硫酸苯酚法与硫酸蒽酮法测多糖哪个好
植物体内的碳素营养状况以及农产品的品质性状,常以可溶性糖和淀粉的含量作为重要指标,本实验学习几种定量测定可溶性糖和淀粉的方法。
(一)苯酚法测定可溶性糖
【实验原理】
植物体内的可溶性糖主要是指能溶于水及乙醇的单糖和寡聚糖。苯酚法测定可溶性糖的原理是:糖在浓硫酸作用下,脱水生成的糠醛或羟甲基糠醛能与苯酚缩合成一种橙红色化合物,在10-100mg范围内其颜色深浅与糖的含量成正比,且在485nm波长下有最大吸收峰,故可用比色法在此波长下测定。苯酚法可用于甲基化的糖、戊糖和多聚糖的测定,方法简单,灵敏度高,实验时基本不受蛋白质存在的影响,并且产生的颜色稳定160min以上。
【实验仪器及试剂】
1.仪器:分光光度计、电炉、铝锅、20mL刻度试管、刻度吸管、记号笔、吸水纸适量。
2.试剂:
(1)90%苯酚溶液:称取90g苯酚(AR),加蒸馏水10mL溶解,在室温下可保存数月。
(2)9%苯酚溶液:取3mL 90%苯酚溶液,加蒸馏水至30mL,现配现用。
(3)浓硫酸(比重1.84)。
(4)1%蔗糖标准液:将分析纯蔗糖在80℃下烘至恒重,精确称取1.000g。加少量水溶解,移入100mL容量瓶中,加入0.5mL浓硫酸,用蒸馏水定容至刻度。
(5)100ug/L蔗糖标准液:精确吸取1%蔗糖标准液1mL加入100mL容量瓶中,加水定容。
【实验步骤】
1.标准曲线的制作: 取20mL刻度试管11支,从0-10分别编号,按表27-1加入溶液和水,然后按顺序向试管内加入1mL 9%苯酚溶液,摇匀,再从管液正面以 5-20s。加入5 mL浓硫酸,摇匀。比色液总体积为8 mL,在恒温下放置30min。显色。然后以空白为参比,在485nm波长下比色测定,以糖含量为横坐标,光密度为纵坐标,绘制标准曲线,求出标准直线方程。
2.可溶性糖的提取 取新鲜植物叶片,擦净表面污物,剪碎混匀,称取0.10-0.30g,共3份,分别放入3支刻度试管中,加入5-10mL 蒸馏水,塑料薄膜封口,于沸水中提取30min(提取2次),提取液过滤入25mL容量瓶中,反复冲洗试管及残渣,定容至刻度。
3.测定吸取0.5mL样品液于试管中(重复2次),加蒸馏水1.5mL,同制作标准曲线的步骤,按顺序分别加入苯酚、浓硫酸溶液,显色并测定光密度。由标准线性方程求出糖的量,按下式计算测试样品中糖含量。
式中:C一标准方程求得糖量(ug)
α一吸取样品液体积(mL)
V-提取液量(mL)
n一稀释倍数
W一组织重量(g)
(二) 蒽酮法测定可溶性糖
【实验原理】
糖在浓硫酸作用下,可经脱水反应生成糠醛或羟甲基糠醛,生成的糠醛或羟甲基糠醛可与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物,在一定范围内,颜色的深浅与糖的含量成正比,故可用于糖的定量。
该法的特点是几乎可以测定所有的碳水化合物,不但可以测定戊糖与己糖,而且可以测所有寡糖类和多糖类,其中包括淀粉、纤维素等(因为反应液中的浓硫酸可以把多糖水解成单糖而发生反应X 所以用愈酮法测出的碳水化合物含量,实际上是溶液中全部可溶性碳水化合物总量。在没有必要细致划分各种碳水化合物的情况下,用意酮法可以一次测出总量,省去许多麻烦,因此,有特殊的应用价值。但在测定水溶性碳水化合物时,则应注意切勿将样品的未溶解残渣加入反应液中,不然会因为细胞壁中的纤维素、半纤维素等与意酮试剂发生反应而增加了测定误差。此外,不同的糖类与蒽酮试剂的显色深度不同,果糖显色最深,葡萄糖次之,半乳糖、甘露糖较浅,五碳糖显色更浅,故测定糖的混合物时,常因不同糖类的比例不同造成误差,但测定单一糖类时,则可避免此种误差。
糖类与蒽酮反应生成的有色物质在可见光区的吸收峰为630nm,故在此波长下进行比色。
【实验仪器及试剂】
