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高通量筛选已经成为当今天然产物化学以及药物研究中的一个新的热点,与此相关的指纹谱的开发与应用也受到人们的广泛关注。鉴于其数据获取周期短、样品用量小,可提供丰富的样本内涵信息等优势,指纹技术已在中药(特别是中草药)研究等领域得到广泛的应用和发展;但在海洋天然产物研究领域与之相关的报道不多。本文以海洋药物研究热点物种一海绵和软珊瑚为样本,尝试建立海洋天然产物核磁共振指纹谱研究方法。主要工作内容包括:样品预处理、1H-NMR谱的获取、谱图特征信号的指认和指纹谱分析。
样品预处理是保证指纹谱研究工作的一个关键环节。本工作根据海洋天然产物样本自身的特性,对预处理方法进行了研究。通过提取效果的比对,对提取剂、样品用量等进行了筛选,最终确立了冷冻研磨、定量投料、甲醇定量提取的方法。所建立的提取方法简单稳定,且有效排除海洋样本中盐分和动物体内脂肪酸对测试以及测试结果的干扰的优点,满足了指纹分析的要求。鉴于总提物中化合物成分众多,组分含量差异大,所获取的1H-NMR谱相对复杂的特点,本工作提出了建立次级指纹谱的思路。为此依据海洋天然产物工作者所采用的成熟的分离路线,对总提物进行了分极性提取,获取了每一样本的次级提取物。
在布鲁克公司生产的500 MHz的谱仪上获取了7个采自北部湾地区的海绵和软珊瑚样本的1H-NMR谱(包括:总提物谱和次级提取物谱)。根据文献报道以及合作实验室的工作成果对1H-NMR谱的特征信号进行了指认,并以此作为NMR指纹谱的建立和使用的依据。
论文最后对指纹谱数字化比对方法进行了探讨。该方法借鉴代谢组学研究模式对谱图进行了预处理(谱图校正、信号转换、数据归一化、数据分区等),而后依据Lorant Bodis提出的NMR谱相似度分析的思路实现了谱图间的数字化比对。将所建立的方法对所获取的实际样本谱进行了比对分析,分析结果能够反映样本间的差异,表明该方法可以用于小样本集指纹谱的直接比对。
本工作提出了一种针对海洋天然产物的NMR指纹分析的程序,该程序简捷,易于规范,对指纹分析在海洋天然产物研究中的应用具有借鉴价值。