划 科技创新领军人才(No.XLYC2002004)㊀作者简介:王祎ꎬ男ꎬ研究方向:中药炮制学ꎬE-mail:1913894383@qq.com㊀通信作者:郑彧ꎬ男ꎬ博士研究生ꎬ副教授ꎬ研究方向:中药炮制学ꎬTel:0411-85890140ꎬE-mail:zhengyu1982@aliyun.comUPLC-QTOF-MS结合主成分分析法考察胡芦巴盐制前后的化学成分差异王祎ꎬ刘颖ꎬ叶斌斌ꎬ郑彧(辽宁中医药大学药学院ꎬ辽宁大连116600)摘要:目的㊀利用超高效液相-四极杆-飞行时间串联质谱(UPLC-QTOF-MS)结合多元统计分析筛选并鉴定胡芦巴和盐胡芦巴的差异性成分ꎮ方法㊀采用C18反相色谱柱0.5%乙酸-乙腈梯度洗脱ꎬ在正离子模式下采集质谱数据ꎬ应用Simca-P等软件进行主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)ꎬ筛选胡芦巴与盐胡芦巴的差异性成分ꎮ通过质谱提供的精确分子量㊁碎片离子并结合文献数据鉴定偏最小二乘判别分析中VIP值>1.5的差异性成分的结构ꎮ结果㊀利用准分子离子㊁二级质谱图㊁特征碎片离子及其他碎片离子等信息ꎬ并参考相关文献报道鉴定了胡芦巴与盐胡芦巴中的24个差异性成分ꎬ其中包括7个黄酮碳苷类化合物ꎬ15个甾体皂苷类化合物以及1个生物碱类化合物即胡芦巴碱和1个脂肪族化合物即亚麻酸乙酯ꎮ通过比较各化合物在胡芦巴和盐胡芦巴样品的质谱中的响应值ꎬ盐制后黄酮碳苷类成分响应升高ꎬ甾体皂苷中的呋甾烷醇型甾体皂苷响应降低ꎬ而螺甾烷醇型/异螺甾烷醇型甾体皂苷响应升高ꎮ结论㊀盐制促进了胡芦巴中黄酮碳苷类成分的溶出ꎬ并使胡芦巴中皂苷类成分发生了结构转化ꎮ关键词:胡芦巴ꎻ盐制ꎻ超高效液相-四级杆-飞行时间串联质谱ꎻ主成分分析中图分类号:R284.1㊀文献标识码:A㊀文章编号:2095-5375(2022)12-0786-005doi:10.13506/j.cnki.jpr.2022.12.004InvestigationonchemicalcompositiondifferenceofTrigonellafoenum-graecumL.beforeandaftersaltprocessingbyUPLC-QTOF-MScombinedwithprincipalcomponentanalysismethodWANGYiꎬLIUYingꎬYEBinbinꎬZHENGYu(CollegeofPharmacyꎬLiaoningUniversityofTraditionalChineseMedicineꎬDalian116600ꎬChina)Abstract:Objective㊀ToscreenandidentifythedifferentialcomponentsofTrigonellafoenum-graecumL.anditssalt-processedproductsusingultra-highperformanceliquidphase-quadrupole-time-of-flighttandemmassspectrometry(UPLC-QTOF-MS)combinedwithmultivariatestatisticalanalysis.Methods㊀Thegradientelutionof0.5%aceticacid-acetonitrileonaC18reversed-phasechromatographiccolumnwasusedtocollectmassspectrometrydatainpositiveionmode.Simca-Pandothersoftwarewereusedtoperformprincipalcomponentanalysis(PCA)andpartialleastsquaresdis ̄criminantanalysis(PLS-DA)ꎬscreeningthedifferencecomponentsoffenugreekanditssalt-processedproducts.Thestruc ̄turesofdifferentialcomponentswithVIPvalues>1.5inPLS-DAanalysiswereidentifiedbytheaccuratemolecularweightsꎬfragmentionsprovidedbymassspectrometryandincombinationwithliteraturedata.Results㊀Usinginformationsuchasquasi-molecularionsꎬMSspectraꎬcharacteristicfragmentionsandotherfragmentionsꎬandreferringtorelevantlit ̄eraturereportsꎬ24differentcomponentsoffenugreekanditssalt-processedproductswereidentifiedꎬincluding7flavonoidcarbonsglycosidesꎬ15steroidalsaponinsꎬ1alkaloidꎬtrigonellineꎬand1aliphaticcompoundꎬethyllinolenicacid.Bycomparingtheresponsevaluesofeachcompoundinthemassspectrometryoffenugreekanditssalt-processedproductsꎬtheresponseofflavonoidcarbonglycosidesincreasedaftersalt-processingꎬandtheresponseoffurostanol-typesteroidalsaponinsinsteroidalsaponinsdecreasedꎬwhilespirostanol-type/isospirostanol-typesteroidalsaponinresponseincreased.Conclusion㊀Salt-processingpromotesthedissolutionofflavonoidcarbonglycosidesinfenugreekꎬandmakesthestructuretransformationofsaponinsinfenugreek.Keywords:Trigonellafoenum-graecumL.