活性氧类物质（精选11篇）
活性氧类物质 篇1
萜烯类化合物是植物中种类最丰富、数量最多的一大类化合物, 包括单萜、倍半萜、二萜和三萜等。生物碱是植物有毒成分中最大的一类天然含氮有机化合物, 已发现含生物碱的杀虫植物有508种, 分别属于108科, 并较多地分布于蝶形花科 (27属) 、菊科 (23属) 、茄科 (14属) 和夹竹桃科 (11属) 等植物中[1]。试验证明, 萜烯类和生物碱类具有很强的生物活性, 因此多年来, 其对农业害虫的防治应用研究一直是植物化学成分研究的重点和热点。笔者对植物中萜烯类和生物碱类杀虫活性物质研究进行综述, 旨在为深入开发植物性杀虫活性物质提供依据。
1 植物中萜烯类和生物碱类杀虫活性物质对昆虫的作用方式
1.1 毒杀作用
萜烯类和生物碱类物质对农业害虫、储粮害虫和卫生害虫等有多种作用方式, 包括触杀、熏杀、胃毒和内吸毒杀等。
黄花蒿Artemisia annua精油中的3种萜烯类成分乙酸龙脑酯、α-水芹烯和异松油烯对玉米象Sitophilus zeamais和绿豆象Callosobruchus chinensis成虫均表现出强烈的触杀和熏蒸活性[2];苦楝Melia azedarach和川楝Fructus toosendan中的三萜类化合物川楝素对菜青虫Pieris rapae具有很强的胃毒作用[3];苦豆子Sophora alopecuroides生物碱对麦二叉蚜Schizaphis graminum、麦长管蚜Sitobion avenae和棉蚜Aphis gossypii 3种蚜虫均有较强的触杀作用, 对菜青虫和黏虫Mythimna separata有一定的胃毒作用[4]。
1.2 忌避及拒食作用
忌避和拒食作用是萜烯类和生物碱类杀虫活性物质对昆虫的重要作用方式, 它们作用于昆虫的味觉器官, 抑制昆虫的取食行为, 虽不直接杀死昆虫, 但可使昆虫的取食量降低或造成其不再取食, 甚至饥饿死亡。
川楝素对白脉黏虫Leucania venalba、小菜蛾Plutella xylostella和亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis均表现出强烈的拒食活性[5];丁香酚对菜青虫, 苦皮藤Celastrus angulatus素对东亚飞蝗Locusta migratoria、小菜蛾幼虫和草地黏虫Mythimna seperata, 闹羊花素-Ⅲ对柑橘潜叶蛾Phyllocnistis citrella和菜青虫幼虫都具有很强的拒食作用[6,7,8]。辣椒碱对小菜蛾表现出较强的产卵忌避活性和拒食活性[9]。
1.3 干扰昆虫正常的生长发育
有些萜烯类和生物碱类杀虫活性物质可以干扰害虫的生长发育及变态等, 如延长幼虫发育历期、减少产卵数、增加死亡率、引起不正常变态等。虽然有些对害虫生长发育的影响在害虫当代表现并不明显, 但可以持续控制害虫后代的发育及发生, 对害虫的综合治理有指导意义。
印楝素对杂拟谷盗Tribolium confusum具有很强的生长发育抑制作用和种群抑制作用, 是防治杂拟谷盗的一种高效而又安全的新型杀虫剂[10]。延胡索Corydalis yanhusuo和北乌头Aconitum kusnezoffii生物碱能够使菜青虫提前化蛹或形成畸形蛹;天南星Pinelliae seu、藜芦Veratrum nigrum、苦参Sophora flavescens和曼陀罗Datura stramonium生物碱能够导致菜青虫体重逐渐下降, 最后死亡[11]。
1.4 引诱作用
昆虫与植物长期进化过程中, 植物为昆虫提供良好的食物源, 植物次生代谢物质对昆虫具有显著的引诱作用。
反式-马鞭烯醇、3-蒈烯和α-蒎烯对松纵坑切梢小蠹Blastophagus piniperda, 1, 8-桉树脑对烟粉虱Bemisia tabaci都具有强烈的引诱作用[12,13]。
根据植物源杀虫剂对昆虫具有的引诱特性, 可以用来监测和诱捕害虫, 同时, 还可以利用次生代谢物对昆虫的引诱作用来研究昆虫的飞翔行为, 从而揭示昆虫的生物学习性。
1.5 不育作用
影响昆虫生殖功能的杀虫药剂为昆虫不育性药剂。喜树碱是不育作用很强的天然化合物, 它对家蝇雌虫在0.000 5%~0.000 25%的浓度下即有效, 但对雄虫则需用0.1%, 其他不育剂还有长春花碱、长春新碱、天芥莱碱、单猪尿豆碱等[14]。有部分种类昆虫受印楝素处理后出现很高的绝育率, 其处理的马铃薯象甲Leptinotarsa decemlineata, 雌虫食量降低、寿命延长、产卵力下降等, 导致绝育[15,16]。
2 植物中萜烯类和生物碱类杀虫活性物质对昆虫的作用机理
2.1 影响昆虫内分泌系统
许多萜烯类和生物碱类杀虫活性物质的显著特点之一就是可以干扰害虫的正常发育, 如可以使害虫幼虫期延长, 而致使年世代数减少、越冬虫口基数降低等。
如印楝素对昆虫的作用机制主要是由于该化合物能扰乱昆虫的内分泌活动, 从而干扰昆虫的正常发育进程, 最终死亡[17]。目前普遍认为, 印楝素主要通过扰乱昆虫内分泌系统, 影响促前胸腺激素的合成与释放, 钝化前胸腺对促前胸腺激素的感应而造成20-烃基蜕皮酮的合成与分泌的不足, 致使昆虫变态发育受阻[16]。
喜树碱对小菜蛾保幼激素滴度和蜕皮激素滴度产生影响, 由于蜕皮激素滴度决定着蛹的定育;蛹表皮的合成是由蜕皮激素峰所启动的, 在成虫期它还能诱导卵黄原蛋白的合成或促进精子发生与生成[14], 由此推测喜树碱可能通过影响昆虫保幼激素和蜕皮激素, 从而对昆虫的变态、生殖器官的发育、卵黄原蛋白和精子的生成等产生较大影响[18]。
2.2 影响昆虫呼吸系统
呼吸代谢是昆虫利用营养物质, 产生能量, 维持生命活动和繁衍种群的基础生化过程。
川楝素可抑制昆虫的呼吸中枢, 菜青虫经川楝素处理后, 幼虫呼吸强度降低, 呼吸熵升高, 呼吸节律完全失去控制而成为直线型[3];桉树脑和α-蒎烯对玉米象的呼吸节律产生严重干扰作用[19]。
2.3 影响昆虫神经系统
对昆虫神经系统有影响的萜烯类和生物碱类杀虫活性物质很多, 包括影响突触的乙酰胆碱传导的药剂 (如烟碱) 和影响突触的ATP酶活性的药剂 (川楝素) 等。
突触毒剂烟碱对害虫的毒杀机制是麻痹神经。它是乙酰胆碱受体 (ACh R) 的激动剂, 低浓度时刺激烟碱型受体, 使突触膜产生去极化, 与乙酰胆碱 (ACh) 作用相似, 高浓度时对受体产生脱敏性抑制, 即神经冲动传导受阻但神经膜仍保持去极化[20]。还有些生物碱作用于昆虫乙酰胆碱酯酶 (ACh E) 而影响神经系统, 如蓟罂粟Araemone mexicana和博落回Macleaya cordata中的主要有毒成分血根碱以及苦豆子生物碱喹诺里西定类对昆虫的ACh E活性都有明显的抑制作用[21]。
川楝素是一种多作用位点的物质, 它阻断突触前神经-肌肉接头传递, 影响昆虫脑和神经组织中Na+、K+-ATP酶活性以及ACh含量[22]。
苦皮藤素Ⅳ作用点位于神经肌肉接头, 抑制兴奋性接点电位, 对黄守瓜Aulacophora femoralis等昆虫的幼虫表现出麻醉作用;苦皮藤素Ⅰ可以使Glu含量升高, 增强神经-肌肉接点的兴奋性突触后电位, 引起肌细胞膜的去极化, 导致肌肉收缩, 从而使机体表现兴奋、抽搐症状, 如黏虫和美洲大蠊Periplaneta americana摄食苦皮藤素Ⅰ后, 较短时间内表现出虫体扭曲、翻滚等症状[23]。
闹羊花素-Ⅲ可以使5龄菜青虫ACh含量显著降低, 还对其Na+、K+-ATP酶和Ca2+、Mg2+-ATP酶有可逆性激活作用[24]。
2.4 影响昆虫解毒代谢酶
昆虫体内涉及植物次生物质代谢降解的酶系, 主要有微粒体多功能氧化酶MFOs、酯酶ESTs和GSTs三大类;植物次生物质能够诱导或抑制此类解毒酶系的表达[25]。
昆虫体内细胞色素P450单加氧酶参与单萜类物质的解毒代谢, 带一个羟基化功能组的单萜类物质显著地降低毛虫Spodoptera litura微粒体P450和艾氏剂环氧酶的活性[26]。
烟碱能抑制斜纹夜蛾Spodoptera litura 3龄幼虫Car E的活性, 还可诱导谷胱甘肽-S-转移酶的活性[27];苦豆子生物碱野靛碱和苦豆碱对小菜蛾α-乙酸萘酯酶、α-乙酸萘酯Car E及酯酶同工酶活性均有显著的抑制作用[21]。
2.5 影响昆虫消化系统
昆虫消化系统的主要功能是对食物进行消化和吸收以满足生长发育的需要。对消化系统的破坏必将导致昆虫营养不良、生长发育受阻, 乃至死亡。萜烯类杀虫活性物质作用于昆虫的消化系统, 如二氢沉香映喃类化合物等。
苦皮藤素Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ能使黏虫中肠柱状细胞的微绒毛排列不整齐, 大量脱落;基膜内褶空间变大、排列紊乱;细胞质密度降低;内质网极度扩张、囊泡化、核糖体脱落;线粒体嵴模糊不清楚, 双层膜不完整, 吴文君等推测其机理为:此类化合物与昆虫中肠细胞膜及内膜结合, 膜系统结构发生改变, 水分和各种离子的通透性随之改变, 引起细胞肿胀、失水、瓦解, 最终死亡[28]。
菜青虫在取食一定量川楝素后, 虫体昏迷、僵直、中肠食物残渣滞留、结块, 并伴有拉稀, 体表大量脱水, 最后因中肠穿孔破裂, 食物漏出, 腐烂而死[3]。
3 结语
随着人们对生态环境和人类健康的重视, 从植物中寻找对病、虫、草害等有害生物具有抑杀作用的物质成为重要的研究领域。该研究主要综述了目前关于植物中萜烯类和生物碱类杀虫活性物质作用方式及作用机理的研究, 今后, 应该进一步探讨该类物质的提取、分离、鉴定方法, 探寻具有工业化生产潜力的杀虫植物, 为农业病虫害的有效防治提供保障。
摘要：萜烯类和生物碱类化合物都是杀虫植物中重要的杀虫活性物质, 它们对害虫具有多种杀虫活性, 作用机制多样。描述了植物中萜烯类和生物碱类杀虫活性物质的作用方式和作用机理, 为系统掌握萜烯类和生物碱类杀虫方式和杀虫机理提供了依据。
关键词：杀虫植物,作用方式,作用机理
活性氧类物质 篇2
从微藻中分离提取生物活性物质
本文介绍了近年来微藻培养中藻体生物量的获得及其生物活性物质提取和纯化的研究进展,为微藻活性物质的研究与开发奠定一定的理论基础.