1.仪器:分光光度计、电炉、铝锅、20ml刻度试管、刻度吸管、记号笔、吸水纸适量。
2.试剂:
(1)蒽酮乙酸乙酯试剂:取分析纯蒽酮1g,溶于50mL乙酸乙酯中,贮于棕色瓶中,在黑暗中可保存数周,如有结晶析出,可微热溶解。
(2)浓硫酸(比重1.84)
【实验步骤】
1.标准曲线的制作:按方法一标准曲线的制作方法加入标准的蔗糖溶液,然后按顺序向试管中加入0.5mL蒽酮乙酸乙酯试剂和5mL浓硫酸,充分振荡,立即将试管放入沸水浴中,逐管准确保温1min取出后自然冷却至室温,以空白作参比,在630nm波长下测其光密度,以光密度为纵坐标,以糖含量为横坐标,绘制标准曲线,并求出标准线性方程。
2.可溶性糖的提取同方法一第二步。
3.显色测定:吸取样品提取液0.5mL于20mL刻度试管中(重复2次),加蒸馏水1.5mL,以下步骤与标准曲线测定相同,测定样品的光密度。
4.计算可溶性糖的含量,计算公式同方法一。
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可以,时间越长标曲线性越好,但是加热时间要是太长了用这个方法就不划算了.在比色管水平加热半个小时足够,若担心显色不完全,可以适当加长反应时间.反应后关于冷却的问题不知怎么解释,不过我做稳定性实验的时候,吸光值基本保持不变了.有时我测的时候反应液还热着呢,凉了之后再测基本上没多大变化.标准方法上说冷却至室温估计是为了实验安全着想,一般比色反应都这么说,所以我认为,想怎么冷却就怎么冷却喽!
苯酚硫酸法测多糖含量步骤如下:
1、目的要求:测量蒽酮硫酸法不能测量的血清型的过程样品中的多糖含量。
2、方法原理:糖在浓硫酸作用下,水解生成单糖,并迅速脱水生成糖醛衍生物,然后与苯酚缩合成橙黄色化合物,且颜色稳定,在波长490nm处和一定的浓度范围内,其吸光度与多糖含量呈线性关系正比,从而可以利用分光度计测定其吸光度,并利用标准曲线定量测定样品的多糖含量。
3、主要实验仪器及材料:浓硫酸,苯酚,蒸馏装置,分光光度计,电子天平,坐标纸或电脑等。
注意:
(1)此法简单、快速、灵敏、重复性好,对每种糖仅制作一条标准曲线,颜色持久。
(2)制作标准线宜用相应的标准多糖,如用葡萄糖,应以校正系数0.9校正μg数。
(3)对杂多糖,分析结果可根据各单糖的组成比及主要组分单糖的标准曲线的校正系数加以校正计算。
(4)测定时根据光密度值确定取样的量。光密度值最好在0.1——0.3之间。比如:小于0.1之下可以考虑取样品时取2克,仍取0.2ml样品液,如大于0.3可以减半取0.1ml的样品液测定。
有许多不同的分析技术用于糖的分离和测定,包括化学分析、比色分析、纸色谱、薄层色谱、气相色谱和高效液相色谱等。本文总结了近十年植物组织中糖类化合物的研究进展,为其含量测定提供理论依据。
1 分光光度分析法
分光光度法是基于长链多糖在水溶液中离解后可与染料等阳离子相互结合发生反应,从而引起染料吸收光谱的变化进行测定。这种方法具有较好的选择性,可以用于实际样品的测定,通常有两种常见方法。
1.1 蒽酮 - 硫酸比色法
糖在浓硫酸作用下,可经脱水反应生成糖醛或羟甲基糠醛,生成的糠醛或羟甲基糠醛可与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物,在一定范围内,颜色的深浅与糖的含量成正比,故可用于糖的定量。糖类与蒽酮反应生成的有色物质,在可见光区的吸收峰为 630 nm,可在此波长下进行比色。该法的特点是几乎可以测定所有的碳水化合物,不但可以测定戊糖和己糖而且可以测寡糖和多糖,在没有必要细致划分各种碳水化合物的情况下,用蒽酮法可以一次测出总量。蒽酮比色法是一种快速而简便的定糖方法,但测定结果误差较大,只能测定样品中可溶性糖总量。陈鸿英等人用蒽酮硫酸法测定淫羊藿多糖的含量,得到的结果较稳定。