ꎻSaltprocessingꎻUPLC-QTOF-MSꎻPrincipalcomponentanalysis㊀㊀胡芦巴为豆科植物胡芦巴(Trigonellafoenum-graecumL.)的干燥种子ꎬ主要分布于我国宁夏㊁甘肃㊁青海㊁新疆㊁内蒙古等省区ꎬ是我国传统的药食两用植物和香料ꎮ«中国药典»中载有胡芦巴㊁盐胡芦巴两个品种ꎮ胡芦巴性温味苦ꎬ归肾经ꎬ温肾助阳ꎬ祛寒止痛ꎬ用于肾阳不足ꎮ在中医理论中有 入盐走肾脏仍仗软坚 ꎬ认为盐制可以引药入肾ꎬ发挥软坚散结的作用ꎮ胡芦巴经盐制后可以增强温肾阳㊁逐寒湿的功效[1]ꎮ我们课题组在早期研究中证明了盐胡芦巴的降脂作用优于胡芦巴[2]ꎮ胡芦巴的化学成分主要包括胡芦巴碱㊁皂苷类㊁黄酮类㊁膳食纤维㊁胡芦巴油脂㊁4-羟基异亮氨酸等ꎬ这些化学成分已经被报道具有降血糖㊁降血脂㊁抗肿瘤㊁抗氧化㊁抑菌㊁保肝等多种药理活性[3]ꎮ我们课题组早期基于响应面法优化了盐胡芦巴的炮制工艺[4]ꎬ并发现胡芦巴盐制后ꎬ多糖㊁薯蓣皂苷元㊁胡芦巴碱含量升高ꎬ4-羟基异亮氨酸含量降低ꎮ中药的炮制在中国有着悠久的历史ꎬ炮制通过促进中药中化学成分之间的转化以及药效成分的溶出ꎬ从而发挥减毒增效的作用[5]ꎮ例如ꎬ补骨脂经盐制总黄酮含量呈现上升趋势ꎬ这可能是盐制过程导致补骨脂种皮破碎ꎬ使得其成分更易溶出[6]ꎻ知母中的甾体皂苷类成分在盐制过程中发生转化[7]ꎮ目前ꎬ关于胡芦巴盐制后化学成分变化的研究较少ꎮ因此ꎬ本研究使用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱法(UPLC-QTOF-MS)分析胡芦巴与盐胡芦巴中的化学成分ꎬ采用主成分分析(PCA)以及偏最小二乘判别分析(PLS-DA)筛选胡芦巴与盐胡芦巴中的差异性成分ꎬ利用高分辨质谱提供的精确分子量㊁二级质谱结合文献数据鉴定这些差异性成分的结构ꎮ探究盐制对胡芦巴中化学成分的影响ꎬ为阐明胡芦巴盐制的机理提供实验依据ꎮ1㊀试药胡芦巴购自亳药千草中药饮片公司(批号:2008132ꎬ产地:安徽蒙城)经王添敏教授鉴定为豆科植物胡芦巴(Trigonellafoenum-graecumL.)的种子ꎮ参照课题组早期优化的盐制方法制备盐胡芦巴[4]ꎬ即:100g胡芦巴ꎬ加入含盐量2.0g的盐水ꎬ闷润4hꎬ在160ħ下烘箱烘制10.0minꎮ2㊀方法2.1㊀样品制备㊀胡芦巴和盐胡芦巴粉粹ꎬ过60目筛ꎬ精密称定后以10倍量甲醇超声提取30minꎬ18000g离心10min取上清液(平行6份)进AgilentTechnologies6540UHDAccurate-MassQ-TOFLC/MS分析ꎮ取胡芦巴和盐胡芦巴各样品等量混合作为QC样品ꎮ2.2㊀色谱和质谱条件2.2.1㊀色谱条件㊀AgilentTechnologies6540UHDAccurate-MassQ-TOFLC/MSꎬ离子源:electrosprayionization(ESI)ꎮ色谱柱:C18反相色谱柱(150mmˑ3.0mmꎬ2.7μmꎬYMCCo.ꎬLtd.)ꎮ柱温40ħꎬ流速0.3mL min-1ꎬ进样量5μLꎬ流动相:0.5%乙酸(A)-乙腈(B)ꎬ梯度洗脱ꎬ0~20minꎬ5%~100%Bꎻ20~25minꎬ100%Bꎮ2.2.2㊀质谱条件㊀离子源ESI(+)ꎬ毛细管电压3.5kVꎬ碰撞电压75Vꎬ锥孔电压65Vꎬ雾化气压力35psigꎬ干燥气流速8L min-1ꎬ干燥气温度350ħꎬ扫描范围m/z100~2000ꎮ2.3㊀数据统计分析㊀将UPLC-QTOF-MS的结果加载到安捷伦MassHunter工作站软件上ꎬ该软件可以在分析的每个步骤中可视化原始数据ꎬ而不会丢失值ꎮ离子强度图显示了保留时间㊁m/z和强度的信息ꎬ以及用于进一步分析的质谱图和色谱图ꎮ将从UPLC-QTOF-MS获得的数据转换为包含m/z㊁保留时间和离子强度信息的表格ꎮ从所有样品中排除质控样品中RSD值大于30%的峰ꎬ并将剩余峰用于多元统计分析ꎮ将Simca-P12.0软件应用于PCA和PLS-DAꎮ然后选择VIP值大于1.5㊁组间差异P值小于0.05的离子ꎬ通过二级质谱(MS2)进行进一步鉴定ꎮ3㊀结果3.1㊀胡芦巴和盐胡芦巴的PCA和PLS-DA分析㊀胡芦巴和盐胡芦巴在正离子模式下的总离子流图(TIC)见图1所示ꎮ在胡芦巴和盐胡芦巴TIC图中9~11min的离子响应出现差异ꎬ提示盐制使胡芦巴中的化学成分发生变化ꎮ将各样本的UPLC-QTOF-MS数据导入XCMS(https://xcmsonline.scripps.edu)转换为包含m/zꎬ保留时间和峰响应的表格ꎬ将表格导入SIMCA软件进行PCA和PLS-DA分析ꎮPCA分析结果表明胡芦巴和盐胡芦巴样本聚集良好ꎮ进一步采用PLS-DA筛选胡芦巴和盐胡芦巴中的差异性成分ꎬ选择VIP值大于1.5㊁组间差异P值小于0.05的成分进行鉴定ꎮ3.2㊀胡芦巴和盐胡芦巴差异性成分鉴定㊀通过质谱提供的精确分子量以及MS2数据ꎬ结合参考文献ꎬ鉴定了胡芦巴和盐胡芦巴中的25个差异性成分的结构ꎮ化合物1为胡芦巴碱[8]ꎬ是胡芦巴中的主要活性成分ꎮ胡芦巴中含有大量黄酮碳苷[9]ꎬ尽管A.胡芦巴ꎻB.盐胡芦巴图1 胡芦巴及盐制品正离子模式下的总离子流图本试验采用正离子模式测定胡芦巴的化学成分ꎬ对于差异性成分中黄酮的鉴定则配合了负离子模式下的靶向二级质谱ꎮ黄酮碳苷在负离子模式下易产生[M-H-90]-㊁[M-H-120]-㊁[M-H-60]-㊁[M-H-104]-等碎片ꎬ这些碎片信息提示黄酮碳苷中糖的类型.