作 者：胡蓓娟 王雪青 姚领 胡萍 陈庆森 HU Bei-juan WANG Xue-qing YAO Ling HU Ping CHEN Qing-sen 作者单位：天津商学院生物技术与食品科学学院,天津,300134刊 名：食品科学 ISTIC PKU英文刊名：FOOD SCIENCE年，卷(期)：27(7)分类号：Q949.2关键词：微藻 生物量 活性物质 分离提取
活性氧类物质 篇3
精神活性物质所致精神障碍是指与精神活性物质相关的精神障碍，可以分为两类：一类是精神活性物质使用障碍（物质依赖障碍和物质滥用），另一类为精神活性物质所致的障碍，包括：精神活性物质中毒，精神活性物质戒断反应，精神活性物质所致谵妄，精神活性物质所致的持久性痴呆，精神活性物质所致的持久性遗忘障碍，精神活性物质所致的精神病性障碍，精神活性物质所致的心境障碍，精神活性物质所致的焦虑障碍，精神活性物质所致的性功能障碍和精神活性物质所致的睡眠障碍。
1病因学
引起药瘾的因素不是单一的，与药物的可获得性，遗传素质和人格的易感性以及社会文化因素有关。 部分药瘾者，特别是青年人，在服药前有某种程度的性格、品德障碍，如学习成绩差、逃学或违纪。有些家庭中有精神病或人格障碍者，或童年有不愉快经历。 社会文化对药瘾的发生有影响。社会对瘾药的应用呈宽容态度，药瘾容易泛滥，如大麻广泛流行于北美。群体内的社会压力也有影响，如亲密伙伴间的压力。 医护和药剂人员晚获得药物，可成为好发阶层。
2发病机理药物依赖形成的机制
2.1代谢耐药性和细胞耐药性。代谢耐药性是指因药代谢过程加快，在组织内浓度降低、作用减弱、有效时间缩短而言。细胞耐药性是指因神经细胞有了某种适应性的改变而引起，使神经细胞只有血液中含有高浓度药物的情况下才能正常工作。
2.2受体学说，脑内发现了对吗啡类药物有特殊亲和力的吗啡受体以及内源性吗啡受体激动剂。因此推测药物依赖性的迅速形成可能与外源性吗啡与吗啡受体的特殊亲和力有关，吗啡受体被阻断后，造成耐药性的急剧增高。
2.3戒断综合征的废用性增敏假说。吗啡受体长期被吗啡阻断后出现耐药性增高的同时，也可由于瘾药阻断了受体，出现废用性增敏，以致在停药过程中出现戒断综合征。
2.4生物胺学说。单胺类神经递质参与镇痛和成瘾机制。注射吗啡后脑内5-HT的更新率随着耐药性的出现而增高。
3相关检查
3.1病史采集：病史采集的内容包括吸毒史、吸食毒品种类、每日毒品剂量、每日吸毒次数、吸毒方式、有无耐药性、以往戒毒次数和戒毒方法、有无多种毒品滥用以及躯体疾病等。
3.2躯体检查：对吸毒者的体检除常规检查外还必须注意皮肤有无注射毒品遗留的针迹，以前臂、下肢等静脉明显处为多；经常吸食毒品者可能会有鼻中隔粘膜充血和溃疡，甚至穿孔；长期吸食阿片者在没有及时使用毒品时会出现瞳孔散大，因为瞳孔不能因光线而自行调节，所以吸毒者畏光，而常常带墨镜。而刚刚吸食毒品者会有瞳孔缩小，如针尖样瞳孔是吸毒过量的特征。
3.3实验室检查：除常规检查外必须包括心电图检查、肝功能检查、血、尿常规检查、拍胸片或透视。对不能确诊的病人要做纳洛酮催瘾实验或阿片类尿液试纸的定性实验。
3.4精神检查：要做详细的精神检查，目的是排除其它精神障碍，有伴随疾病时要同时治疗。护士通过观察、会谈、躯体和精神检查等方法收集病人有关的健康资料给予评估。
4诊断标准
4.1有长期或反复使用精神活性物质的病史。
4.2对精神活性物质有强烈的渴求及耐受性，故至少有下述情况之二：1、不能摆脱使用这种物质的欲望；2、对觅取这种物质的意志明显增强；3、为使用这种物质而经常放弃其他活动或爱好；4、明知这种物质有害，但仍继续使用，或为自己诡辩，或想不用或少用，但做不到或反复失败；5、使用时体验到快感；6、对这种物质耐受性增大；7、停用后出现戒断综合征。 戒断综合征的诊断标准 （1）精神活性物质依赖史。 （2）在停用或少用有依赖的精神活性物质后，至少出现下列精神症状之三：①情绪改变；如焦虑、抑郁、烦躁、易激惹等；②意识障碍；③失眠；④疲乏、倦睡；⑤运动性兴奋或抑制；⑥注意力不集中；⑦记忆减退；⑧判断力减退；⑨幻觉或错觉；⑩妄想；⑾人格改变。 （3）伴有以下躯体症状或体征至少二项：①恶心呕吐；②肌肉或身上各处疼痛；③瞳孔改变；④流鼻涕或淌眼泪或打哈欠；⑤腹痛、腹泻；⑥燥热感或体温升高；⑦严重不适；⑧抽搐。 （4）症状的性质与严重程度随精神活性物质的种类与剂量而定，再次足量使用，戒断综合征迅速消失。
5鉴别诊断
排除脑器质性疾病及躯体疾病所致精神障碍。
6并发症
病人明显的痛苦或社交、职业或其它重要社会功能方面的损害。伴有感知觉障碍：在无谵妄的情况下，出现伴有完整现实检验能力的幻觉或听、视或触错觉。
7治疗
一旦病人对药物成瘾一般很难自动戒药。因此应住院进行治疗，即使自觉住院，病人往往不惜用说谎、偷窃等手段骗取药物。故对入院病人必须详细检查其随身携带的一切物品包括自己穿的衣服等，并杜绝一切获取瘾药可乘之机。这是保证治疗见效的的关键。治疗原则：缓慢撤完瘾药，一般成人，瘾药可在1周撤完：体弱、成瘾久、药量大或老年患者，为避免断药过程中出现心血管意外、虚脱，可较缓慢减药。在10天至2周内减完。 各种支持疗法可改善病人营养状况，减轻戒药时的痛苦及急性中毒症状。可用大量维生素B族、维生素C、烟酸等。在有条件情况下，可为病人进行促大脑代谢疗法：能量合剂、大量维生素C、烟酸、谷氨酸钠等加入溶液中静脉点滴，每日1次，20次为一疗程，对摆脱戒断症状、减轻各种植物神经反应，有较好疗效。 戒瘾过程中常见病人有失眠、焦虑等情绪反应。此时宜采用不成瘾镇静剂，如小量奋乃静、氯丙嗪等。焦虑反应明显时，可适当用抗焦虑药物，如舒乐安定等。硝基安定兼有抗癫痫作用，可以预防减药过程中出现癫痫大发作。 在海洛因戒药过程中，易出现兴奋躁动甚至意识障碍，以戒药开始数天最为严重。必须及时控制兴奋冲动并注意保护病人安全。一般可肌注或口服氯丙嗪合并异丙嗪各25～50mg，每日3次。兴奋躁动严重者，对心血管系统功能良好的成年患者，可用氯丙嗪异丙嗪合剂，用生理盐水稀释后，缓慢静注。此外肌注氟哌啶醇5～10mg，每日2～3次，亦有助于控制兴奋。当躯体依赖症状控制后，病人对药物渴求的心理依赖可在较长时间内存在。根据临床症状，宜以抗精神病药物或抗焦虑药物，继续巩固治疗至少2～3個月为宜。 支持性心理治疗十分重要。病人大多意志薄弱，对治疗缺乏信心，必须经常鼓励和支持病人坚持治疗，鼓励病人参加各项文体活动，转移其对瘾药的注意力。家庭社会支持，对病人出院后的巩固疗效十分关键。在康复阶段必须取得家庭和工作单位的支持和监督，切断瘾药的来源和与瘾药提供者，否则即使在住院条件下戒瘾成功，出院后疗效不易巩固且有重染旧习的可能。出院后应坚持门诊观察两年，预防复发。
8预防
植物源除草活性物质研究进展 篇4
1 具有除草活性的植物资源
异株克生作用 (又称他感作用、化感作用) 的概念于1937年由Molisch首次提出, 并定义为植物 (供体) 向环境中释放体内合成的化学物质, 该物质对同种或异种的其它植物 (受体) 的萌芽、生长及发育所产生的直接或间接危害。研究高等植物对杂草的相克作用, 在杂草的生物防除及新型生物源除草剂的研究开发等方面具有十分重要的意义。目前世界上已发现上百种具除草活性的天然化合物[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11]。已被鉴定的他感化学物质大多数是莽草酸和乙酸途径的产物, 包括酚类、肉桂酸、苯甲酸、单宁、类黄酮、类萜、生物碱、类固醇、甾类化合物和醌。
郭金春等[12]以反枝苋、野燕麦、紫花苜蓿、多年生黑麦草等4种杂 (牧) 草种子为供试对象, 用种子萌发法测定了筛选出的31种植物样品乙醇提取物的除草活性。结果表明, 有24种植物样品对至少1种供试杂 (牧) 草种子幼芽和幼根的生长有90%以上的抑制作用, 其中锦葵科野葵、大戟科蓖麻和葫芦科苦瓜等3种植物样品对供试的4种杂 (牧) 草种子幼根和幼芽生长的抑制效果均大于85%。
