文献综述槲皮素YJX

研究生课程论文（作业）封面（2015至2016学年度第一学期）课程名称：饲料资源创制与利用课程编号：205105学生姓名：杨家新学号：硕150510447年级：2015级任课教师:单安山提交日期：2015年12月26日成绩：__________________教师签字：__________________开课---结课：第周---第周评阅日期：年月日东北农业大学研究生院制槲皮素研究概述杨家新1李垚2*东北农业大学动物科学技术学院动物营养研究所，哈尔滨150030摘要：槲皮素是一种天然的黄酮类物质，具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎抗菌、免疫调节、心血管保护和血糖调节等多种药理作用。近年来，槲皮素因其生物活性强、药理作用广、副作用小，提取和含量分析技术的日渐成熟而受到众多学者的关注。本文综述近20年槲皮素结构性质，提纯和含量分析及药理作用的研究进展，指出了当前存在的主要问题及今后研究的方向，以期对槲皮素的深层次研究有一定的指导作用。关键词：槲皮素；结构性质；提取工艺；含量分析；药理作用TheResearchSummarizeOfQuercetinYangJiaXin1LiYao2*（InstituteofAnimalNutrition,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin,150030)Abstract:quercetin,anaturalflavonoid,hastheantitumor,antioxidant,anti-inflammatory,antibiosis,immuneregulation,cardiovascularprotection,regulationofbloodglucoseandanyotherpharmacologicaleffects.Inrecentyears,quercetinhasgottheattentionofmanyscholarsbecauseofitshighbiologicalactivity,extensivepharmacologicalaction,littlesideeffect,thetechnologymaturedinextractionprocessandcontentanalysis.Thereviewsumsuptheresearchprogressonstructuralproperties,extractionprocess,contentanalysisandPharmacologicalactionofquercetininrecent20yearsandpointsoutthemainexistingproblemsandfutureresearchdirection,aimingtodirectfurtherstudyonquercetin.Keywords:quercetin;structuralproperties;extractionprocess;contentanalysis;pharmacologicalaction槲皮素(quereetin，QU；3，4，5’，3’，4’一五羟基黄酮)及其衍生物是植物界分布广泛，具有多种生物学活性的黄酮类化合物。它存在于许多植物的花、叶、果实中，多以甙的形式存在，如芦丁、槲皮甙、金丝桃甙等，经酸水解可得到槲皮素。近年来，国内外畜牧及医药工作者对槲皮素的研究日益增多，分别从其异构体的结构性质、纳米结构、化学结构修饰的角度进行研究［1-3］，发现了许多特殊性能，如可增加水溶性和在体内的吸收；另外有学者也研究了槲皮素的提取工艺和含量的测定，对其进行下一步的提取和纯化奠定了基础；现在更多的是研究其药理作用和在临床上的应用，研究发现槲皮素具有许多药理活性，如抗氧化及清除氧自由基作用、抗炎抗菌作用，抗肿瘤作用、抗病毒、保护肝脏、抗纤维化作用、还有其他的作用，如对心血管的作用、降血糖、降胆固醇、祛痰镇痛及止泻等，并且QU对人体无毒、无害、无致癌、无致死、无致畸等优点，国外曾试用于多种疾病的治疗，并取得了良好的效果。