例如ꎬ[M-H-120]-和[M-H-90]-提示存在六碳糖苷ꎬ[M-H-90]-和[M-H-60]-提示存在五碳糖苷[10-11]ꎮ由于质谱不能鉴定糖的种类和连接位置ꎬ因此胡芦巴生㊁盐品差异性黄酮类化合物的鉴定参考了文献中报道的胡芦巴中含有的黄酮碳苷的名称以及其在C18柱上的保留时间ꎬ糖的结构只鉴定了其类型ꎮ基于以上分析化合物2~8被鉴定为黄酮类化合物ꎮ化合物2和4在正离子模式和负离子模式下的准分子离子峰分别为m/z595[M+H]+㊁593[M-H]-ꎬ提示其分子式为C27H30O15ꎮMS2给出碎片离子峰m/z503[M-H-90]-㊁473[M-H-120]-㊁383[M-H-120-90]-㊁353[M-H-120-120]-ꎮ因此鉴定该两个化合物为芹菜素-6ꎬ8-C-双六碳糖苷ꎬ即vicenin2或其异构体[9]ꎮ化合物3ꎬ5~8在正离子模式和负离子模式下的准分子离子峰分别为m/z565[M+H]+㊁563[M-H]-ꎬ提示其分子式为C27H28O14ꎮMS2给出碎片离子峰m/z503[M-H-60]-㊁473[M-H-90]-㊁443[M-H-120]-㊁383[M-H-120-60]-㊁353[M-H-120-90]-ꎮ因此鉴定该5个化合物为芹菜素-6-C-六碳糖-8-C-五碳糖苷或芹菜素-6-C-五碳糖-8-C-六碳糖苷ꎬ即vicenin3㊁vicenin1或其异构体[9]ꎮ该7个黄酮碳苷类化合物在盐胡芦巴中的响应较高ꎬ提示其盐制后含量升高ꎮ除黄酮碳苷外ꎬ胡芦巴中还含有大量的甾体皂苷ꎬ苷元类型包括呋甾烷醇型(原diosgeninꎬyamoge ̄ninꎬneotigogeninꎬtigogeninꎬneogitogeninꎬgitogeninꎬsmilageninꎬsarsasapogenin)及其F环闭环的苷元即螺甾烷醇型/异螺甾烷醇型[12]ꎮ其中的呋甾烷醇型甾体皂苷在C22连有羟基ꎬ因此在质谱中的准分子离子峰为[M+Na]+同时还会观察到其C22脱水的离子峰[M+H-H2O]+ꎮ在此基础上162Da的中性丢失生成碎片m/z[M+H-162]+提示其C26连有葡萄糖ꎮ而螺甾烷醇型/异螺甾烷醇型甾体皂苷在质谱中可形成[M+Na]+ꎬ[M+H]+的准分子离子峰ꎬ在此基础上的144Da中性丢失为E环开裂产生[13-14]ꎮ甾体皂苷在质谱中主要产生失去糖形成的碎片峰ꎬ[M+H-162]+㊁[M+H-146]+㊁[M+H-132]+分别提示存在六碳糖㊁甲基五碳糖和五碳糖ꎮm/z415㊁m/z271(-C8H16O2ꎬ415-144Da)㊁m/z253(-H2Oꎬ271-18Da)的碎片峰提示苷元为原yamogenin和原diosgenin以及yamogenin和diosgeninꎮm/z417㊁m/z273(-C8H16O2ꎬ417-144Da)㊁(-H2Oꎬ273-18Da)提示苷元为原neotigogenin和原tigogenin以及neoti ̄gogenin和tigogeninꎮm/z431㊁m/z287(-C8H16O2ꎬ431-144Da)㊁m/z269(-H2Oꎬ287-18Da)㊁m/z251(-H2Oꎬ269-18Da)提示苷元为原lilagenin和原yuccagenin以及lilagenin和yuccageninꎮm/z433㊁m/z415(-H2Oꎬ433-18Da)㊁m/z289(-C8H16O2ꎬ415-144Da)㊁m/z271(-H2Oꎬ289-18Da)㊁m/z253(-H2Oꎬ271-18Da)提示苷元为原neogitogenin和原gitogenin以及neogitogenin和gitogeninꎮ在上述苷元的碎片基础上生成142Da中性丢失碎片提示C25和C27之间存在双键[13-14]ꎮ此外ꎬ在C18柱上25S构型的甾体皂苷先于25R构型的洗脱ꎬ中基于这个洗脱规律对甾体皂苷的C25差向异构体进行鉴定[13]ꎮ由于质谱不能鉴定糖的结构以及连接位置ꎬ因此在进行甾体皂苷的鉴定时仅对糖的类型进行了鉴定ꎬ如六碳糖㊁五碳糖㊁甲基五碳糖ꎮ基于以上分析ꎬ共鉴定胡芦巴生㊁盐品中的差异性皂苷15个ꎮ其中8个为呋甾烷醇型甾体皂苷ꎬ7个在盐制后响应降低ꎻ7个为螺甾烷醇/异螺甾烷醇型甾体皂苷ꎬ在盐制后响应升高ꎮ推测胡芦巴中的呋甾烷醇型甾体皂苷在盐制过程中失去C26位葡萄糖ꎬ随后发生侧链环合ꎬ生成螺甾烷醇/异螺甾烷醇型甾体皂苷ꎮ4 讨论对胡芦巴及其盐制品的化学成分分析结果表明ꎬ胡芦巴经盐制后化学成分的含量发生变化ꎬ但机制不同ꎮ黄酮碳苷在盐制后响应升高㊁但在生品㊁盐品中均存在㊁并且差异性黄酮类化合物种并无炮制后响应降低的成分ꎬ提示黄酮碳苷类成分炮制后响应升高的原因为盐制使种质疏松㊁溶出增加ꎮ而呋甾烷醇型甾体皂苷结构不稳定ꎬ在加热过程中容易转化为螺甾烷醇型/异螺甾烷醇型甾体皂苷[15]ꎮ因此螺甾烷醇型甾体皂苷在盐品中响应升高ꎬ而呋甾烷醇型甾体皂苷在生品中响应降低ꎮ此外ꎬ也有文献报道在胡芦巴中分离得到呋甾烷醇型甾体皂苷以及螺甾烷醇型/异螺甾烷醇型甾体皂苷[12ꎬ16]ꎬ表明表1㊀胡芦巴及其盐制品之间的差异性成分编号化合物名称保留时间/min实测值(m/z)碎片离子(m/z)分子式偏差/ppmVIPP值盐制后含量变化趋势1Trigoneline2.03138.054[M+H]+92ꎬ94C7H7NO2-1.992.519.93ˑ103升高2isomerofvicenin2(apigenin6ꎬ8-diC-hexoside)5.11595.164[M+H]+(-)593[M-H]-ꎬ503ꎬ473ꎬ383ꎬ353C27H30O152.133.393.62ˑ104升高3vicenin3(apigenin8-C-xylo ̄side-6-C-glucoside)5.61565.155[M+H]+(-)563[M-H]-ꎬ503ꎬ473ꎬ443ꎬ383ꎬ353C26H28O140.3810.232.93ˑ103升高4isomerofvicenin25.69595.165[M+H]+(-)593[M-H]-ꎬ503ꎬ473ꎬ383ꎬ353C27H30O150.124.276.79ˑ103升高5isomerofvicenin35.71565.154[M+H]+(-)563[M-H]-ꎬ503ꎬ473ꎬ443ꎬ383ꎬ353C26H28O142.382.982.44ˑ103升高6isomerofvicenin35.80565.156[M+H]+(-)563[M-H]-ꎬ503ꎬ473ꎬ443ꎬ383ꎬ353C26H28O14-1.141.562.25ˑ102升高7isomerofvicenin35.94565.154[M+H]+(-)563[M-H]-ꎬ503ꎬ473ꎬ443ꎬ383ꎬ353C26H28O141.583.815.70ˑ104升高8isomerofvicenin36.05565.155[M+H]+(-)563[M-H]-ꎬ503ꎬ473ꎬ443ꎬ383ꎬ353C26H28O140.997.326.01ˑ103升高9protoneogitogenintrihexosylpentoside7.55929.4703[M+Na]+889ꎬ727ꎬ595ꎬ433ꎬ415ꎬ289ꎬ271ꎬ253C44H74O190.372.062.20ˑ102降低10protoneogitogenintrihexosylpentoside7.55929.4703[M+Na]+889ꎬ727ꎬ595ꎬ433ꎬ415ꎬ289ꎬ271ꎬ253C44H74O190.373.062.41ˑ102降低11protoyuccagenindihexosyldideoxyhexoside7.731087.524[M+Na]+1047ꎬ901ꎬ739ꎬ577ꎬ431C51H84O235.221.683.24ˑ102降低124ꎬ5-dihydroprotoya ̄mogenindihexosyldideoxyhex ̄oside7.741089.536[M+Na]+1049ꎬ903ꎬ741ꎬ597ꎬ595ꎬ433ꎬ289ꎬ271ꎬ253C51H86O23-5.672.312.80ˑ102降低13protodiosgenindihexosyldideoxyhexoside7.971071.526[M+Na]+1031ꎬ885ꎬ739ꎬ577ꎬ415ꎬ271ꎬ253C51H84O22-6.301.743.22ˑ102降低14protodiosgenintetrahexosylde ̄oxyhexoside8.311249.573[M+Na]+1209ꎬ1047ꎬ723ꎬ577ꎬ415ꎬ271ꎬ253C57H94O28-8.821.843.72ˑ102降低15protosarsasapogenindihexosylpentoside8.44913.489[M+Na]+873ꎬ741ꎬ711ꎬ579ꎬ567ꎬ435ꎬ417ꎬ273ꎬ255C48H74O153.363.183.34ˑ102降低16neogitogenindihexosylpento ̄side9.07911.460[M+Na]+889ꎬ757ꎬ595ꎬ433C44H72O180.253.127.68ˑ103升高17gitogenindihexosyldeoxyhexo ̄side9.29925.522[M+Na]+903ꎬ741ꎬ597ꎬ433ꎬ289C45H74O180.281.634.89ˑ103升高18gitogenondihexosylpentoside9.34903.494[M+H]+741ꎬ597ꎬ433ꎬ289C45H74O180.872.001.43ˑ102升高19tigogenindihexosylpentoside9.58873.483[M+H]+711ꎬ579ꎬ417ꎬ255C44H72O171.161.571.26ˑ102升高20protoneotigogenindihexosylpentoside9.61871.468[M+H]+739ꎬ577ꎬ533ꎬ415ꎬ233C44H70O170.912.641.96ˑ102升高21tigogenindihexosylpentoside9.94873.483[M+H]+711ꎬ579ꎬ417ꎬ255C44H72O171.161.911.39ˑ102升高22diosgenindihexosylpentoside10.45907.480[M+Na]+902.524[M+NH4]+ꎬ885.484[M+H]+739ꎬ577ꎬ415C45H72O170.343.825.88ˑ103升高2322-deoxy-trigoneosideIIIboritsisomer10.48887.4999[M+H]+739ꎬ725ꎬ579C45H76O170.022.672.42ˑ102升高24unidentified10.71741.440[M+H]+597ꎬ4532.573.82ˑ102升高25ethyllinolenate18.39324.290[M+NH4]+C20H34O2-1.81.631.56ˑ102升高这一转化过程既可能发生在炮制过程中ꎬ也可能发生在对生品药材的提取过程中ꎮ本试验采用的样品为甲醇超声提取获得ꎬ采用UPLC-QTOF-MS分析生品样品中含有多种呋甾烷醇型甾体皂苷ꎬ而这些皂苷在盐制后响应降低ꎬ提示在本试验条件下观察得到的甾体皂苷含量及种类的变化是由炮制导致的ꎮ参考文献:[1]㊀国家药典委员会.中华人民共和国药典2020年版(一部)[S].北京:中国医药科技出版社ꎬ2020:253.[2]姜明月ꎬ叶斌斌ꎬ曲扬ꎬ等.胡芦巴生制品降血脂功效研究[J].药学研究ꎬ2020ꎬ39(12):693-696.[3]何彦峰ꎬ马宏婷ꎬ王瑞楠ꎬ等.胡芦巴化学成分和药理活性研究进展[J].中国中药杂志ꎬ2021ꎬ46(16):4069-4082.[4]姜明月ꎬ曲扬ꎬ鞠成国ꎬ等.响应面法优化盐胡芦巴炮制工艺[J].中南药学ꎬ2020ꎬ18(1):62-67.[5]王雅莉ꎬ胡光ꎬ张倩ꎬ等.炮制对中药的化学成分及药理作用的影响[J].重庆理工大学学报(自然科学)ꎬ2019ꎬ33(5):127-136.[6]颜翠萍ꎬ吴育ꎬ翁泽斌ꎬ等.盐制对补骨脂中主要化学成分的影响[J].中成药ꎬ2013ꎬ35(11):2470-2474. [7]季德ꎬ苏晓楠ꎬ黄紫炎ꎬ等.HPLC-MS法测定知母盐炙前后8种成分量变化[J].中草药ꎬ2017ꎬ48(9):1784-1790. 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组学技术及其在食品科学中应用的研究进展