高兴祥等[13]采用顺序提取法制备了泥胡菜 (Hemistepta lyrata Bunge) 等8种草本植物全草的石油醚、乙酸乙酯和乙醇提取物, 并以高粱 (Sorghum vulgare Pers) 、黄瓜 (Cucumis sativus L) 、小麦 (Triticum aestivum L) 和油菜 (Brassica campestris L.) 为供试对象, 用种子萌发法对提取物的除草活性进行了生物测定。结果表明, 所有提取物对4种作物幼苗根和茎的生长均有一定的抑制作用, 但抑制率有一定差异。泥胡菜和葎草[Humulus scandens (Lour) Merr]的乙酸乙酯提取物对作物幼苗根和茎的抑制作用最强, 抑制率随提取物浓度的提高逐渐增高, 且对作物幼苗根生长的抑制强度高于茎。在低质量浓度 (12.5 g/L) 条件下, 泥胡菜乙酸乙酯提取物对小麦幼苗根和茎生长的抑制作用最强;葎草乙酸乙酯提取物对高粱幼苗根的生长及油菜幼苗根和茎的生长抑制作用最强。
查友贵等[14]以高粱、小麦、黄瓜和油菜等4种作物种子为供试对象, 采用种子萌发法测定了30种植物提取物的除草活性, 结果表明:在提取液5mg/m L浓度下, 29种植物提取物对至少1种供试植物根长 (或茎长) 抑制率达80%以上, 28种植物提取物对至少2种供试植物根长 (或茎长) 抑制率达80%以上, 19种植物提取物对至少3种供试植物根长 (或茎长) 抑制率达80%以上, 11种植物提取物对4种供试植物根长 (或茎长) 抑制率达80%以上。
Singh等[15]研究了猪毛蒿 (Artemisia scoparia Waldst.et Kit.) 精油的除草效果、化学成分及除草机制。研究表明猪毛蒿精油对香附子 (Cyperus rotundus L.) 、小子虉草 (Phalaris minor) 和野燕麦 (Avena fatua Linn.) 具有较强的除草活性, 其中对香附子 (Cyperus rotundus L.) 的活性最强。GC-MS分析表明:猪毛蒿精油含有33个化学成分, 占全部精油含量的99.83%, 主要成分为单萜类, 占全部精油成分的71.6%, 其中月桂烯最多, 占29.27%, 其次是柠檬烯13.3%、罗勒烯13.37%, 萜品烯9.51%。猪毛蒿精油处理后香附子 (Cyperus rotundus L.) 脂质过氧化, 细胞膜破裂, 内溶物外渗, 细胞结构严重损伤。
邓世明等[16]为深入研究假臭草对入侵作物的危害及其入侵机制, 用蒸馏水超声提取假臭草的有效成分, 以绿豆、萝卜、春菜和牛筋草为受体, 利用培养皿滤纸法研究假臭草超声提取物对种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明, 高浓度的假臭草超声提取液能显著抑制小颗粒种子萌发, 抑制植物幼根的生长;0.2%~0.4%的假臭草超声提取液能显著促进绿豆、萝卜和春菜幼芽的生长, 提高其幼叶叶绿素a的含量。
王静等[17]以指示植物高粱、小麦、油菜、黄瓜为测试对象, 采用种子萌发法, 测定3种桉树叶提取物对其幼苗根长和茎长的影响, 并评价其除草活性。3种桉树叶提取物对高粱、小麦、黄瓜、油菜幼苗根长和茎长均有较强的抑制作用, 对高粱根长IC50分别为0.5076、0.5540、0.6493mg/m L, 茎长IC50分别为0.5187、0.5811、0.6882mg/m L;对小麦根长IC50分别为0.5117、0.6717、0.9062mg/m L, 茎长IC50分别为0.4448、0.4740、1.5659mg/m L;对黄瓜根长IC50分别为1.7126、2.3397、1.8512mg/m L, 茎长IC50分别为3.0538、2.0922、4.0444mg/m L;对油菜根长IC50分别为0.0258、0.8069、0.9425mg/m L, 茎长IC50分别为0.2462、1.3375、1.4521mg/m L。3种桉树叶提取物对高粱、小麦、黄瓜、油菜幼苗根长和茎长均有较强的抑制作用, 均具有较强的除草活性, 其中, 大叶桉叶提取物除草活性最强, 蓝桉次之, 直杆蓝桉最弱, 若以桉树为资源开发除草剂, 宜种植大叶桉。
AL-SHERIF等[18]在实验室和温室条件下研究了黑芥菜 (Brassica nigra) 提取液和根系分泌物对两种杂草奇异虉草 (Phalaris paradoxa) 和水荠菜 (Sisymbrium irio) 的活性。研究结果表明:黑芥菜水提取液质量浓度为4%完全抑制奇异虉草和水荠菜萌发, 奇异虉草对黑芥菜的水、乙醇和氯仿三种提取液最敏感, 在3种溶剂提取液最低浓度时显著抑制萌发, 最高浓度时完全抑制萌发。黑芥菜根系分泌物显著抑制奇异虉草和水荠菜出苗和生长。高效液相色谱测定表明:黑芥菜水提取液中的主要化感物质是阿魏酸和丁香酸。
易自成等[19]以滤纸生测方法测定了麦冬 (Ophiopogon japonicus) 不同部位去离子水浸提液对黑麦草 (Lollum multiflorum) 、紫云英 (Astragalus sinicus) 、菜心 (Brassica parachinensis) 、萝卜 (Raphanus sativus) 以及三叶鬼针草 (Bidens pilosa) 等几种南方常见植物种子萌发和幼苗生长的化感效应, 结果表明低浓度麦冬水浸提液促进了受体种子萌发和幼苗根长, 而高浓度则均表现出抑制作, 水提液的浓度越高抑制效果越强。水提液对萝卜幼苗苗高和生物量均表现出显著的化感促进作用, 而高浓度的麦冬地上部水提液对黑麦草、紫云英和三叶鬼针草幼苗的株高和生物量存在显著化感抑制作用。且麦冬不同部位水浸提液对同一受体的化感效应强度有差异, 地上部水浸提液化感作用强于地下部分。
田学军等[20]采用培养皿培养法用肿柄菊 (Tithonia diversifolia A.Gray) 不同含量 (0.8%、1.6%、2.4%、3.2%) 的叶片提取液胁迫处理三叶鬼针草 (Bidens pilosa L.) 的种子和幼苗, 通过测定后者种子活力及幼苗生长量、抗氧化酶活性和细胞膜透性, 探讨肿柄菊对三叶鬼针草的化感作用, 进而为前者用于后者防控提供理论依据。结果表明, 随着肿柄菊叶片提取液含量的提高, 三叶鬼针草种子发芽指数和种子活力及幼苗生长量逐渐下降, 化感效应指数小于0;相对电导率逐渐提高, 幼苗细胞膜的完整性下降;而超氧化物歧化酶 (SOD) 、过氧化氢酶 (CAT) 和过氧化物酶 (POD) 的活性则随之提高, 化感效应指数大于0。肿柄菊叶提取含量达3.2%时, 鬼针草种子发芽指数、活力指数和幼苗生长量仅分别为对照的25.7%、2.1%和9.4%。对照的SOD、CAT和POD活性分别为68.3±2.3、0.6±0.0和0.5±0.1, 而提取液含量3.2%时则分别为117.2±3.2、1.2±0.1和0.9±0.2。
陶宏征等[21]以蒲公英试材, 采用培养皿法和水培法, 研究了入侵植物三叶鬼针草 (Bidens pilosa) 水提液对蒲公英 (Taraxacum mongolicum) 种子萌发和幼苗生长的化感作用。结果表明:不同浓度的三叶鬼针草水提液处理均降低了蒲公英种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数, 抑制了蒲公英幼苗的根长、苗高和叶宽生长, 增加了丙二醛含量及相对电导率。说明入侵植物三叶鬼针草水提液对蒲公英有较强化感作用, 使蒲公英种子萌发及幼苗生长受到抑制。
2 对未来植物源除草剂的展望
植物是天然活性物质的丰富来源。虽然可作为除草剂先导物的新活性物质的发现以及实用、高效的植物源除草剂的开发, 需要相当长的时间和较大资金的投入, 但是勿庸置疑, 植物源除草剂是一种环保型的除草剂, 具有易生物降解、毒性低、开发费用少、化学结构新奇、作用方式独特、靶标选择性高等合成除草剂无法比拟的优势, 在环境越来越受到关注的21世纪, 它的研究和应用必将具有广阔的前景。
摘要：综述了植物源除草活性物质的研究进展, 并对植物源除草剂在未来的发展做了展望。
活性氧类物质 篇5
天然富硒绿茶醇溶性活性物质提取条件优化
以天然富硒绿茶为原料,采用超声波辅助提取醇溶性活性物质,通过单因素实验和正交试验优化了提取条件.结果表明最佳提取条件为:乙醇体积分数50%,料液比1∶25,提取温度60℃,时间2h,超声波功率400W,提取得率为44.44%.制得的富硒绿茶活性物质化学组成为:硒1.03μg/g,茶蛋白31.09%,茶多酚53.22%,茶多糖13.56%.
