松杉靈芝不同部位的紅外光譜分析研究

黃冬蘭*， 陳小康， 徐永群

(韶關(guān)學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,廣東韶關(guān) 512005)

松杉靈芝(GanodermatsugaeMurr.)為擔(dān)子菌綱多孔菌科靈芝屬真菌，在民間多當(dāng)靈芝入藥，具有扶正固本，滋補(bǔ)強(qiáng)壯等功效[1]。據(jù)文獻(xiàn)記載，松杉靈芝在中藥上用于活血、追風(fēng)、驅(qū)濕；民間以其泡酒，對(duì)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎療效較好，子實(shí)體含多糖，以小白鼠實(shí)驗(yàn)，所含多糖有抑癌作用[2]。

目前，對(duì)松杉靈芝不同部位的成分進(jìn)行分析比較的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本文采用基于一維紅外光譜、二階導(dǎo)數(shù)譜和二維相關(guān)紅外光譜的紅外光譜三級(jí)法[3 - 5]對(duì)松杉靈芝的不同部位進(jìn)行了分析比較，以探討松杉靈芝不同部位的化學(xué)成分信息，為指導(dǎo)松杉靈芝化學(xué)成分的研究、臨床合理用藥，以及開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供新方法和新思路。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與測(cè)試條件

SpectrumOne傅立葉變換紅外光譜儀(美國(guó)，Perkin Elmer公司)，DTGS 檢測(cè)器。光譜分辨率4 cm-1，測(cè)量范圍4 000～400 cm-1，每個(gè)樣品累計(jì)掃描16次，掃描時(shí)扣除H2O和CO2的干擾。CKW-Ⅱ型程序升溫儀(北京市朝陽(yáng)自動(dòng)化儀表廠)，Portable Controller可編程溫度控制單元(50-886型Love Control公司)，控溫范圍：50～120 ℃，每隔10 ℃進(jìn)行一次紅外光譜掃描，升溫速率為2 ℃·min-1。二階導(dǎo)數(shù)譜的獲得采用Perkin Elmer公司Spectrum v5.0.1操作軟件，平滑點(diǎn)數(shù)為13。二維相關(guān)紅外光譜的獲得采用清華大學(xué)分析中心紅外光譜自行設(shè)計(jì)的二維相關(guān)分析軟件。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)所用的松山靈芝樣品采自廣東省韶關(guān)市乳源縣南嶺，所用溴化鉀為碎狀晶體(分析純)。

2 結(jié)果與討論

2.1 松杉靈芝不同部位的紅外光譜分析

圖1為松杉靈芝不同部位的一維紅外光譜圖，在3 400 cm-1和1 044 cm-1附近為三萜類、多糖類和甾醇類化合物的羥基吸收峰；2 930 cm-1和1 377 cm-1附近為-CH2、-CH3的吸收峰；1 650 cm-1、1 545 cm-1和1 247 cm-1附近為氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)的特征吸收峰；1 153 cm-1、1 078 cm-1附近為糖苷類化合物的C-O的伸縮振動(dòng)峰[6]。由此可推知松杉靈芝的菌蓋、表皮、菌柄、子實(shí)體均含萜類、甾醇類、氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)和糖苷類等物質(zhì)，與張潔等[7]的研究結(jié)果一致。圖1顯示松杉靈芝的菌蓋、表皮、菌柄和子實(shí)體的紅外譜圖峰形相似，但吸收峰的相對(duì)強(qiáng)度差異較大。菌蓋的紅外光譜圖中1 649 cm-1的氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)的吸收峰的相對(duì)強(qiáng)度較強(qiáng)，說(shuō)明其所含的氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)物質(zhì)較豐富，表皮、菌柄和子實(shí)體中該峰的相對(duì)強(qiáng)度較弱，說(shuō)明所含的氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)相對(duì)較少。若選定1 038 cm-1的峰為參考峰，通過(guò)對(duì)譜圖進(jìn)行歸一化處理(圖2)，可以更明顯看出松杉靈芝的菌蓋所含的氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)比表皮、菌柄及子實(shí)體的都高許多。另外，還可以看出，四者在1 076 cm-1和1 040 cm-1附近均有兩個(gè)強(qiáng)吸收峰，但不同的是松杉靈芝菌蓋的這兩個(gè)吸收峰的強(qiáng)度是相當(dāng)?shù)?，而表皮、菌柄、子?shí)體的這兩個(gè)吸收峰為一弱一強(qiáng)峰，這些差異說(shuō)明菌蓋中所含的糖苷類化合物與表皮、菌柄和子實(shí)體中所含的糖苷類化合物是不一致的。

圖1 松杉靈芝不同部位的紅外光譜圖Fig.1 FTIR spectra of different parts of Ganoderma tsugae

圖2 松杉靈芝不同部位的紅外光譜歸一化處理圖Fig.2 FTIR spectra of different parts of Ganoderma tsugae after normalized processing