组学技术及其在食品科学中应用的研究进展

组学技术及其在食品科学中应用的研究进展王龍;许文涛;赵维薇;郝俊冉;黄昆仑【摘要】后基因组时代的主要研究任务即是组学(转录组学、蛋白质组学及代谢组学)研究,其发展迅速,有望成为解决生命科学领域诸如食品品质与安全等科学问题的有力工具.组学研究为食品科学相关研究提供了新的思路和技术,在食品加工、贮藏、营养素检测、食品安全以及食品鉴伪等领域中已有广泛的应用.综述转录组学、蛋白质组学及代谢组学研究的核心技术,以及组学技术在食品科学研究中的研究进展,并对其应用前景进行展望.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2011(000)011【总页数】7页(P26-32)【关键词】转录组学;蛋白组学;代谢组学;食品科学应用【作者】王龍;许文涛;赵维薇;郝俊冉;黄昆仑【作者单位】中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083;中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083;农业部转基因生物食用安全监督检验测试中心(北京),北京100083;中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083;中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083;中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083;农业部转基因生物食用安全监督检验测试中心(北京),北京100083【正文语种】中文人类基因组计划完成之后,生命科学研究的热点已逐渐从解析生命的全套遗传信息转移到基因的功能和几个“组学”研究:以基因、mRNA、蛋白质、代谢产物为研究对象的基因组学(Genomics)、转录组学(Transcriptomics)、蛋白质组学(Proteomics)、代谢组学(Metabolomics)等[1],并进一步提出系统生物学概念,系统生物学包括转录组、蛋白质组和代谢组学分析等分子生物学研究,涉及数学分析、计算机应用、模型建立和仿真等诸多方面的研究内容[2]。

“组学”主要包括基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学,其研究开展标志着后基因组时代的到来。

黄曲霉菌的差异挥发性代谢产物及其代谢途径分析

黄曲霉菌的差异挥发性代谢产物及其代谢途径分析黄海游1,1,2,钟读波3,胥志祥1,孙磊业1,(1.昆明理工大学环境科学与工程学院,云南昆明650500;2.云南大学科技咨询发展中心,云南昆明650000;3.云南云测质量检验有限公司,云南昆明650000;4.昆明理工大学创新发展研究院,云南昆明650000)摘要:为了弥补当前食?安全检测技术相对滞后的缺陷,构建了气相色谱-质谱(GC-MS)结合顶空固相微萃取(HS/SPME)技术用于探究黄曲霉菌的挥发性代谢产物,并结合代谢组学和基因组学分析豆腐干中黄曲霉菌差异性代谢产物及其代谢途径。

结果表明黄曲霉菌的差异性代谢物包括1,2,3-三甲基-苯、均三甲苯、乙醇、十六烷酸甲酯、2,4-二叔丁基苯酚、乙酸、三氯甲烷(1-丁醇、1-甲基-3-(1-甲基乙基)-苯。