作 者：潘文洁 汤斌 季长路 何静 PAN Wen-jie TANG Bin JI Chang-lu HE Jing 作者单位：安徽工程科技学院,生化工程系,安徽,芜湖,241000 刊 名：安徽工程科技学院学报（自然科学版） 英文刊名：JOURNAL OF ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND SCIENCE(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 24(3) 分类号：Q13 关键词：富硒绿茶 活性物质 提取 组成活性氧类物质 篇6
关键词：富硒；荞麦苗；黄酮类化合物；谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）
中图分类号：S517.01 文献标志码：A
文章编号：1002-1302（2014）08-0100-03
硒是人体必需的微量元素之一，人体缺硒可引起某些重要器官功能失调，导致许多严重疾病发生[1]。通过对硒的补充，可以提高机体免疫能力，维护心脏、肝脏等重要器官的正常功能，预防老年性心脑血管疾病的发生，同时具有多种保健功能。荞麦营养成分全面，有“五谷之王”的美称。荞麦富含淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、粗纤维、矿物元素等，同时富含类黄酮化合物。大量研究表明，芦丁是荞麦中起保健作用的主要功能成分，它能有效降低微血管脆性和渗透性，具有多种保健功能[2]。荞麦芽作为一种新兴芽菜，具有良好的风味及保健作用。相关文献报道，通过对植物进行富硒处理，能提升植物中硒含量、黄酮类化合物含量及GSH-Px活性。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
材料：市售甜荞及苦荞种子发芽后生长13～20 d并经过富硒处理的荞麦苗，干燥粉碎后，过40目筛备用。
试剂：柠檬酸三钠、叠氮钠、乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、二硫二硝基苯甲酸（DTNB）、谷胱甘肽（GSH）标准品、芸香苷标准品、无水乙醇、30% 过氧化氢；试验提取与分析用水为超纯水。
电子天平FA2004N（上海箐海仪器有限公司）、可见分光光度计722S（上海箐华科技仪器有限公司）、KQ-300DE型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）、SF-170型高速粉碎机（上海中药机械厂）、HG-101-1电热鼓风干燥箱（南京盈鑫实验仪器有限公司）。
1.2 试验方法
1.2.1 黄酮类化合物含量的测定 采用分光光度计法[3-6]测定。吸取0.2 mg/mL芸香苷标准溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL置于6个25 mL的容量瓶中，依次编号；各加5%NaNO2溶液0.4 mL，摇匀后放置6 min，分别加入10% Al（NO3）3 溶液0.4 mL，摇匀后放置6 min；然后再各自加入 1 mol/L NaOH溶液4 mL，最后用50%乙醇定容至刻度线，摇匀，放置15 min，在波长510 nm处测定吸光度。精确称取 1.0 g 复习荞麦芽，加入10 mL 50%乙醇，超声处理（240 W）在45 ℃下提取30 min，多次离心去不容物，用相同浓度乙醇定容至25 mL，吸取1.0 mL按照标准曲线测定方法，在波长510 nm处测定吸光度。
1.2.2 GSH-Px活性测定 采用DTNB比色法[7-8]测定，用 13～20 d 生长期的甜荞苗及苦荞苗整株。取1 g 新鲜材料，加10 mL 磷酸提取液冰浴中研磨成匀浆，12 000 r/min 离心15 min，分别取200 μL 上清液置于2 支试管中，将其中1 支放在沸水浴中加热10 min。分别向以上2 支试管中加入 400 μL GSH 溶液和200 μL 37 ℃ 预热的H2O2溶液，迅速置于37 ℃水浴3 min，加入4 mL偏磷酸溶液，12 000 r/min 离心10 min，保留上清液，其余步骤与黄爱缨等方法[7-8]相同。
2 结果与分析
2.1 单因素对荞麦苗中黄酮类化合物含量的影响
2.1.1 标准曲线的绘制 按照“1.2.1”中的标准曲线的绘制方法，测得对应浓度下的吸光度，以吸光度為纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线（图1）。
2.1.2 不同生长时期荞麦苗中黄酮类化合物的含量 在常温环境下分别使甜荞麦苗、苦荞麦苗生长14～19 d，烘干粉碎后，采用分光光度法分别测定甜荞麦苗、苦荞麦苗不同生长时期下的黄酮类化合物含量。由图2可知，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量远远高于甜荞麦苗。当苦荞苗生长至14 d时，黄酮类化合物含量为10.117 mg/g；而甜荞麦苗生长至14 d时黄酮类化合物含量为5.748 mg/g，随着生长天数增加，荞麦苗中的黄酮类化合物含量逐渐升高。当生长至17 d时，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量达到最大值，为12.584 mg/g；甜荞麦苗中黄酮类化合物含量则在生长 18 d 时达到最大值，为8.125 mg/g，随后荞麦苗中的黄酮类化合物含量逐渐降低。
2.1.3 富硒后不同生长时期荞麦苗中黄酮类化合物的含量 荞麦苗在20 mg/L亚硒酸钠溶液影响下，生长开始受到一定抑制，当使用亚硒酸钠溶液浓度达到40 mg/L时，生长受到较为严重的抑制，发芽率降低至70%左右，当使用浓度达到 60 mg/L 时，发芽率降低至50%以下。本试验用浓度为 20 mg/L 的亚硒酸钠溶液分别培养甜荞麦、苦荞麦，当荞麦苗生长至14～19 d时，烘干粉碎，采用分光光度法分别测定富硒后不同生长时期荞麦苗中黄酮类化合物的含量。由图3可知，经过富硒后，荞麦苗中黄酮类化合物含量有所提升，其中苦荞麦苗中的黄酮含量提高的幅度高于甜荞麦苗中的黄酮含量。当富硒苦荞苗生长至14 d时，黄酮类化合物含量为10.424 mg/g；而甜荞麦苗生长至14 d时，黄酮类化合物含量为6.878 mg/g，随着生长天数增加，荞麦苗中的黄酮类化合物含量逐渐增高。当生长至17 d时，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量达到最大值，为12.847 mg/g；甜荞麦苗中黄酮类化合物含量则在生长18 d时达到最大值，为 8.895 mg/g，随后荞麦苗中的黄酮类化合物含量逐渐降低。
2.2 單因素对荞麦苗中GSH-Px活性的影响
2.2.1 标准曲线的绘制 按照“1.2.2”中的方法绘制GSH-Px标准曲线，GSH浓度分别为0、20、40、60、80、100 μmol/L，以GSH浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线（图4）。
2.2.2 不同生长时期荞麦苗中GSH-Px活性的变化 在常温环境下甜荞麦、苦荞麦生长14～19 d，烘干粉碎后，采用分光光度法测定甜荞麦、苦荞麦苗不同生长时期的GSH-Px活性，结果见图5。甜荞麦苗的GSH-Px活性高于苦荞麦苗，当生长至13 d时，甜荞苗GSH-Px活性为0.724 4 μmol /（g·min），而苦荞麦苗GSH-Px活性为0.306 1 μmol /（g·min），随着生长天数增加，荞麦苗中的GSH-Px活性也逐渐增高。当生长至17 d时，甜荞麦苗、苦荞麦苗中GSH-Px活性都达到最大值，分别为0.847 7、 0.597 7 μmol/（g·min）]随后荞麦苗中GSH-Px活性逐渐降低。
2.2.3 富硒后荞麦苗中GSH-Px活性的变化 在常温环境下甜荞麦、苦荞麦生长14～19 d，生长过程中以浓度为 20 mg/L 亚硒酸钠溶液水培富硒，烘干粉碎后，采用分光光度法测定甜荞麦苗、苦荞麦苗不同生长时期下的GSH-Px活性，结果见图6。
经20 mg/L亚硒酸钠溶液富硒处理的荞麦苗GSH-Px活性发生了较大变化，苦荞麦苗的GSH-Px活性普遍高于甜荞麦苗。生长至14 d时，甜荞麦苗GSH-Px活性为 0.739 8 μmol /（g·min），苦荞麦苗GSH-Px活性为 0.860 1 μmol/（g·min），随着生长天数增加，荞麦苗中的 GSH-Px 活性也逐渐增高。当苦荞苗生长至16 d时GSH-Px活性达到最大值，为1.020 5 μmol /（g·min），当甜荞苗生长至18 d时GSH-Px活性达到最大值，为0.986 4 μmol /（g·min），随后荞麦苗中的GSH-Px活性逐渐降低。
2.3 正交试验结果
通过正交试验设计方法，对不同品种荞麦、浸种处理、生长时间、硒使用浓度4个因素对荞麦苗中GSH-Px活性、黄酮类化合物含量的影响进行研究（表1、表2）。结果表明，当亚硒酸钠溶液浓度高于40 mg/L时对荞麦出芽及生长产生了较大的抑制作用。
表2结果表明，以黄酮类化合物含量为指标，荞麦品种的极差最大，表明荞麦品种的影响最大，各因素对黄酮类化合物的影响程度依次为C>B>A>D，且C因素对黄酮类化合物含量的影响达到了显著性差异，反应条件最佳组合为C2B4A3D1。以GSH-Px活性为指标，富硒处理中的亚硒酸钠溶液浓度影响最大，不同因素对GSH-Px活性的影响依次为B>A>C>D，最佳组合为B4A2C1D1，综合考虑黄酮类化合物和GSH-Px活性2个指标，荞麦品种对黄酮类化合物的影响显著，对GSH-Px活性的影响相对较小，亚硒酸钠溶液浓度及浸种处理选择一致的B4和D1。从荞麦品种考虑，苦荞黄酮类化合物含量远高于甜荞，富硒后GSH-Px活性显著提高。从生长天数考虑为16 d。综合考虑，最佳组合应为A2B4C2D1，即生长时间16 d、亚硒酸钠溶液培养浓度为 40 mg/L、荞麦品种为苦荞、20 mg/L亚硒酸钠溶液浸种处理。
3 讨论与结论
经过试验证实，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量远远高于甜荞麦苗，甜荞麦苗的GSH-Px活性高于苦荞麦苗。随着生长时间延长，荞麦苗中的黄酮类化合物含量逐渐增高。当生长至17 d时，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量值达到最大，为12.584 mg/g；甜荞麦苗中黄酮类化合物含量则在生长18 d时达到最大值，为8.125 mg/g；当生长至17 d时，甜荞麦苗、苦荞麦苗中GSH-Px活性都达到最大值，分别为0.847 7、0.597 7 μmol/（g·min）。随后荞麦苗中的黄酮类化合物含量及GSH-Px活性逐渐降低。