因此，我们非常值得对槲皮素的结构，含量提取和生物学活性的研究作一系统的综述。__________________收稿日期：基金项目：作者简介：杨家新，男，在读硕士研究生，研究方向：动物营养与饲料科学;E-mial:通讯作者：李垚，女，教授，研究方向：动物营养与饲料科学;E-mial:1槲皮素简介1.1槲皮素来源槲皮素是黄酮类化合物最具特点的代表，它的来源非常广泛，植物界中的茎、叶、花、果实中都能提取到黄酮类化合物；其中荞麦的杆和叶、沙棘、山碴、洋葱中含量较高。许多中草药如槐米、侧柏叶、高良姜、款冬花、桑寄生、三七、银杏等均含此成分。槲皮素在槐花米中含量高达4%左右，而且提取分离方法也较简便［4］。槲皮素广泛分布于蔬菜［5］、水果［6］和中草药中［7］，郭长江［8-9］等研究了我国常见蔬菜和水果中槲皮素的含量。分析认为我国居民膳食类黄酮物质来源蔬菜多于水果;槲皮素是蔬菜中最为常见的类黄酮物质;5种类黄酮物质中，槲皮素分布最广，含量最为丰富。我国居民每日人均从蔬菜中摄入的槲皮素约为7.10mg，从水果中摄入的榭皮素约为2.35mg。1.2槲皮素及其衍生物结构性质槲皮素又名栎精、槲皮黄素，其分子式为C15H10O7为，化学式见图1图1槲皮素的化学式Fig.1Chemicalformulaofquercetin槲皮素分子中有一个酮式羰基，第一位碳上的氧原子具有碱性，能与强酸生成盐；分子结构中包含4个活性基团，即A环间二羟基、B邻环二羟基、C环C2和C3双键、4-羰基等，槲皮素呈现出的抗氧化性源于酚羟基和双键。糖苷是槲皮素的基本存在形式。槲皮素的物理性质是黄色结晶(C15Hl007·2H20)，mp-313—314℃(分解)，无水物mp316℃。溶于热乙醇、冷乙醇、甲醇、乙酸乙酯、吡啶等；不溶于石油醚、苯、乙醚和氯仿，几乎不溶于水。槲皮素也存在多种异构体，石慧霞等人［3］在B3LYP/6-31G**水平上对槲皮素及其14种异构体进行了几何优化，得到各种异构体的结构与性质。由电荷布居数分析出B环是此类多轻基化合物的活性部分，3位-OH的存在抑制了A.C环的活性。同时，表明此类化合物中必有分子内氢键形成。并给出了最稳构型、棚皮素和标准结构三类分子的振动光谱，探讨了它们的构效关系。由于槲皮素为平而型分子，分子堆砌较紧密，分子间引力较大，不易被溶剂或溶质分散，所以槲皮素的水溶性较差，生物利用率较低，而使槲皮素的应用受到极大的限制。为此，国内外学者对其结构进行修饰［10］、改造，合成出了大量水溶性增强，生物利用度改善的槲皮素衍生物，以期开发出活性更高、更具有临床应用价值的药物。合成的槲皮素衍生物主要有氨基酸类衍生物、脂类衍生物、糖苷类衍生物、醚类衍生物和金属配合物。近年来，国内外对槲皮素及其衍生物的研究报道日益增多，且己经获得了一些活性较好的化合物。槲皮素前药QC12己经完成了I期临床研究，这对研究者是很大的鼓舞，相信未来会有更多的槲皮素前药进入临床研究。尽管槲皮素有抗氧化，抗肿瘤，抗菌，扩张血管等多种生物学活性，但是由于其水溶性差，生物利用度低等缘故，大大限制了其临床应用.未来对槲皮素的修饰、改造，在考虑增加其水溶性的同时，要尽量提高其稳定性，使其在到达作用靶点之前尽可能不被代谢，从而更好地发挥治疗作用。2槲皮素提取工艺和含量分析2.1槲皮素提取工艺槲皮素存在于各种植物的茎叶和果实中，但提取方法稍有繁琐，目前常用的方法有热水回流提取法、浸取法、超声提取法、微波提取法［11-12］吸附法等［13］。采用单纯的热水回流提取法，乙醇回流提取法，提取时间长，获得率低。微波提取法可使样品在短时间内迅速生成大量热能，促使细胞破裂，使细胞液溢出并扩散到溶剂中，但微波也可能引起结构和生物活性的变化。超声波法可以使样品细胞破裂，细胞壁内物质更易渗出提取率相对较高。