特别地,乙酸、乙醇和1-丁醇在黄曲霉菌代谢网络中起关键作用。

关键词:代谢组学;基因组信息;黄曲霉;气相色谱-质谱法(GC-MS);顶空固相微萃取(HS/SPME)中图分类号:TS201.6文章编号:1673-1689(2021)04-0105-07DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.04.012 Analyses of Differential Volatile Metabolites of Aspergillus flavus and TheirMetabolic PathwayHUANG Haiyou1,HU Hao1,LI Shujun2,ZHONG Dubo3,XU Zhixiang1,SUN Leiye1,HAN Fengxict4(1.Faculty of Environmental Science and Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming650500,China; 2.Science and Technology Consulting and Development Center,Yunnan University,Kunming650500,China; 3.Yunnan Cloud Test Quality Inspection Co.LTD,Kunming650500,China; 4.Institute forInnovation and Development,Kunming University of Science and Technology,Kunming650500,China)Abstract:To make up a defect of current food safety testing technology,gas chromatography-massspectrometry technology(GC-MS)combined with headspace solid phase microextraction(HS/SPME)was established to explore the volatile metabolites of Aspergillus flavus.Then the differentialmetabolites and their metabolic pathways of Aspergillus flavus in dried bean curd were analyzed bymetabonomics and genomics approaches.The results showed that the differential metabolites ofAspergillus flavus contained1,2,3-trimethyl-benzene,mesitylene,ethanol,methyl hexadecanoate,2,4-ditert-butylphenol,acetic acid,trichloromethane,1-butanol and1-methyl-3-(1-methylethyl)-benzene.Particularly,acetic acid,ethanol and1-butanol played key roles in the metabolic networkof A spergillus flavus.Keywords:metabolomics,genomic information,aspergillus flavus,gas chromatography-massspectrometry(GC-MS),head space/solid phase microextraction(HS/SPME)收稿日期:2019-12-09$通信作者:韩丰霞(1983—),女,博士,助理研究员,硕士研究生导师,主要从事环境生态安全与质量管理研究。

硫酸软骨素的制备研究及发展现状

不同来源,不 同 生 产 工 艺 的 硫 酸 软 骨 素 在 含 量 和结构方面都不相同。目前 2010 年版《中国药典》 第二部针对硫酸软骨素钠( 硫酸软骨素钠片和硫酸 软骨素钠胶囊) 含量测定的方法是通过计算酶解产 生的软骨素二糖、6 - 硫酸化的软骨素二糖和 4- 硫酸 化的软骨素 二 糖 的 峰 面 积 之 和,计 算 出 硫 酸 软 骨 素 钠的含量[44]。而目前文献报道的硫酸软骨素的产率 和纯度差别 很 大,因 此 研 究 简 便、低 价、快 速、精 确、 安全、稳定、重复性好的测定方法依然是未来发展的 趋势。
量从 56596 降到 6906,己糖醛酸、氨基己糖及硫酸根 等主要成分变化不大,差异不显著,降解前后热分解 特性一致。此方法不会造成硫酸软骨素主要成分的 损失,具有较大的应用前景。 1.1.2 发酵法 硫酸软骨素是动物软骨中蛋白聚糖 的主要成 分,是 具 有 少 数 几 种 细 菌 的 荚 膜 多 糖。 相 比于动物提取法,微生物发酵法具有工艺条件温和, 原料 丰 富,无 污 染 等 优 点,且 产 物 提 取 率 高,所 含 杂 质少,已成为国内外研究的热点。
微生物发酵法提取硫酸软骨素采用的主要菌株 有巴斯德杆菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌三种,它们 都能利用 以 尿 苷 二 磷 酸 ( UDP) 前 体 形 式 存 在 的 单 糖。刘立明[26] 等 人 发 明 了 一 种 产 硫 酸 软 骨 素 菌 株 ( 枯草芽孢杆菌) 的筛选方法,将菌种接种于营养肉 汤培养基中,培养 24h 后离心收集发酵液,发酵液采 用内标法经 高 效 液 相 色 谱 进 行 定 性 分 析,使 得 硫 酸 软骨素标准品峰高增高的菌株即为产硫酸软骨素的 枯草芽抱杆 菌。并 用 该 菌 株 发 酵 法 生 产 出 硫 酸 软 骨素。

化学计量学重点总结

一、英译汉(30分) 二、证明题(16分)

三、回答问题(54分) 1.正交试验设计 P63 正交试验设计是利用正交表来安排与分析多因素试验的一种设计方法。它是由试验因素的全部水平组合中,挑选部分有代表性的水平组合进行试验的,通过对这部分试验结果的分析了解全面试验的情况,找出最优的水平组合。 例如,一个三因素三水平试验,各因素的水平之间全部可能组合有27种。全面进行试验可以分析各因素的效应,也可以选出最优水平组合。但全面试验包含的水平组合数数多,工作量大。在有些情况下无法完成。 若试验的主要目的是寻求最优水平组合,则可利用正交表来设计安排试验。 正交试验设计的基本特点是:用部分试验来代替全面试验,通过对部分试验结果的分析,了解全面试验的情况。 如对于上述3因素3水平试验,可利用正交表L9(34)安排,试验方案仅包含9个水平组合,就能反映试验方案包含27个水平组合的全面试验的情况,找出最佳的生产条件。 2.化学模式识别 化学模式识别(Chemical Pattern Recognition):是从化学量测量数据出发,进一步揭示物质的隐含性质,为化学家提供了十分有用的决策性信息。