经过富硒后，荞麦苗中的黄酮类化合物含量有所提高，苦荞麦苗中的黄酮含量提高的幅度高于甜荞麦苗；荞麦苗的GSH-Px活性发生了较大变化，苦荞麦苗的GSH-Px活性普遍高于甜荞麦苗。随着生长天数增加，荞麦苗中的黄酮类化合物含量及GSH-Px活性逐渐增高。当生长至17 d时，苦荞麦苗中黄酮类化合物含量达最大值，为12.847 mg/g；甜荞麦苗中黄酮类化合物含量则在生长18 d时达到最大值，为8.895 mg/g。当苦荞苗生长至16 d时，GSH-Px活性达到最大值，为1.020 5 μmol/（g·min），当甜荞苗生长至18 d时GSH-Px活性达到最大值，为0.986 4 μmol/（g·min）。随后荞麦苗中的黄酮类化合物含量及GSH-Px活性逐渐降低。
经过正交试验得出结论，综合考虑富硒试验中最佳组合应为A2B4C2D1，即生长天数16 d、亚硒酸钠溶液培养浓度为40 mg/L、荞麦品种为苦荞、20 mg/L亚硒酸钠溶液浸种处理。
参考文献：
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文蛤抗菌物质的粗提及活性检测 篇7
在我国, 文蛤 (Meretrix meretrix) 是一种天然资源丰富的滩涂贝类, 为沿海主要的滩涂养殖贝类, 是重要的海水增养殖优良品种, 也是主要出口的鲜活水产品之一[2]。其经济价值高、营养丰富、肉质鲜美。文蛤不仅肉质鲜美、营养丰富, 而且具有很高的食疗药用价值。李时珍的《本草纲目》上说, 它能治"疮、疖肿毒, 消积块, 解酒毒"等病。近代研究又表明:文蛤有清热利湿、化痰、散结的功效, 对肝癌有明显的抑制作用, 对哮喘、慢性气管炎、甲状腺肿大、淋巴结核等病也有明显疗效。目前, 国内外学者也开展了文蛤中蛋白质和多糖等活性物质提取和分析的研究工作, 也证实了文蛤中富含肽类等抗肿瘤活性成分。而近年来关于文蛤抗菌肽的研究未见报道。本文以灭活的副溶血弧菌为诱导物进行诱导, 采用大肠杆菌 (Escherichia coli) 作为指示菌, 对文蛤的组织提取物进行抗菌活性测定。可为滩涂贝类抗菌肽基因工程产品 (抗菌药物) 的开发研究提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 材料
试验用文蛤 (Meretrix meretrix) 购于浙江省温州市龙湾区某养殖场, 于沙滤海水中暂养7d后进行诱导试验。副溶血弧菌 (Vibrio parahaemolyticus) , 具有强致病性;大肠杆菌 (Escherichia coli) 为购买的大肠杆菌标准菌株ATCC25922。
1.2 副溶血弧菌诱导物的制备
副溶血弧菌菌株接种于Zobell 2216E斜面, 28℃培养24h, 用0.65%生理盐水洗下菌苔, 加入终浓度为0.3%的甲醛灭活24h后, 用TCBS培养基检测灭活效果。确认彻底灭活后, 用0.65%生理盐水洗3次, 配成终浓度为1×107cfu/ml灭活副溶血弧菌的海水用于诱导。
1.3 诱导
将文蛤浸泡在1×107cfu/ml灭活副溶血弧菌的海水中, 定期采集组织。
1.4 取样
于诱导0、4、8、12和24h后 (分别为对照组、P1、P2、P3和P4组) 取0.50kg的文蛤去壳, 将组织剪碎匀浆, 匀浆液4℃保存。
1.5 抗菌物质的提取
匀浆液中按体积比1:1加入5%乙酸, 4℃搅拌过夜, 次日将混合物于4℃、5000r/min离心30min, 取上清, 4℃保存。将沉淀物用等体积5%乙酸混合, 再次4℃搅拌浸提过夜。重复上述离心过程, 取上清, 合并2次上清液, 调节p H为7.0, 再离心, 弃沉淀, 收集上清液, 即为粗提品, -20℃保存, 部分产物冷冻干燥保存。
1.6 蛋白质含量的测定
采用紫外分光光度法测定蛋白质含量:总蛋白质含量 (mg/ml) =1.45×A280-0.74×A260×稀释倍数。
1.7 硫酸铵沉淀
将冻存的诱导4h制备的粗提物样品取出, 4℃下融化, 滴加等体积饱和硫酸铵溶液使其饱和度达50%, 4℃静置过夜后离心得到沉淀物, 用原1/2体积PBS缓冲液溶解, 并透析除盐。
1.8 抗菌试验
采用微量比浊法[3,4,5], 菌悬液的制备取细菌菌种接于Zobell 2216E液体培养基, 28℃培养16h后, 以Zobell 2216E液基调整菌浓度到104cfu/ml, 备用。取96孔板, 每孔加入10μl抗菌提取物、硫酸铵沉淀产物, 然后每孔中加入90μl菌悬液, 28℃培养12h。同时设置作生长对照和重复。用酶标仪于450nm处, 测定吸光度值。
1.9 Tris-Glycine
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测[6] (1) 制胶:参照宝生物工程 (大连) 有限公司提供的配方, 配制浓缩胶、分离胶的浓度分别为5%和12%, 缓冲体系为Tris-Glycine体系。 (2) 制样:将样品溶于样品缓冲液, 100℃沸水浴5~10min, 5000r/min离心5min, 取上清用微量加样器上样。 (3) 电泳:80V恒压电泳, 当溴酚蓝指示带达到分离胶时, 加大电压至140V。 (4) 染色:取出凝胶, 放入考马斯亮蓝R-250染色液中, 染色1~2h。 (5) 脱色:倾去染色液, 以脱色液覆盖凝胶, 缓慢摇动直至获得蓝色条带及干净的背景。
1.1 0 Sephadex G-50凝胶过滤层析
试验采用Sephadex G-50凝胶柱, 用PBS缓冲液进行平衡。取500μl盐析产物上样, 在280nm紫外下监测洗脱情况。
2 结果
2.1 总蛋白质含量
乙酸抽提所得的粗提品颜色均为淡黄色、透明溶液, 其总蛋白质含量在诱导呈先升高后降低的趋势。
2.2 抗菌活性试验
采用微量比浊法, 以大肠杆菌作指示菌, 根据吸光度值计算生长抑制率IR (%) , IR (%) = (1-A/A0) ×100%, 其中A为实验组的吸光度值, A0为生长对照组的吸光度值。
由表2看出, 文蛤经副溶血弧菌诱导后, 产生的抗菌物质在短时间内达到高峰, 随后逐渐下降, 大约在4 h时抑制率最高。
由表3得知, 文蛤粗提品经硫酸铵沉淀后所得产物均具有抗菌活性, 且其抑制率有不同程度的提高, 说明盐析产物中抗菌物质含量相较粗提品有所升高, 为进一步纯化奠定基础。
2.3 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳结果
通过SDS-PAGE电泳图谱1、2比较可知, 粗提品蛋白条带比较多, 经过硫酸铵沉淀后得到的产物条带相对比较清晰, 但仍有杂蛋白存在, 还需要通过其他方法来进一步提纯, 如离子交换、凝胶层析、亲和层析等。
2.4 Sephadex G-50凝胶过滤层析
凝胶过滤层析效果受多种因素影响[7], 采用经4h诱导后制备的盐析组分为上样液比较洗脱流速与样品浓度对Sephadex G-50分离文蛤抗菌蛋白效果的影响。 (1) 不同洗脱流速对Sephadex G-50分离文蛤抗菌蛋白效果的影响。其它层析条件不变的情况下, 本试验选择了4个不同洗脱流速, 0.1ml/min、0.2ml/min、1.0ml/min的分离曲线。当流速为1.0ml/min时, 由于流速过快, 出峰相对较快, 一些小峰不能分开;流速为0.1ml/min时, 虽能到达最好的分离效果, 但由于低流速导致工作效率降低。因此选择0.2ml/min作为最佳洗脱流速。 (2) 不同样品浓度对Sephadex G-50分离文蛤抗菌蛋白效果的影响。在其他层析条件固定的情况下, 选择了1.0mg/ml与3.0mg/ml 2个不同的样品浓度进行分离。样品浓度过低, 如1.0mg/ml, 使洗脱出来的分离组分吸光度降低, 即浓度降低, 影响分离的效率, 并给以后的样品出来带来不便。因此选择3.0mg/ml作为最佳样品浓度。
3 讨论
在贝类的免疫系统中, 除了以通过吞噬作用完成的细胞免疫外, 血淋巴中的溶酶体酶、凝集素、非特异性抗菌肽等体液因子也发挥了重要的防御作用[8,9]。近年来, 双壳贝类的抗菌物质成为研究的一个热点。郭道森等[10]从毛蚶 (Scapharca subcrenata) 血浆中分离的抗菌蛋白对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、四连微球菌具有较强的抑菌活性, 且该抗菌蛋白具有很好的热稳定性, 对胰蛋白酶和蛋白酶K不敏感;Maurice等[11]从贻贝 (Mytilus Edulis) 血液中分离出一类富含半胱氨酸的防御素Mytilin A, 具有抗革兰氏阴性和阳性菌活性, 且能杀灭部分真菌;洪旭光[4]从栉孔扇贝 (Chlamys farreri) 血液纯化出一种全新的抗菌肽 (其分子量为2000Da) , 不仅有抗真菌活性, 还有潜在的抑制肿瘤的作用;Jung-Kil Seo[12]从美国耗 (Crassostrea virginica) 鳃组织中纯化得到cv H2B., 其氨基酸序列被认定为与组蛋白H2B相似, 够抑制包括副溶血弧菌和创伤弧菌在内的革兰氏阴性菌。双壳贝类抗菌物质的研究对利用其以治疗外界微生物入侵引起的疾病有重大的作用。
文蛤生活在滩涂中, 且饲养环境也不是无菌, 故在养殖期间内不可避免有一定的细菌生长, 这可能导致对照与诱导4h时的抗菌物质对大肠杆菌生长的抑制作用无显著差异。至于该抗菌物质是否为饲养环境中的细菌进入文蛤体内后刺激机体免疫系统所产生, 还需要进一步研究。粗提品对大肠杆菌有一定的抑制作用, 副溶血弧菌诱导后大约在4h达到高峰, 随后抑制率逐渐降低;经硫酸铵沉淀后, 通过两次SDS-PAGE电泳对比发现, 纯度有所提高, 也可由两次的抗菌活性试验推断得知。但盐析产物SDS-PAGE电泳显示仍有较多蛋白条带, 还需进一步纯化。
本研究选用了Sephadex G-50Fine, 其分子量分级范围为:球蛋白1500~30000, 初步探讨了洗脱流速和样品浓度对Sephadex G-50分离文蛤抗菌物质效果的影响, 洗脱流速过快无法分开一些小峰样品, 但流速过慢导致工作效率降低;浓度过低易影响分离的效率, 且对后续的样品处理造成不便。另外, 凝胶层析分离效果还与葡聚糖凝胶类型、样品的粘度[7]等有关。本研究工作的开展为后续进行文蛤的活性跟踪, 确定其抗菌活性成分, 发现新的抗菌物质提供了一定的线索。
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海鞘中生物活性物质的研究进展 篇8