1.2 苯酚 - 硫酸比色法
植物体内的糖主要是指能溶于水及乙醇的单糖和寡聚糖。苯酚法测定糖的原理是在浓硫酸作用下,糖脱水生成的糠醛或羟甲基糠醛能与苯酚缩合成一种橙红色化合物,在10mg~100 mg 范围内其颜色深浅与糖的含量成正比,且在485 nm 波长下有最大吸收峰,故可用比色法在此波长下测定。苯酚法可用于甲基化的糖、戊糖和多聚糖的测定,方法简单,试剂便宜,灵敏度高,实验时基本不受蛋白质存在的影响,并且产生的颜色可稳定 160 min 以上。
2 气相色谱法
气相色谱法是以气体作为流动相的一种色谱分析方法气相色谱法测定糖类,具有选择性好、样品用量少、分辨率高、快速准确、灵敏等优点。曾昭睿采用三 - 端烯丙基 - 不对称二苯并 14- 冠 - 4- 二羟基冠醚做固定相分离了鼠李糖、岩藻糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖的乙酸酯衍生物。吴建元等人利用气相色谱法分析茯苓多糖的单糖组成结果 6 种标准单糖的衍生物实现了良好的分离并具有良好的峰形。胡磊等人用 1 一甲基咪唑为溶剂和催化剂、盐酸羟胺和乙酸酐为肟化和乙酰化试剂,对植物样品中糖与糖醇进行乙酰化衍生化利用气相色谱分离和质谱鉴定的分析方法。
3 高效毛细管电泳法
除了少数带有羧基和磺酸基的糖类化合物,绝大多数糖类化合物不带电荷,极性很大且没有发色基团。所以用一般的高效毛细管电泳系统无法得到分离和检测。为了使糖类化合物能产生电迁移而得以相互分离,可采用的方法有:(1)衍生化使之带上发色、荧光基团或电荷;(2)与硼酸盐等络合;(3)与缓冲液中的添加剂形成包合配合物;(4)高 pH缓冲条件下使之电离;(5)加入表面活性剂使形成胶束。20世纪 90 年代以来毛细管电泳因具备分离快速,所需样品量少和自动化程度高的特点,已广泛应用于糖化合物的分析。
4 高效液相色谱法
HPLC 用于糖的定性和定量分析具有快速、灵敏、样品处理简单等优点。从大量的文献报道和综述中可以看出,由于糖的特殊结构及它本身不含强紫外和荧光吸收的官能团,到目前为止还没有建立一个统一的方法来分析所有的单糖和低聚糖。分析糖的色谱柱有化合键合烷基柱、阴阳离子交换柱、氨基键合硅胶柱和硅胶柱等。
文献来源:孙艳涛,由欣. 植物组织中糖化合物测定方法的研究进展.科教文汇(上旬刊). 2011,10(上旬刊) :134-135.网页链接
北京:人民卫生出版社.2005.5多糖含量测定(1)显色试剂硫酸法:根据单糖、多糖及其衍生物在硫酸作用下水解、脱水生成糖醛类化合物,与酚类、芳胺类等缩合成有色化合物。苯酚硫酸法生成橙黄色溶液,在490nm处有特征吸收蒽酮硫酸法生成亮绿色溶液,在630nm处有特征吸收咔哇硫酸法用于测定糠醛酸(伯醇基氧化:形成糠醛酸,斐林(Fehling)试剂可定量。苯酚-硫酸试剂可与游离的寡糖、多糖中的己糖、糠醛酸起显色反应,己糖在490nm处(戊糖及糠醛酸在480nm处)有最大吸收,吸收值与糖含量呈线性关系)。显色试剂硫酸法方便简单,但需严格控制水解条件。(2)DNS法:一个能消除还原性杂质干扰的方法(在氢氧化钠和丙三醇的存在下,还原糖能使DNS还原生成3-氨基-5-硝基水杨酸,在沸水浴中显色2~5min,此化合物在过量的氢氧化钠碱性溶液中呈橘红色,波长在540nm下有最大吸收峰,并且吸光度与还原糖含量有线性关系。试验过程中诸多因素如吸收光谱、显色剂用量、显色时间等均对测定结果有直接影响)。利用3,5-二硝基水杨酸与多糖水解产物还原糖共热后还原成棕红色氨基化合物,于540nm处有特征吸收。(主要参考文献:董文慧,等.云芝肝泰中云芝多糖的工业分析方法.中成药,1990,12(2):33.齐香君,等.3,5-二硝基水杨酸比色法测定溶液中还原糖的研究.