根据实验得来的一批训练点,参照化学(或物理)模型或经验规律提出一批特征量;然后进行进一步特征抽取,以求得合适的特征量,张成模式空间或特征空间,必要时,对数据进行预处理。 预处理后,即可通过模式识别算法进行训练和分类,然后根据训练(或称学习)分类所得的判据,对未知样本进行判别(或称计算机预报)。 化学模式识别方法: (1)有监督的模式识别方法(判别分析) 距离判别分析法:Fisher判别分析法、Beayes判别分析法、逐步判别分析法、线性学习机、K邻域判别法、势函数判别法、人工神经网络判别法等 (2)无监督的模式识别方法(聚类分析): 基于特征投影的降维显示方法(既可用于有监督的又可用于无监督的模式识别)。 主成分分析的投影显示法、SIMCA方法、基于偏最小二乘分解的特征投影法等。 (3)化学模式识别新方法 人工种经网络和一些基于全局最优算法的分类方法 3.置信度、置信区间及关系,如何选择等 P17、P19 4.化学计量学基本概念,主要研究内容 化学计量学的诞生是化学与分析化学信息化的产物。 定义一:化学计量学运用数学、统计学、计算机科学、以及其他相关学科的理论与方法,优化化学量测过程,并从化学量测数据中最大限度地获取有用的化学信息,可以说是一门化学量测的基础理论与方法学。 定义二:化学计量学是一门运用数学、统计学、计算机科学以及其他相关学科的理论与方法,优化化学量测过程,并从化学量测数据中最大限度地获取有用的化学信息的科学。 化学计量学是研究多变量化学体系的有力手段,为化学家提供了化学数据挖掘的工具。 从分析化学角度: 化学计量学的研究对象是化学量测的基础理论与方法学;是分析仪器智能化的理论与技术基础。 重要意义: 对发展分析化学基础理论、增强分析化学解决复杂实际问题的能力与促进分析仪器的智能化。 研究内容: (1)采样理论:是指如何进行试样采集的数学统计理论。主要介绍常用的采样理论和方法,如固体物质的采样方法、动态过程的采样方法和质量检验的采样方法等。 (2)化学试验设计与优化方法: 目前统计学中最重要的三大试验设计体系:①因子试验设计、部分因子设计、半因子设计法、四分之一因子设计法;②正交试验设计、均匀试验设计③单纯形试验设计 优化方法:①应用数学中发展的优化算法,化学计量学中常用优化方法分局部优化算法和全局优化算法;②全局优化算法:随机寻优法.即模拟退火算法和遗传算法,伪蒙持卡罗法,即基于数论方法的序贯优化法。 (3)分析检测理论与信号处理方法:降低噪音、分辨重叠信号、消除干扰;分析信号的平滑方法、求导方法和变换方法;化学计量学研究重视的多变量处理的新方法之上,即基于傅里叶和小波变换的信号预处理方法。 (4)多元校正与多元分辨:包括单组分校正、多组分校正。多元校正与多元分辨主要研究的是复杂多组分体系的定性定量问题。 (5)化学模式识别(Chemical Pattern Recognition):是从化学量测量数据出发,进一步揭示物质的隐含性质,为化学家提供了十分有用的决策性信息。 (6)定量构效关系:研究化学结构与化学物质的生物活性之间的关系,研究如何从物质的化学成分与结构来定量预测其化学特性; (7)计算机数字模拟法(Computer Numerical Simulation)基于统计机理的Monte Carlo数字模拟法,基于微分方程数字解法的计算机模拟法,主要以可通用的微分方程数字解法。研究化学反应、化学量测过程中的误差规律和进行其他化学过程的机理研究一个很有效的辅助手段,亦属化学计量学研究的重要内容。 (8)人工智能与化学专家系统方法:化学量测及其数据解析中,如何将各类分析仪器量测所得的数据转化为有用化学信息; 传统上是依靠化学家、分析化学家运用其智能、专门知识、经验技巧及通过各类计算来完成的,能否设计计算机的专家系统,模拟化学家和分析化学家的脑力劳动。 5.正态分布及标准正态分布特点,概率密度函数 在分析化学中,当测量值无限多时,测量值一般符合正态分布.正态分布的概率密度函数式是 σ总体标准偏差:反映了测量值的分散程度; μ总体平均值:反映了测量值的集中趋势。 正态分布记作:N(µ,). x=μ时 y值最大= ,表明集中趋势。 (1)曲线以x=μ这一直线为对称轴,说明正负误差出现概率相等。 (2)小误差出现的概率大,大误差出现的概率小,出现极大误差的概率极小。 (3)y随σ(精密度)变化。 以测量值 x为横坐标,曲线为 测量值的正态分布. 以随机误差x-μ为横坐标,曲线为随机误差的正态分布

化学软件基础-第3章 第6节-Matlab应用实例-化学计量学


预测:
X BTQ T
2019/10/29
化学计量学方法简介
23/40
④ 多元曲线分辨方法
多元曲线分辨简介
多元曲线分辨 (Multivariate Curve Resolution, MCR) 是这样一组技术,它能够从未知混合物的 各种演进过程的数据中提取出纯物质的各种响应 曲线(如,光谱曲线,pH曲线,时间曲线,洗脱 曲线,浓度曲线,等等),而不需要预先知道未 知样本的种类及组成信息。
Y n m X B n k k m
2019/10/29
化学计量学方法简介
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PLS的基本原理
主成分分解
测量矩阵 Y T V T E Y 浓度矩阵 X R Q T E X
建立R和T之间的关系
ri b iti
使T使既可以描述Y矩阵,也可以描述X矩阵。
实现方法: 在迭代过程中,以 R代替T计算V T,以 T代替 R 计算 QT 。
Y XB
如:m个组分的浓度与k个波长的吸光度之间的关系!
2019/10/29
化学计量学方法简介
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多元回归的应用
干扰组分存在时某组分的含量测定
0.010
0.008
吸 0.006 光 度 0.004
Co Ni
步骤
Cu
配制已知浓度(y)的标准溶液 (Co的浓度已知,Ni和Cu为干扰);
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多元校正(多元回归方法)
多元回归模型(II)
y11
Y