1 国外海鞘活性物质的研究进展
1.1 抗病毒作用
海鞘中存在许多功能独特结构新颖的化合物。Didemnins系列化合物[3]是从加勒比海被囊动物三膜海鞘(Trididemnum sp.)中分离到的一组环缩醛酸多肽,除最初分离的Didemnin A、B、C外,现在已成功分离或合成了10多种同类化合物。Didemnin A和B对HSV病毒的复制有明显的抑制作用,对柯萨奇病毒A21、马鼻病毒、流感病毒等也有效。Mitchell等[4]在海鞘Didemnum guttatum中发现化合物Cyclodidemniserinol trisulfate在体外能抗HIV感染,具有抑制HIV-1整合酶的活性。
1.2 抗微生物的作用
抗菌肽antimicrobial peptide(AMPs)是生物体先天性免疫防御体系中对抗细菌和真菌感染的的重要因子,是基因编码的肽类抗菌分子[5]。近年来,从海鞘的血细胞中提取了许多的抗菌肽,根据一级结构的不同,可分为三大类:第一类是线性α-螺旋结构的两性抗菌肽分子:包括clavanins,styelins和clavaspirin;第二类是含有DOPA残基的抗菌肽分子:包括plicatamide和halocyamine;第三类是含有二硫键的抗菌肽分子:包括halocidin和dicynthaurin。clavanins有着广泛的抗菌谱[5],对于革兰阳性细菌(包括Enterococcus faecalis和具有新青霉素抗药性的Staphylococcus aureus)和革兰阴性细菌(如Salmonella typhimurium,Klebsiella pneumoniae和P.aerugimosa)有较强的抗菌活性,并对几种真菌(如C.albicans等)有抑制作用。Taylor[7]等的实验表明,自然和合成的styelin D对Staphylococcus aureus有抗菌活性,包括对S.aerugimosa中的新青霉素抗性菌株(MRSA)也有作用。Lee等[8]的研究证实了clavaspirin在酸性条件(pH=5.5)下对2种革兰阴性菌(E.coli和Pseudomonas aeruginosa)、2种革兰阳性菌(Staphylococcus aureus和Listeria monocytogenes)以及真菌Candida albicans都有强的抗菌活性。Tincu[9]等发现天然的plicatamide对2种革兰阳性细菌(S.aureus和L.monocytogenes)和革兰阴性细菌(E.coli和P.aeruginosa)都有较强的抗菌活性。Halocyamine[10]除了对酵母菌和一些海洋细菌Achromobacter aquamarinus及Pseudomonas perfectomarinus和一些鱼类RNA病毒有抗菌活性外,对培养的大鼠胚胎的脑神经元细胞、小鼠成神经细胞瘤N-18细胞和人类肝细胞瘤Hep-G2细胞都有细胞毒性。Jing[11]在实验中观察到,halocidin对MRSA(新青霉素抗性的Staphylococcus aureus)和MDRPA(多重抗药性的Pseudomonas aeruginosa)有着强效的抗菌活力。Lee等[12]等在提取出Dicynthaurin的同时,对它的生物活性进行了一些研究,实验发现Dicynthaurin有着广泛的抗菌谱,包括对革兰阳性菌Micrococcus luteus,Staphylococcus aureus,Listeria monocytogenes和革兰阴性菌Escherichia coli,Pseudomonas aeruginosa的抗菌活性,但对真菌C.albicans不起作用。
1.3 抗肿瘤作用
从海鞘中分离出的化合物其抗肿瘤活性研究是重点之一,而且具有抗肿瘤细胞毒活性最多的当属生物碱类化合物[13]。Coproverdine[14]是一种吲哚衍生物类生物碱,能抑制多种鼠源和人源肿瘤细胞,包括小鼠白血病细胞P388、人肺癌细胞A549、结肠癌HT-29细胞、人黑色素瘤细胞MEL28和前列腺癌细胞DU-145等;Sulcatin[15]是一种吡啶衍生物类生物碱,具有显著的体外抗增殖能力,并且作用于小鼠巨噬细胞系J774细胞的活性比作用于鼠纤维肉瘤系WEHI164高约40倍,推测Sulcatin可能成为抑制单核细胞系不正常增殖(例如白血病)的有效药物;Perophoramidine[16]是一种结构新颖的多环生物碱,具有细胞毒作用,在24小时内通过降解多聚ADP核糖聚合酶(PARP)诱导结肠癌细胞系HCT116凋亡。海鞘素-743(ET-743)是从一种加勒比海鞘Ecteinascidia turbinata中分离出来的一种生物碱[17],对各种实体瘤细胞系表现出抗性,包括软组织肉瘤、乳腺癌、卵巢癌、非小细胞肺癌、前列腺癌、黑色素瘤。它是至今发展最快而且非常有效的一种抗癌药物,主要通过DNA损伤、调节基因表达和G2期细胞周期阻滞达到抑瘤效果[18],现应用于软组织肉瘤和子宫恶性肿瘤的治疗[19]。治疗乳腺癌已进入Ⅱ期临床,实验数据显示,它能使32%的病人肿瘤体积缩小,平均延长病人的生存期达10个月[20]。
从海鞘中分离出的环肽,因其大多具有抗肿瘤活性而受到重视。Didemnin B是第一个进入临床Ⅰ、Ⅱ期研究的海洋药物,由美国国立癌症研究所发起的Ⅱ期临床试验表明,Didemnin B可完全或部分抑制非霍奇金淋巴瘤,但心脏毒性使其难以进入进一步的研究[21]。Ⅰ期和Ⅱ期临床药理实验表明,Didemnin B对L1210白血病细胞的IC50为0.35 mg/L,主要功能是抑制黑色素瘤,卵巢癌,乳腺癌,肾癌等[22]。
2 国内海鞘活性物质的研究进展
国内对海鞘的研究始于20世纪80年代,早期主要集中于生理、生态及资源方面的调查研究。郑成兴[3]较为全面地报道了中国沿海海鞘的物种及分布调查结果。这一调查成果对我国海鞘的进一步研究起到了推动作用。柄海鞘是我国的优势品种,来源丰富。近年来,在活性研究方面,魏振满[23]报道了黄海产柄海鞘提取物具有提高小鼠免疫功能的作用。王瑞[24]等实验表明,海鞘醇提取物体外可抗乙肝病毒,对HBeAg和HBsAg有抑制作用,且抑制程度的大小与浓度有关。程艳华[25]等经实验证实,海鞘对实验性糖尿病大鼠有较强的降血糖作用。
蚁巢伞的活性物质与营养成分 篇9
1 蚁巢伞的食、药用价值
1.1 蚁巢伞的食、药用价值
食用菌因其丰富的营养和天然保健功能日益受到青睐。蚁巢伞是食用菌中的珍品,具有丰富的营养和活性成分。与其他食用菌种类相比,蚁巢伞属种类的营养价值相对较高。对蚁巢伞属两个种(Termitomyces clypeatus和T. robustus)与菌核侧耳(Pleurotus tuber-regium)营养价值的比较表明,前两者的蛋白质(高于31%)、碳水化合物(约32%)、还原糖(至少占碳水化合物的26%)以及抗坏血酸(10%～14.3%)含量远高于后者,而且草酸盐和氢氰酸等有害物质的含量均较低[4]。Valentine A. Aleto[5]的研究发现蚁巢伞(T. robustus和T. microcarpus)的蛋白质与矿物质含量高于近裸香菇(Lentinus subnudus)、木耳(Auricularia auricula)等食用菌,而草酸盐含量较低。
据明代李时珍(1578)的《本草纲目》记载,蚁巢伞气味“甘、平、无毒”,具有“益胃、清神、治痔”的功效。现代医学研究表明,蚁巢伞具有明显的降血脂作用[6]和抗氧化作用[7]。
1.2 蚁巢伞的活性物质和营养成分
1.2.1 蛋白质和氨基酸
蚁巢伞属的种类含有丰富的蛋白质和氨基酸。Germain Kansci等[7]对蚁巢伞六个分类单元的研究发现,蚁巢伞每100g干重的蛋白质含量为15.1～19.1g,不同种类之间存在较大的差异。Termitomyces mammiformis的粗蛋白含量达37%[8]。对多种食用菌的营养成分分析表明,蚁巢伞属的种类(T. albuminosus和T. microcarpus等)具有较高的必需氨基酸含量[9]。除赖氨酸外,蚁巢伞(T. albuminosus)含有理想水平的所有人体必需氨基酸,尤其是含硫的必需氨基酸[14]。
1.2.2 多糖
多糖是食用菌中一类主要的活性物质。蚁巢伞含有丰富的多糖物质,如蚁巢伞含有14.3%的水溶性多糖[10],蚁巢伞干品的多糖含量高达26.07%[11]。深层发酵蚁巢伞菌丝体多糖含量为14.3%,与野生子实体含量相似[12]。
有研究报道蚁巢伞(T. eurhizus)杂多糖的单糖组成主要有果糖、半乳糖、甘露糖、半乳糖醛酸等组分[13]。而Soumitra Mondal[14]采用GLC-MS分析发现从蚁巢伞(T. eurhizus)中分离的水溶性的葡聚糖苷,其单体成分完全由葡萄糖组成,从T. microcarpus分离出一种可溶性葡聚糖,其单体组成为:→4)-α-Glcp-(1→3)-β-Glcp-(1→[15];从T. robustus中分离的葡聚糖单体组成为L-海藻糖与葡萄糖摩尔比为1:4[16]。
1.2.3 糖脂类
蚁巢伞中含有类神经生长因子物质脑苷脂成分,从蚁巢伞中分离出四种脑苷脂(命名为Termitomycesphins A-D),通过大鼠嗜铬细胞瘤细胞系模型证明其可以诱导神经细胞的分化[17]。
1.2.4 酶
蚁巢伞可以产生纤维素脱氢酶,其产量达55.88U·mL-1,在已报道的真菌中是最高的[18]。蚁巢伞可产生漆酶[19,20],T. clypeatus深层培养过程产生的漆酶为胞内酶,在菌丝生长后期细胞裂解时释放到培养基中[19]。此外,还产生木聚糖水解酶[21]、葡萄糖苷酶[21]、多酚氧化酶[22]和乙酰酯酶[23]等多种酶类,因而在食品等工业中具有重要的应用价值。
1.2.5 矿物质及维生素
蚁巢伞具有较高的矿物质含量[9],每100g干重的灰分含量达5.2～14.4g[1]。Termitomyces mammiformis的灰分含量为10%,每1kg干重的钙和锰含量分别达到216g和136g[8]。深层发酵培养的富铬蚁巢伞干物质中铬含量可达272μg/g。
此外,蚁巢伞菌丝体的甲醇提取物含有丰富的抗坏血酸等酚类物质,具有抗氧化作用,对人体健康具有保护作用[24]。
1.2.6 脂类
蚁巢伞的脂类含量含量较低,T. mammiformis中的脂类含量仅为0.1%[8]。食用菌所含的脂类物质主要包括脂肪酸、植物甾醇和磷脂,非饱和脂肪酸的含量远高于饱和脂肪酸,且以亚油酸为主。
2 蚁巢伞的应用研究