纤维素科学与技术.2004,12(3):17~19)(3)滴定法:有斐林氏滴定法,间接碘量滴定法。(4)气相色谱法:可定性、定量分析多糖的组分及含量,常采用衍生物法以增加其挥发性。一般是将多糖酸水解物或甲醇解(用盐酸-甲醇)物,用三甲基硅烷基化(TMS)或三氟乙酰化(TFA)转化为硅烷化产物或二酰化产物进行气相色谱分析。但乙酰化之前,糖先用KBO4或NaBH4作还原成开链的糖醇化合物较好。多糖用甲醇解方式把半缩醛甲基化,形成甲基糖苷后再TMS化,异构物减少,有利于分辨。常以甘露醇或肌醇为内标,用已知的各种单糖作标准。(5)高效液相色谱法:选用TSK、SW凝胶排斥色谱柱为分离柱,样品经简单预处理,在示差折光检测器中进行检测,以不同分子量的标准右旋糖酐作标准,同时测定样品中多糖的分子量分布情况及其含量。换算因子F的测定参见附件还阳参多糖的定性分析及含量测定.pdf
1.苯酚-硫酸法 需要多糖的纯品和特定的酶
2.蒽酮-硫酸法 多糖在浓硫酸水合产生的高温下迅速水解,产生单糖,单糖在强酸条件下与苯酚反应生成橙色衍生物。在波长490nm左右处和一定浓度范围内,该衍生物的吸收值与单糖浓度呈线性关系,从而可用比色法测定其含量,所用的单糖对照品尽量采用与其多糖组成一致或为含量较高的单糖,这样测得的值较准确。
3.3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS法) 在碱性条件下显色,较准确测定还原糖与总糖的含量从而求出多糖的含量,可消除还原性杂质的干扰。
多糖的分离纯化
在多糖提取物中,常会有无机盐、蛋白质、色素及小分子物质等杂质,必须分别除去.一般是先脱除非多糖组分,再对多糖组分进行分级.
2.1 除蛋白:除蛋白质时一般选择能使蛋白质沉淀而不使多糖沉淀的试剂来处理,如酚、三氯乙酸、鞣酸等。但必须处理时间短,温度低,避免多糖降解。Sevage法(氯仿:戊醇/丁醇=4:1)和三氟三氯乙烷法在避免降解上有较好效果但要达到除尽游离蛋白质的目的仍需反复处理。如能加入蛋白质水解酶,使蛋白质大分子进行一定程度的降解,再用Sevage法处理,一般效果更好。
为了避免使用有机溶剂也可采用反复冻融的方法除蛋白,将多糖液浓缩后,一20℃室温反复冻融7~8次,离心除去蛋白质。另外,蛋白质在等电点时溶解度最小,用氢氧化钙饱和液调pH10~pH11可除去偏碱性的蛋白质,然后再用硫酸调pH5~pH6,可除去偏酸性的蛋白质。冻融和等电点沉淀除蛋白质操作简单,但多糖液里往往有低浓度的蛋白质残留,应与其它方法结合使用。
2.2 脱色:植物多糖提取物中含有酚类化合物而使其颜色较深,可用吸附剂(纤维素、硅藻土、活性炭等)、离子交换柱(DEAE一纤维素)、氧化剂(H2O2)等脱除。活性炭比表面积大,吸附能力强,在进行当归多糖的提取时只向多糖液中加入了0.1%左右的活性炭,煮沸后滤过即完成了脱色操作。此法成本低廉,适合工业化生产。
2.3 除小分子杂质
小分子杂质如低聚寡糖的残留往往影响多糖的生物活性,需要进一步脱除,提高纯度。传统的方法是透析法,该法操作简单、技术成熟,但周期长,往往需要2一3天,常温下操作有可能造成多糖的霉变,必要时需加入少量防腐剂或需在低温条件下进行。随着膜分离技术的发展,纤维滤器透析法已经发展起来了,它利用不同孔径的膜使大小不同的分子分级,这种方式可缩短生产周期,而且条件温和,无疑是多糖脱除杂质的一条新途径。
2.4 多糖的分级纯化
采用一般方法提取的多糖通常是多糖的混合物,分级的方法可达到纯化的目的.可按溶解性不同进行分级、按分子大小和形状分级(如分级沉淀、超滤、分子筛、层析等),也可按分子所带基团的性质分级.