y21

y12 y22
y1m
y
2
m



yn1
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度、 化学组成与试样的散射 、表面光泽 、折光指 数等重 要信
各种微生物 的侵袭。真菌腐朽是对木材破坏最严 重的一种方 式, 因为真菌腐朽可 以迅速导致 木材结构 的破 坏 ,即使 在真 菌腐朽 的初期 , 木材 的力学 强度也会 发生急 剧下 降口 。在 ] 美 国,由于真菌腐朽 、 败坏木材造成的损失估计 每年 超过 5 2
此, 对木材生物腐朽的快 速、准确 地检测或鉴定具有重要 意义 。近几年来 ,近红外光谱 和 SMC I A方法正被 用 于识别或检测食 品、药品和农产 品等研究 中,因此 , 本研究尝试利用近红外 光谱 结合 SMC I A方法来检测 木材 的生物腐朽。研究结果表 明,应用 近红外光谱和 SMC I A方法能有效地 判别 木材的生物腐朽类 型 , 通过 培训集样本建立的基 于 P A分析 的 SMC C I A判 别模 型对 未腐 朽 、白腐 和褐腐三 种类型样 本进行 回判 , 判别 准确率分别为 10 , 2 5 和 10 ; 0 8. 0 而对 未知腐朽类型 的样本( 包括未腐朽 、白腐 和褐腐样本) 判别准确 , 率分别为 I O , 5 和 10 ; I A方法对未腐朽和褐腐类型 的判别准确率均达到 10 但对 白腐样 O 8 0 SMC 0 %, 本都有错判 , 造成这种错判 的主要原 因可能是 由于样本包 括的信息不够 丰富以及腐朽初 期 白腐 和褐腐试样
S MC 法 判 别 分 析 木 材 生 物 腐 朽 的研 究 I A
杨 忠 , 江泽慧 , 费本 华 , 覃道 春
1 .中国林业科学研究 院木材工业研究所 ,北京 10 9 001
2 .国际 竹 藤 网 络 中 心 ,北 京 10 0 0 12
摘 要
木材是一种生物质材料 , 容易受到各种微生物的危害 ,生物腐朽 可以迅速导致木材结构 的破坏 ,因
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第 4期
光谱学与光谱分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
67 8
250n 采用光纤探头采集试样 表面 的近红外光谱 ,光纤 0 m, 探头在试样 表面的垂 直上方 。光谱 的空 白校 准采用商用聚 四
亿美元l 。因此 ,对木材生 物腐朽 的快速 、准确 地检测 或鉴 _ 3 ] 定 可以为木材的及 时保护和合理利用提供 参考 , 具有 重要的 现实意义 。 检测生物腐 朽的方法和技术有很 多种 , 表面观察 、显 如
微 镜 观 察 、 学 强 度 试 验 、电 导 率 测 定 和 声 波 探 测 ( 波 发 力 声
菌, 接种后放入培养 室内进行 生物 腐朽 , 过不 同时 间的腐 经 朽后 , 取出试样干燥恒重 , 照生物腐朽前 后试样 的质量变 按 化计算失 重率 ( 重率 数据 的分 析将在 以后 的文章 中分析) 失 。 从腐 朽试样 中随机选取 1 0个木材腐 朽试 样 , 中未腐朽试 4 其
的性质差异太小等 。
关键词
近红外光谱 ;SMC P A; I A C 木材 ;生物腐朽 ; 判别
文献标识码 : A 文章编号 : 0 00 9 (0 70 —6 60 1 0—5 3 20 )40 8 —5 中的检测或识别方 面得 到了许 多应 用l ] _ ,而 生物腐 朽木 材 6
维普资讯
第2卷, 4 7 第 期
2007年 4月








S eto c p n p cr l p c r s o y a d S e t a An l ss ay i
Vo . 7 No 4 p 6 6 6 0 12 , . , p 8 —9 Ap i,2 0 rl 0 7
中图分类号 : 5 . ; 72 3 067 3 ¥ 8 .
引 言
木材是一种生物性特征 明显的植物材料 ,因而容易受到
与健康材 相比 , 不仅受 木腐 菌侵染 , 材 内部 有菌 丝生长 , 木 木材颜色参数 和化学成分也有所变化 , 而这些变 化基本上都 可以在近红外 光谱 中得到 反映l _ 】 。因为 ,NI R包含 了键 强
样2 O个 ,白腐 6 O个 、 褐腐 6 O个 。 12 近红外光谱 的采集 .
年 ,有关人员 已开始将 一些先进 的无损检测与现代 仪器 分析 技术引入到木材 生物腐朽 的检 测与评估研究 中_ 5, 所有 41 但 ’
的方法均有各 自的局 限性 , 没有一种方法可 以同时对 多种条 件下的木材腐朽进行检测 。 近年来 , 近红外 光谱 ( R) SMC sf i ee dn NI 和 I A(ot n pn e t d mo en f l sa a g 方法在食 品 、医药 和农产 品等 领域 d l go a n l ) i cs o
试验用设备是 由美 国 AS D公司 ( 分析 光谱设备公 司) 生 产 的 FedS e ̄近红外光谱仪 。光谱仪 的波长范 围在 3o i p c l 5 ~
收 稿 日期 :20 —42 。修订 日期 :20 —80 0 60— 1 0 60—6
基金项 目:国家“ 4 ” 目(0 64 ,0 342 ) 98项 20 —5 20 ——7 和中国林业科学 院重点预研课题专项补助基金(0 5M-1 资助 20 一 0 ) 作者简介 : 杨 忠 ,17 96年生 ,中国林业科学 院木材工业研究所助理研究员 e i za g cfa.n - l y n@ a. cc ma : *通讯联系人
息, 这为利用 N R检测与评估木材 的腐朽提供 重要 的依据 。 I
因此 , 本研究尝试利用近红外 光谱结合 SMC 方法来检 测 I A 木材的生物腐朽 。
1 材料与方法
1 1 生 物 腐 朽试 样 的 准备 .
木材 的生物腐朽试验采用试菌为一种褐腐菌和一种 白腐
射 和应力波计时器 、超声波脉动测试) 。 是 , 等 但 这些方法一 般很难快速 、准确 地检 测 和判别 木材 的生物 腐 朽。近十 几
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