由于蚁巢伞生长的环境特殊,现在对其子实体产生的相关因素还不甚了解,虽然有一些人工驯化栽培蚁巢伞的尝试,但目前还未见成功栽培蚁巢伞的报道。由于野生子实体产生的周期性,天然原料的获取受到很大限制。蚁巢伞发酵产物与野生子实体的活性成分相似,均含有丰富的蛋白质和氨基酸、多糖、糖肽、酶类、脑苷脂、甾醇、三萜类和矿物质等成分,因而受到研究者的关注。
2.1 食品及添加剂
蚁巢伞的特殊风味及营养保健价值可用来开发特殊风味的调味素、保健饮料等产品[25]。例如,蚁巢伞中的一些非挥发性的物质如氨基酸和5′-核苷等,可以做为改善食品风味的添加剂,尤其是5′-核苷类物质含量在食用菌中属于高含量的种类[26]。采用蚁巢伞子实体加工的鸡枞酱味道鲜美,营养丰富,蛋白质含量8.51%,含有17种氨基酸和人体8种必需氨基酸,脂肪1.22%,以及丰富矿物质和维生素[27]。
研究表明,蚁巢伞发酵菌丝体也具有和子实体类似的活性成分[1,10]。利用液体发酵可以在较短时间内获得大量菌丝体和发酵产物,而且方法较为简便,适合大规模工业生产。
2.2 医药及保健功能
2.2.1 提高免疫力
从T. striatus中分离到的多糖具有激活脾细胞[28]等免疫功能。蚁巢伞多糖还对人体淋巴细胞的转化具有明显的促进作用,对PHA刺激引起的淋巴细胞转化有明显的协同作用[29]。蚁巢伞脑苷脂Termitomycesphins A和C在10mg/ml浓度时对神经元分化诱导活性最高为30%,与60mg/ml的联丁酰基cAMP活性相同,这种小分子化合物可以通过血脑屏障,可以作为治疗阿尔茨海默病的潜在药物[17]。
2.2.2 抗氧化、降血脂
蚁巢伞菌粉在体外具有清除二苯代苦味酰肼自由基(DPPH)和超氧阴离子自由基O2-的能力以及对亚油酸过氧化的抑制作用[30]。浓度为1mg/mL时,蚁巢伞组分的抗脂质过氧化能力强于相同浓度下维生素C的效果,在20mg/mL时的抑制率达76.19%[30]。通过对大鼠用野生蚁巢伞匀浆液灌胃,发现果表明,蚁巢伞有较强的清除活性氧自由基的能力,可显著降低高胆固醇血症大鼠血清及肝组织中MDA含量,显著提高血清中SOD活力,对高胆固醇血症大鼠有明显的抗氧化作用[7],对防治高脂血症和预防动脉粥样硬化形成方面可能具有一定的应用价值。
2.2.3 抗肿瘤
真菌多糖能刺激网状内皮系统诱生干扰素,在抑制肿瘤细胞等方面具有明显作用。蚁巢伞粗多糖中即含有抗肿瘤的葡聚糖成分[2]。
2.2.4 抗炎止痛
对蚁巢伞干培养物及粗多糖和粗皂苷提取物的研究表明,其多糖和皂苷具有镇痛和抗炎作用,干培养物(1 000mg/kg)及粗多糖(200mg/kg)和粗皂苷提取物(200mg/kg)对小鼠耳肿胀的抑制率分别为 61.8%、79.0%和81.6%[31]。
3 问题和措施
3.1 菌种的鉴定和命名存在混乱
一方面,很多研究者还在使用一些已经废弃的名称,如T. albuminosus;另一方面,有些菌种的鉴定的可靠性值得商榷,如T. robustus在国内尚无可靠分布报道,但有些研究者却在使用该名称。错误的鉴定和命名将给学术交流带来障碍甚至混淆。研究者应增强这方面的意识。
蚁巢伞属种类较多,且不同种类之间生理生化特征存在较大差异。由于蚁巢伞菌种的获得存在一定难度,多数研究仅针对某一种类,应在准确鉴定的基础上,对不同种类蚁巢伞开展比较研究,获得生产性能优良的菌种。
3.2 活性成分的生产和提取工艺仍待改进
通过深层发酵生产的蚁巢伞菌丝体蛋白质含量为28.28%,明显高于野生子实体中的蛋白质含量(14.7%)[10]。蚁巢伞生长普遍较缓慢,可以通过诱变育种,获得生长快,产量高的高质量菌株,进行蚁巢伞的工业发酵生产。另一方面,通过生产工艺的改进,缩短发酵周期,提高蛋白质和多糖等发酵产物的产量。例如,酶法浸提可使细胞内多糖溶出,提高多糖提出率,配合超声波处理可以进一步提高蚁巢伞粗多糖的得率[32];经木瓜蛋白酶和风味酶复合酶水解可获得较高含量的氨基酸态氮[25]。
3.3 对活性成分及其药理作用的研究尚在初级阶段
对蚁巢伞活性成分对蚁巢伞活性成分的种类和作用机理,尤其是功能成分的药理学要进一步研究。本草纲目记载蚁巢伞具有“益胃、清神、治痔”功效,但目前仍缺少现代医学和药理学的研究支持。真菌多糖等成分一般具有免疫调节、降血糖、抗病毒和抗肿瘤等多种功能,但是目前对蚁巢伞这方面的研究尚比较少,应加强对其活性成分和药理功能的研究。
3.4 重要产物的代谢机理尚未明确
蚁巢伞是一种白腐菌,可以消化木质素[33],其过程产生多种重要的酶类。对蚁巢伞(T. clypeatus)纤维二糖酶的研究表明,胞内及胞外提取物仅有一种异构体,其分泌由液泡调控,通过与蔗糖酶的共聚集(Co-Aggregation)可调节纤维二糖酶的分泌[34];糖基化抑制剂可以提高培养基中蛋白质的分泌量和纤维二糖的活性[35]。但是,对其他如葡聚糖苷酶、多酚氧化酶和漆酶等重要酶类的代谢途径及调控研究尚未见报道,亟需进行该方面的工作,为开展应用研究奠定理论基础。
4 前景与展望
蚁巢伞含有丰富的蛋白质和氨基酸、多糖、糖肽、酶类、脑苷脂等成分,在医药保健、食品和酶工业中都具有广泛的应用前景。
4.1 以蚁巢伞为原料的食品及保健品开发
蚁巢伞具有独特的风味和功效,在野生子实体产量有限且不能人工栽培的情况下,应开展规模化的发酵生产。以蚁巢伞为原料制作风味独特的食品、调味品,具有良好的市场前景。目前,对蚁巢伞活性成分缺乏足够的了解,对其活性成分进行分离、鉴定和功能分析,对开发功能性保健品和药物具有重要的意义。
4.2 酶制剂生产
海洋微生物活性物质研究进展 篇10
海洋是地球早期生命的诞生地, 约占地球表面积的70%, 蕴藏着丰富的微生物资源。随着陆栖微生物活性物质的大量开发和应用, 从陆栖微生物中开发新型天然活性物质的难度越来越大。海洋环境的高压、高盐、低营养、低温、无光照以及局部高温等多样性和特殊性, 造就了海洋微生物种类的特异性及代谢途径的多样性, 海洋微生物是生物活性物质的重要来源。
在海洋微生物体内以及代谢产物中发现了许多化学结构特异、新颖、多样的生物活性物质, 包括抗生素、生物毒素、酶抑制剂、酶、多糖、氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素、色素以及具有抗病毒、抗肿瘤活性的物质等, 其中有相当一部分生物活性物质是陆地生物所没有的, 这些活性物质将在化工、医药、食品以及生命科学等研究领域具有广阔的应用前景。
1抗生素
抗生素主要包括抗细菌、抗肿瘤、抗真菌抗生素及一些抗炎症和镇痛的活性物质、酶抑制剂等, 但病原微生物获得抗药性的速度远大于从陆生微生物中获得新抗生素的速度[1]。
许多海洋微生物可产生抗生素, 包括链霉菌属 (Streptomycetes) 、着色菌属 (Chromatium) 、假单胞菌属 (Pseudomonas) 、黄杆菌属 (Flavobacterium) 、钦氏菌属 (Chainia) 、交替单胞菌属 (Alteromonas) 、微球菌属 (Micrococcus) 等[2]。已报道海 洋微生物产生的抗生素主要有溴化吡咯、3-氨基-3-脱氧-D-葡萄糖、靛红、对羟苯基乙醇、醌、除虐霉素 (aplasmomycins) 、吡咯尼群 (pyrolnitrim) 、盐生酰胺 (salinamides) 、哌嗪二酮衍生物 (diketopiperazines) 、天神霉素 (istamycins) 、吲哚三聚体抗生素 (trisindoline) 、magnesidins、α-n-pentylquinolind、thiomarindsBC、altermicidin、macrolactin、maduralide、oncorhyncolide等[2]。目前, 新发现的 海洋微生 物活性物质50%以上是由海洋放线菌产生的, 此外海洋真菌也是抗生素的重要来源之一。Amraoui等[3]对从摩洛哥的大西洋沿海地区筛选得到的34株微生物进行研究, 发现28株具有抗菌活性, 11株具有抗真菌活性, 24株具有抗革兰氏阳性菌活性, 21株具有抗革兰氏阴性菌活性。据报道, 假单胞菌属产生的795种生物活性物质中, 有610种物质具有抗菌活性[4]。Mondol等[5]从海洋芽胞杆菌的培养液中分离到一种结构新颖的大环内酯类抗生素MacrolactinW (如图1) , 该抗生素对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有较好的抗菌活性。
2抗肿瘤活性物质
相比陆生微生物产生的抗肿瘤活性物质, 海洋微生物产生的抗肿瘤活性物质化学结构新颖、活性较强、毒副作用较低, 主要有内酯类、醌类、酮类、多糖类、含氮类等, 主要来源于海洋细菌、放线菌及真菌。
2.1海洋细菌的抗肿瘤活性物质
海洋细菌是海洋微生物抗肿瘤活性物质的重要来源, 主要包括 假单胞菌 属、芽胞杆菌 属 (Bucillus) 、交替单胞 菌属、弧菌属 (Vibrio) 、肠杆菌属 (Enterubacrerium) 、微球菌属等[6], 从中分离 到多糖、生物碱、醌环类、大环内酯和肽类等多种抗肿瘤活性物质。经研究发现, 海洋蓝细菌产生的聚酮类和多肽类代谢产物具有较好的抗癌、抗肿瘤和抗传染病活性[7]。Medina等[8]从一种海洋蓝细菌Leptolyngbyasp.中分离得到一种新的肽 类细胞毒 素CoibamideA (图2) , 显示出很强的抗增生作用。
2.2海洋放线菌的抗肿瘤活性物质
近年来对海洋放线菌的研究结果表明[9], 海洋放线菌能产生抗肿瘤、抗癌、抗细菌、抗真菌等生物活性物质。
产生抗肿瘤活性物质的海洋放线菌有链霉菌属、红球菌 (Rhodococcus) 、诺卡氏菌 (Nocardia) 、小单孢菌属 (Micromonospora) 、游动放线菌 (Actinoplanetes) 等, 从中分离到的抗肿瘤活性物质主要包括生物碱类、醌类、环二肽类、大环内酯类等。赵文英等[10]从海洋放线菌Streptomycessp.3275中分离得到7个化合物, 其中化合物2、3、5对温敏型小鼠乳腺癌细胞FT210显示弱的增殖抑制活性。从北冰洋沉积物样品中筛选得到的一株放线菌BM17产生的次 级代谢产 物具有抑 制HepG2、A549、HCT-116、COC1等癌细胞的活性[11]。
2.3海洋真菌的抗肿瘤活性物质
海洋真菌也成为抗肿瘤活性物质的重要来源。据调查, 已经发现了321种海洋真菌, 其中包括6种担子菌、60种无性态的真菌、255种子囊菌, 从海洋真菌分离出的次级代谢物中约70% ~80%具有生物活性[12], 产生的活性物质主要有血小板活化因子拮抗剂、肽类及生物碱活性代 谢产物、细胞毒化合物、抗肿瘤活性物质等[13]。Mathan等[14]发现真菌AspergillusprotuberusSP1产生的物质能够有效抑制Hep2细胞系。陈创奇等[15]采用MTT细胞活性检测法 检测南海 真菌代谢 物1386A对胃癌MCG-803细胞活性的影响, 发现该代谢产物能明显抑制胃癌MCG-803细胞的生长, 可能通过使线粒体凋亡的途径诱导细胞凋亡。