2.4.1按溶解性不同分离
2.4.1.1分步沉淀法
分步沉淀法是根据不同多糖在不同浓度低级醇、酮中具有不同溶解度的性质,从小到大按比例加入甲醇或乙醇或丙酮进行分步沉淀.
2.4.1.2 盐析法
盐析法是根据不同多糖在不同盐浓度中溶解度不同而将其分离的一种方法。常用的盐析剂有氯化钠、氯化钾、硫酸铵等,其中以硫酸铵最佳。
2.4.2 按电离性质不同分离
2.4.2.1季胺盐沉淀法
季胺氢氧化物是一类乳化剂,能与酸性多糖形成不溶性化合物季铵络合物,此络合物在低离子强度的水溶液中不溶解而产生沉淀。若提高多糖液pH值或加入硼砂缓冲液,也可使中性多糖沉淀分离。常用季铵盐有十六烷基三甲基季铵盐的溴化物及其氢氧化物和十六烷基吡啶。
2.4.3 柱层析法
2.4.3.1凝胶柱层析法
凝胶柱层析法常用的凝胶有葡聚糖凝胶(Sephadex)和琼脂糖凝胶(Sepharose),以不同浓度的盐溶液和缓冲溶液作为洗脱剂,从而使不同大小的多糖分子得到分离纯化,但不适宜粘多糖的分离。
2.4.3.2纤维素阴离子交换剂柱层析法
纤维素阴离子交换剂柱层析法常用的交换剂为DEAE一纤维素和ECTEOLA一纤维素,分类硼砂型和碱型两种,洗脱剂可用不同浓度碱溶液、硼砂溶液、盐溶液,其优点可吸附杂质、纯化多糖,并适用于分离各种酸性、中性多糖和粘多糖。如百合多糖、北沙参多糖、太子参多糖等。
2.4.3.3 活性炭柱层析法
活性炭吸附量大、效率高,是分离水溶性物质的常用吸附剂。柱层析时活性炭中常拌入等量的硅藻土作稀释剂,以增加溶液的流速。糖溶液上柱后先用水洗脱无机盐、单糖等再依次增加乙醇浓度进行洗脱。
2.4.3.4 离子交换柱层析和普通凝胶柱层析联用法
有些植物的多糖成分复杂, 除中性多糖外,还含有糖醛酸等,因此往往两种不同性质的色谱柱联用才能得到单一多糖组分。
2.4.3.5 三种层析柱联用
采用离子交换葡聚糖凝胶柱、丙烯葡聚糖凝胶柱和葡聚糖凝胶柱三者联用,即先进行DEAE—SephadexA柱层析,用蒸馏水洗脱。水洗组分进一步用SephacrylS柱层析,得到主要组分再用SephadexG一100柱层析,有时会有较高的得率。
三、多糖的纯度鉴定
经过分级纯化的多糖在测定结构前须进行纯度鉴定.而且多糖的纯度不能用通常化合物的纯度标准来衡量,因为即便是多糖纯品,其微观也并不均一,仅代表相似链长的多糖分子的平均分布,通常所谓的多糖纯品也只是一定相对分子质量范围的多糖的均一组分.目前常用于多糖纯度的鉴定方法有:高效液相、 凝胶层析法、电泳法、色谱法、旋光度法等.
多糖的单糖组分的鉴定称取多糖粗品8 mg,用2 mL浓度为1 mol/L硫酸100*C水解6 h。饱和Ba(OH)2中和至中性,抽滤,取滤液,浓缩,毛细管点样,薄层层析法分析。采用硅胶G板105"(2活化2 h后使用。标准糖分别为D一半乳糖,D一葡萄糖,D一甘露糖,L一山梨糖、L一阿拉伯糖。展开剂为正丁醇一冰醋酸一水(4:1:5)(体积比)。用AgNO3一NaOH 溶液显色。
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