但由于原料质地较厚，细胞壁不易破碎，超声波提取也不能达到满意的提取效果。闪式提取［14］是一种新兴的提取方法，其原理是利用内外刀之间产生强大剪切作用，通过破碎而充分暴露的物质分子(被提成分)在负压，剪切，高速碰撞等各种外力作用下被溶剂分子包围、解离、溶解，然后进入溶剂中，瞬间达到溶剂浓度的平衡，在数秒内完成提取的过程。该方法具有快速敏捷、提取率高、节省时间的优点，在中药和天然产物的提取工艺中越来越受关注［17］。不同的提取工艺对槲皮素提取的收获率和含量也不相同。马春慧［16］等人分别用不同的方法进行提取(60%体积分数乙醇回流提取2h、超声波辅助提取40min、微波辅助提取20min、微波10min超声40min交替法提取、80℃热水搅拌提取20min［15］和100℃热水回流提取2h，比较各种方法二氢懈皮素的获得率差异。结果发现超声微波交替提取的条件为超声波提取40min后再微波提取10min，二氢槲皮素单得率可高达0.12%，明显优于单独超声或微波提取。通过扫描电了显微镜观察超声提取、微波提取和超声-微波交替提取所得的物料，超声-微波交替提取的抽提效果最为明显。2.2槲皮素含量测定槲皮素是广泛分布于植物体中的黄酮类化合物，在植物次生代谢中具有非常重要的作用，也是许多中草药的有效成分之一。近年来国内外对槲皮素的药理作用研究表明，槲皮素等黄酮类化合物具有加强毛细血管通透性，扩张冠状动脉，降低毛细血管脆性，降低血糖等药理活性，槲皮素的抗肿瘤，抗炎，抗菌，抗血小板聚集，抗氧自由基，抗多种病毒等作用的研究也取得了很大的进展［18-19］，但由于植物组织成分复杂，槲皮素含量很低，需要经分离，纯化后才能进行测定。目前槲皮素的测定方法主要有:高效液相色谱法(HPLC)、毛细管电泳法(HPCE)、荧光光度法、薄层扫描法、脉冲极谱、示波极谱法等。其中，高效液相色谱法与毛细管电泳法由于其高效准确普遍的优点，被广泛应用于各类药材中榭皮素的含量测定［20］。张柳红［21］等人运用高效液相色谱法(HPLC)测定临床治疗孕产妇巨细胞病毒感染的鱼腥草抗病毒有效成分槲皮素的含量时，采用AgilentZORBAXODS色谱柱，以甲醇-0.4%酬磷酸(52:48)为流动相;368rm波长处检测，流速:1.0mL/min柱温:30。结果发现线性范围为0.24-1.20ug相关系数r=0.9973平均回收率为98.75%RSD=0.66%。所以该方法简便、准确，可以用于对鱼腥草中棚皮素含量进行检测。QingcuiChu［22］等运用毛细管电泳法分析槐米中槲皮素的含量时，采用测定电位1.2V,分离电压12kV，15kV下进行5s，缓冲液为20mmol/L含40mmol/LSDS和10%乙腈的硼酸盐溶液（PH=8.8）。样品处理:分别称取大约2g生槐米和炒制槐米，研碎后精密称取，然后用10mL无水乙醇一水((4:1)混介溶液超声提取30min，过滤后测定。芦丁和槲皮素的检测下限分别为2.0X107、2.8X107g/ml.,RSD分别为2.3%.2.2%。高效液相色谱法和毛细管电泳法可对槐米中的棚皮素等成分进行有效分离和准确的含量测定，具有效率高、灵敏度高、重现性好、操作自动化等优点，现在已经成为国家药典槐米中芦丁含量的法定测定方法。3槲皮素的药理作用3.1抗肿瘤作用槲皮素对多种恶性肿瘤细胞有抑制增殖作用，对于多种恶性肿瘤细胞，如多种白血病细胞，人卵巢癌细胞，膀胱癌细胞，前列腺癌细胞，多种胃癌细胞，结肠癌细胞，肺癌细胞，骨髓瘤细胞，鼻咽癌细胞神经胶质瘤细胞，乳腺癌细胞，Hela细胞，hrlich腹水癌细胞和NK/LY实体瘤细胞等恶性肿瘤细胞，槲皮素均有抑制其增殖的作用，其抑制恶性肿瘤细胞增殖的作用机制尚不非常明确，槲皮素能抑制DNA拓扑异构酶I和DNA拓扑异构酶II导致的DNA和染色体损伤，还能通过金属鳌合作用和清除自由基的方式降低叔丁基过氧化氢和甲萘醌诱发的DNA单链断裂的发生率［23］。最近报道［24］槲皮素能增加人结肠腺癌细胞株对TNF相关凋亡诱导配体(TRAIL)的敏