3酶
由于海洋独特的极端环境, 使得海洋微生物产生的酶具有稳定性、高活性等特殊的理化性质。因此, 海洋微生物产生的酶具有较好的工业化前景。
目前, 已发现多种能够产生几丁质酶或壳聚糖酶的微生物, 包括沙雷 氏菌 (Serratia) 、粘细菌 (Myxobacter) 、梭菌 (Clostridium) 、生孢噬细 菌 (Sporocytophaga) 、弧菌、芽胞杆 菌、节杆菌 (Arthrobacter) 、肠杆菌、色杆菌 (Chromobacterium) 、克雷伯氏菌 (Klebsiella) 、假单胞菌、链霉菌等。弧菌是报道产酶最广泛的菌种, 来自弧菌的酶有琼脂糖酶 (Agarase) 、谷氨酰胺酶 (Glutaminase) 、几丁质酶 (Chitinase) 、蛋白酶 (Protease) 、甘露聚糖酶 (Mannanase) 等[16]。从海洋微生物中分离到的酶主要有核酸酶、过氧化物酶、几丁质酶、岩藻多糖酶、海藻解壁酶、葡聚糖降解酶、碱性蛋白酶、碱性磷酸酶、超氧化物歧化 酶等。Li等[17]筛选得到 的海洋微 生物Alteromonassp.A321能产生一种可以有效降解浒苔多糖的酶。Blumer-Schuette等[18]研究发现海洋极端嗜热微生 物, 包括厌氧 纤维菌属 (Anaerocellum) 、高温厌氧杆菌属 (Thermoanaerobacter) 和热解纤维素果汁杆菌属 (Caldicellulosiruptor) 等, 对生物物质转化具有重要作用。
4酶抑制剂
海洋微生物中交替单胞菌 (Alteromonas) 、假单胞菌 (Pesudomonas) 、芽胞杆菌、链霉菌等均能产生酶抑制剂, 其中链霉菌是重要的来源。目前, 丝氨酸和半胱氨酸蛋白酶抑制剂、单胺氧化酶抑制剂、内皮素转化酶抑制剂、焦谷氨基肽酶抑制剂、壳多糖酶抑制剂、N-乙酰-β-D-氨基葡糖苷酶抑制剂、黄嘌呤氧化酶抑制剂等具有重要的药物学价值, 部分已经应用于临床, 如海洋真菌Microascuslongirostris产生的次级代谢产物能够有效抑制半胱氨酸蛋白酶[19]。从海洋细菌 芽生杆菌 (Blastobactersp.) SANK71894菌株的培养上清液中分离得到一种内皮素转化酶抑制剂, 有望用于高血压和血管病的防治[20]。
5生物毒素
据报道, 海洋微生物中芽胞杆菌、弧菌、气单胞菌 (Aeromonas) 、假单胞菌、希 瓦氏菌 (Shewanella) 、放线菌 (Actinomycetes) 等均能产生生物毒素, 其中河豚毒素互生单胞菌属 (Alteromonastetrodonis) 和溶藻弧菌 (Vibrioalginolyticus) 能产生较多的河豚毒素[21]。海洋生物 毒素主要 包括:河豚毒素、石房蛤毒素、膝沟藻毒素、鱼腥藻毒素、海参毒素、冠柳珊瑚毒素、岩沙海葵毒素、刺尾鱼毒素、大田软海绵酸、海兔毒素、轮状鳍藻毒素、扇贝毒素、短裸甲藻毒素和西加毒素等[22]。Ehlers等[23]通过研究大田软海绵酸 (OA) 对小鼠胚胎干细胞的影响, 发现OA可抑制胚胎干细胞的分化。
6不饱和脂肪酸
海洋细菌、丝状真菌、酵母和某些微藻类能够产生不饱和脂肪酸[24]。不饱和脂肪酸的代表是二十碳五烯酸 (EPA) 和二十二碳六烯酸 (DHA) 。EPA能治疗自身免疫缺陷、促进循环系统健康、有利于生长发育;DHA主要有抗衰老、提高大脑记忆、防止大脑衰退、降血脂、降血压、抗栓、降血粘度、预防动脉粥样硬化功能, 并有抗癌作用。荚膜红假单胞菌可产生EPA, 海洋真菌Thraustochytriumsp.FJN10能大量合成DHA[25]。
7多糖
多糖是海洋细菌、真菌、蓝藻等微生物在代谢过程中产生的由10个以上单糖组成的对微生物有保护作用的高分子碳水聚合物, 是一类较为特殊的海洋微生物代谢产物, 具有抗病毒、抗肿瘤、抗衰老、抗炎、调血脂、降血糖等生物活性[26]。
许多来自海水、海泥、海藻的细 菌都产胞 外多糖。产多糖和糖苷的海洋细菌有醋酸杆菌 (Acetobacter) 、短小芽胞杆菌 (Bacilluspumilus) 、少动鞘脂类单胞菌 (Sphingomonaspaucimobilis) 、枯草芽胞杆菌 (Bacillussubtilis) 、嗜热链球菌 (Streptococcusthermophilus) 、乳酸乳球 菌 (Lactococcuslactis) 、产气球菌 (Micrococcusaerogenes) 等。目前, 具有开发潜力的海洋多糖化合物包括螺旋藻多糖、褐藻多糖、紫球藻多糖、微藻硒多糖、紫菜多糖、透明质酸等[27]。杂多糖Marinactin由果糖、甘露糖、葡糖糖构成, 克分子比约为7∶2∶1, 具有显著抗小鼠S180实体肿瘤活性, 抑制率达79%~90%[28]。
8其他活性物质
除上述主要的活性物质之外, 还有胡萝卜素、类胡萝卜素、氨基酸、维生素、红色素、蓝色素等海洋活性物质。从胶州湾附近海域水样中分离到一株链霉菌可以产生 天然蓝色 素[29], 海洋细菌 红球菌 (Rhodococcussp.) B7740能产生类胡萝卜素[30]。
综上所述, 海洋微生物资源具有广阔的应用前景, 从海洋微生物中获取的活性物质结构新颖、活性独特, 是新药及其先导结构的重要来源。我国海洋微生物资源极其丰富, 但研究水平相对落后。因此, 必须运用现代科技手段, 充分利用我国海洋微生物的资源优势, 加强对海洋微生物活性物质的研究开发。具体方法有: (1) 利用基因组学和生物信息学的方法, 建立海洋微生物的基因库, 表达难以培养的海洋微生物功能基因; (2) 综合利用微生物培养技术, 加深对非可培养海洋微生物培养条件的研究; (3) 利用现代发酵技术等, 实现海洋微生物活性物质的工业化生产和广泛应用。
摘要：由于海洋环境的特殊性和多样性, 海洋生物产生了与陆地生物不同的代谢途径和防御体系, 分泌出多种结构新颖、活性特异的物质, 如抗生素、抗肿瘤活性物质、酶等, 这些活性物质在化工、医药、食品以及生命科学等领域有着广阔的应用前景。本文主要介绍了海洋微生物活性物质的主要类型及研究现状。
生物质活性炭的制备与应用 篇11
1 活性炭性质
活性炭不仅具有良好的吸附, 而广泛应用于气体传感器、工业、农业、环保、国防、原料、催化剂载体、医药中间体, 及空气净化、中间体水净化脱色、储氢、化学分离、膜分离等众多领域。另外, 活性碳具有许多优点: (1) 性能稳定, 可以在不同的温度的酸碱中使用、具有催化性能。 (2) 含碳 (或可连接) 的许多功能团的表面; (3) 高度发达的孔结构和大的内表面积。
2 生物质活性炭的主要制备方式
2.1物理法
2.1.1碳化
为了使含碳有机物在加热状态下发生分解, 使非碳元素以挥发性气体逸出, 我们需要对炭化农业废弃物原料, 这样就生成了富含碳元素的固体热解产物;
2.1.2活化
原料采用二氧化碳、水蒸气或空气等氧化性气体, 使其形成发达的微孔结构。炭化温度一般为600℃, 活化温度范围在800~900℃。
2.2 化学改性法
化学改性法指的是利用各类化学试剂, 如H2SO4、Zn Cl2、H3PO4 先浸渍原材料进行改性, 然后在规定的温度下, 同时在惰性气体的保护下, 就产生了活性炭。这类活性剂的作用不但具有脱水作用, 还可以使活性炭内部产生微孔结构, 扩大比表面积, 加强活性炭的吸收能力。例如:郝明明以新疆杏核壳为原料, 利用氯化锌作为活化剂, 并通过微波作为加热手段, 活化温度600℃, 活化时间90min, 料液比为1∶3, 氯化锌浓度为50%, 微波功率为700W, 微波辐射时间为7min。在此工艺条件下, 活性炭产品的碘吸附值为1 670.25mg/g, 亚甲基蓝吸附值为20m L/0.1g。王泉清等人以磷酸为活化剂, 以磨碎的玉米秸秆为原材料制备活性炭, 亚甲基蓝脱色力最高可达16m L/0.1g。
2.3 化学和物理结合法
活性炭的优点是没有必要使用化学试剂, 对环境的影响很小, 缺点是不能高效生产的活性炭, 活性炭而产生比较大的孔, 较小的表面积, 吸附能力相对较差的。待处理的活化剂制备活性炭材料的化学方法, 你可以得到更多的孔, 比表面积大的活性炭;但是由于前期处理中用了化学试剂, 后期需要进行相应处理以减轻化学试剂对环境带来的影响。随着科技发展, 化学和物理结合的方法越来越受到人们关注。首先在活性炭原料中加入一定量的化学添加剂, 然后加工成型, 再经过炭化和气体活化, 制造成出具有特殊性能的活性炭。通常的添加剂有:Fe SO4、Na OH、Cu O、Na CO3等。
3 生物质制备活性炭的应用
利用农业废弃物制备活性炭可以很好的利用农业废气物, 变废为宝, 得到了越来越多的应用, 如环境保护、食品饮料净化、溶剂回收、制药、半导体应用等领域。自改革开放以来, 中国的经济快速发展, 但随之而来的环境污染日趋严重, 活性炭由于具有比表面积高、吸附能力强的特点, 在环境保护中得到了很多的应用, 主要体现在以下几个方面:
3.1 水处理
水处理是环境保护的重点, 随着我国社会经济的高速发展, 在水处理方面活性炭的需求量每年都在增加。传统上, 使用活性炭水净化厂能处理所有类型的有机杂质和气味, 也可以去除与漂白水处理后产生的所有烃。对污染废水进行处理, 活性炭得到了越来越广泛的应用。废水污染的活性炭处理, 根据不同的情况, 它们可以单独使用或与其它方法组合使用。
3.2 空气净化
空气污染的某些地区, 呈现出大量的工业污染和机动车尾气混合的增加排除活性炭空气净化功能的需求污染, 空气PM2.5指数上涨。
3.3 改良土壤
从环境污染的角度看, 土壤污染是目的地, 从各种不同的方面的污染, 各种污水污染物的排放;各种空气污染颗粒物的最终解决;固体废物垃圾的堆积;农业生产, 过度使用化肥和杀虫剂, 等等。与土壤中的活性炭处理, 可以通过在除草剂溶液中加入活性炭以防止杂草, 有效且无害的生长中发挥作用。
4结语
使用生物制备活性炭具有以下优点:一是原料充足, 且这些材料不和因经济发展需要的煤炭, 石油产品和其他可用资源的竞争;二是生产地区的农村农业或林业废弃物后, 解决了大量的污染, 使生态经济向循环经济发展的方向;三是降低在全市范围内对环境的污染提供一些帮助。
摘要：该文简要介绍了生物质活性炭的3种制备方式, 即物理法、化学法以及化学与物理结合法;以及生物质活性炭在环境保护方面的主要应用。利用丰富的生物质制备活性炭, 可以使资源得到综合循环利用。
关键词：生物质,活性炭,制备,应用,环境保护
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