2.2 松杉靈芝不同部位的二階導(dǎo)數(shù)譜分析

圖3為松杉靈芝不同部位在1 770～1 330 cm-1范圍內(nèi)的二階導(dǎo)數(shù)譜，可以看到二階導(dǎo)數(shù)譜能明顯地增強(qiáng)和放大一維紅外光譜，一些重疊峰在二階導(dǎo)數(shù)譜上可以被清晰地區(qū)分開(kāi)。松杉靈芝不同部位的一維紅外譜圖上的1 650 cm-1附近的氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)物質(zhì)的吸收峰在二階導(dǎo)數(shù)譜圖上均被分裂成了多個(gè)吸收峰，但是它們的峰形狀有很大的差別，說(shuō)明四者本身所含的氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)物質(zhì)是不一致的。另外，在1 500 cm-1波數(shù)附近，四者的峰形狀也差別很大：菌蓋的1 500 cm-1峰的左側(cè)有一個(gè)比它強(qiáng)的1 515 cm-1峰，表皮的1 496 cm-1峰的左側(cè)有兩個(gè)弱肩峰，菌柄和子實(shí)體在1 496 cm-1峰的左側(cè)均具有一個(gè)中強(qiáng)峰。圖4為松杉靈芝不同部位在1 220～950 cm-1范圍內(nèi)的二階導(dǎo)數(shù)譜。可以看到一維紅外譜圖中的1 076 cm-1和1 038 cm-1峰在二階導(dǎo)數(shù)譜中被分裂為1 109、1 080、1 043、1 012和992 cm-1等一系列吸收峰。但四者在1 220～950 cm-1范圍內(nèi)的差別不明顯。

圖3 松杉靈芝不同部位的二階導(dǎo)數(shù)譜(1 770～1 330 cm-1)Fig.3 Second derivative infrared spectra of different parts of Ganoderma tsugae(1 770～1 330 cm-1)

圖4 松杉靈芝不同部位的二階導(dǎo)數(shù)譜(1 220～950 cm-1)Fig.4 Second derivative infrared spectra of different parts of Ganoderma tsugae(1 220～950 cm-1)

2.3 松杉靈芝不同部位的二維相關(guān)紅外光譜分析

本實(shí)驗(yàn)以熱微擾為誘因得到二維相關(guān)譜，考察松杉靈芝不同部位各組分的有關(guān)基團(tuán)的分子振動(dòng)對(duì)溫度的敏感程度。圖5所示，在1 010～1 150 cm-1范圍內(nèi)，菌蓋在1 045、1 080、1 110和1 140 cm-1出現(xiàn)4個(gè)明顯的自動(dòng)峰，其中1 080 cm-1自動(dòng)峰的強(qiáng)度最大，說(shuō)明該吸收峰所對(duì)應(yīng)的基團(tuán)對(duì)溫度比較敏感；表皮在1 040、1 070、1 130 cm-1出現(xiàn)3個(gè)明顯的自動(dòng)峰，其中1 040、1 130 cm-1自動(dòng)峰強(qiáng)度最大；菌柄在1 040、1 080、1 110和1 140 cm-1出現(xiàn)4個(gè)明顯的自動(dòng)峰，其中1 040 cm-1自動(dòng)峰強(qiáng)度最大；子實(shí)體在1 040、1 070、1 100、1 130 cm-1出現(xiàn)4個(gè)明顯的自動(dòng)峰，其中1 130 cm-1自動(dòng)峰強(qiáng)度最大。由以上分析可知，在1 010～1 150 cm-1范圍內(nèi)，四者自動(dòng)峰的數(shù)目、峰位置、相對(duì)強(qiáng)度有所不同，故從二維相關(guān)紅外光譜中能明顯地看出四者的差異。根據(jù)這些差異可說(shuō)明松杉靈芝不同部位所含糖苷類物質(zhì)對(duì)溫度的敏感程度不一致，進(jìn)一步佐證了松杉靈芝不同部位本身所含的糖苷類化合物是不同的。

圖6 松杉靈芝不同部位的二維相關(guān)紅外光譜(1 250～1 390 cm-1)Fig.6 2D-IR spectra of different parts of Ganoderma tsugae(1 250～1 390 cm-1)

如圖6所示，在1 250～1 390 cm-1范圍內(nèi)，菌蓋在1 280和1 370 cm-1處出現(xiàn)2個(gè)強(qiáng)度相似的強(qiáng)自動(dòng)峰，這說(shuō)明這些吸收峰所對(duì)應(yīng)的基團(tuán)對(duì)溫度比較敏感；而表皮在1 370 cm-1處出現(xiàn)1個(gè)強(qiáng)自動(dòng)峰，與菌蓋的譜圖明顯不同；子實(shí)體在1 280和1 370 cm-1處出現(xiàn)2個(gè)一強(qiáng)一弱自動(dòng)峰。四者自動(dòng)峰個(gè)數(shù)和峰位置的不同，說(shuō)明松杉靈芝不同部位的碳?xì)浠鶊F(tuán)和C-O-C基團(tuán)對(duì)溫度的敏感程度的不同，即說(shuō)明四者本身所含的物質(zhì)不一致。

3 結(jié)論

本文采用紅外光譜三級(jí)鑒定法對(duì)松杉靈芝不同部位(菌蓋、表皮、菌柄、子實(shí)體)的紅外光譜圖進(jìn)行了整體的分析。結(jié)果表明，紅外光譜三級(jí)鑒定法不僅可以用于鑒別松杉靈芝的不同部位，還提供了松杉靈芝不同部位所含氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)物質(zhì)及糖苷類化合物具有很大差別等一些有用的結(jié)構(gòu)信息。其所提供的信息可以指導(dǎo)松杉靈芝化學(xué)成分的研究，從而為臨床合理用藥提供理論基礎(chǔ)。