木犀草素(Luteolin),化学名称为 3',4',5,7 - 四羟基黄酮,属于黄酮类化合物中的黄酮亚类,其化学分子式为C₁₅H₁₀O₆,分子量为 286.24。在自然界中,木犀草素分布极为广泛,常见于多种植物的花、叶、果实及根茎部位,例如菊科植物(如菊花、蒲公英、紫花地丁)、唇形科植物(如薄荷、紫苏、黄芩)、豆科植物(如刺槐)以及十字花科植物(如西兰花、羽衣甘蓝)等,是植物体内重要的次生代谢产物,在植物抵御紫外线辐射、病虫害侵袭等逆境胁迫过程中发挥着关键作用。
从物理化学性质来看,木犀草素在常温常压下通常呈现为黄色针状结晶或粉末状,具有一定的脂溶性,同时因分子结构中含有多个羟基(-OH),也具备一定的水溶性,在甲醇、乙醇、 DMSO
(二甲基亚砜)等极性有机溶剂中溶解度较好,而在石油醚、正己烷等非极性溶剂中溶解度较低。其分子结构中的酚羟基不仅是其溶解性的重要影响因素,也是其多种生物活性(如抗氧化、抗炎)发挥的核心基团,为后续生理功能的实现奠定了分子基础。
展开剩余90%生理功能
作为一种具有丰富生物活性的天然黄酮类化合物,木犀草素在体内外实验中均展现出多样的生理功能,在医药、食品、保健品等领域具有广阔的应用前景。
(一)强效抗氧化作用
氧化应激是机体在正常代谢或受到外界环境因素(如紫外线、污染物、辐射)影响时,活性氧物种(ROS,如超氧阴离子、羟基自由基、过氧化氢)产生与清除失衡,导致 ROS 在体内过量积累,进而引发细胞脂质、蛋白质、核酸氧化损伤的病理过程,与衰老、心血管疾病、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病)及癌症等多种疾病的发生发展密切相关。
木犀草素具有强效的抗氧化作用,其分子结构中含有的 4 个酚羟基(3'、4'、5、7 位)能够作为氢供体,与体内过量的 ROS 发生反应,将 ROS 还原为无害的水分子或氧分子,直接清除活性氧;同时,木犀草素还能通过激活机体自身的抗氧化防御系统,提高超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶的活性,增加谷胱甘肽(GSH)等非酶抗氧化物质的含量,增强机体对 ROS 的清除能力;此外,木犀草素还可抑制脂质过氧化反应,降低脂质过氧化产物(如丙二醛 MDA)的生成,减少氧化应激对细胞膜结构和功能的破坏,从而保护细胞免受氧化损伤,延缓疾病发生进程。
(二)显著的抗炎作用
炎症是机体对组织损伤、病原体感染或化学刺激产生的一种保护性免疫反应,适度的炎症反应有助于清除病原体、修复受损组织,但长期持续的慢性炎症会导致组织器官慢性损伤,是类风湿关节炎、炎症性肠病(如溃疡性结肠炎、克罗恩病)、动脉粥样硬化、糖尿病并发症及癌症等疾病的重要致病因素。
木犀草素的抗炎作用机制复杂且全面,主要通过调控炎症信号通路、抑制炎症介质生成与释放来实现:其一,木犀草素可抑制核因子 -κB(NF-κB)信号通路的激活,NF-κB 是炎症反应中的核心转录因子,在炎症刺激下被激活后,会进入细胞核内调控肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、白细胞介素 - 1β(IL-1β)、白细胞介素 - 6(IL-6)等促炎细胞因子的表达,木犀草素通过阻止 NF-κB 的核转位或抑制其与 DNA 结合,减少促炎细胞因子的产生;
其二,木犀草素可抑制环氧合酶 - 2(COX-2)和脂氧合酶(LOX)的活性,这两种酶是花生四烯酸代谢生成前列腺素(如 PGE₂)、白三烯(如 LTB₄)等炎症介质的关键酶,木犀草素通过抑制其活性,减少炎症介质的合成与释放,减轻炎症反应;此外,木犀草素还可调节炎症相关信号通路(如 MAPK 信号通路)的活性,抑制炎症细胞(如巨噬细胞、中性粒细胞)的活化与迁移,进一步缓解炎症损伤。
(三)潜在的抗肿瘤作用
近年来,木犀草素的抗肿瘤作用成为科研领域的研究热点,大量体外细胞实验和动物体内实验表明,木犀草素对多种肿瘤细胞(如肺癌、乳腺癌、结肠癌、肝癌、胃癌、宫颈癌等)具有抑制增殖、诱导凋亡、阻滞细胞周期、抑制侵袭与转移及逆转肿瘤细胞耐药性的作用,且对正常细胞毒性较低,具有良好的肿瘤治疗潜力。
在抑制肿瘤细胞增殖方面,木犀草素可通过多种途径实现:一方面,它能阻滞肿瘤细胞周期于 G₀/G₁期或 G₂/M 期,抑制细胞从一个周期阶段向另一个阶段过渡,例如通过下调细胞周期蛋白(如 Cyclin D1、Cyclin E)和细胞周期蛋白依赖性激酶(如 CDK2、CDK4)的表达,或上调细胞周期抑制蛋白(如 p21、p27)的表达,阻止肿瘤细胞分裂增殖;另一方面,木犀草素可抑制肿瘤细胞内异常激活的信号通路(如 PI3K/Akt、MAPK/ERK 信号通路),这些通路在肿瘤细胞的增殖、存活中起关键作用,其活性被抑制后可显著降低肿瘤细胞的增殖能力。
在诱导肿瘤细胞凋亡方面,木犀草素可通过激活内源性和外源性凋亡通路实现:内源性通路中,木犀草素可增加线粒体膜通透性,促进细胞色素 C 从线粒体释放到细胞质中,激活胱天蛋白酶 - 9(Caspase-9),进而激活下游的胱天蛋白酶 - 3(Caspase-3),启动细胞凋亡程序;外源性通路中,木犀草素可上调肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)及其受体(DR4、DR5)的表达,激活胱天蛋白酶 - 8(Caspase-8),最终诱导肿瘤细胞凋亡。此外,木犀草素还可通过抑制肿瘤血管生成(如降低血管内皮生长因子 VEGF 的表达)、抑制基质金属蛋白酶(MMPs,如 MMP-2、MMP-9)的活性,减少肿瘤细胞的侵袭与转移,同时逆转肿瘤细胞对化疗药物的耐药性,提高肿瘤治疗效果。
(四)神经保护作用
神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病)的发病机制复杂,与氧化应激、炎症反应、神经细胞凋亡、淀粉样蛋白(Aβ)沉积(阿尔茨海默病)、α- 突触核蛋白聚集(帕金森病)等多种因素相关,目前缺乏有效的根治方法,因此寻找具有神经保护作用的天然化合物具有重要意义。
木犀草素具有显著的神经保护作用,其机制主要包括:一是通过强效的抗氧化作用清除神经组织中的 ROS,减少氧化应激对神经细胞的损伤,保护神经细胞膜和线粒体功能;二是通过抑制神经炎症反应,减少促炎细胞因子(如 TNF-α、IL-1β)在脑组织中的表达,减轻炎症对神经细胞的破坏;三是针对阿尔茨海默病,木犀草素可抑制 β- 分泌酶(BACE1)的活性,减少淀粉样蛋白前体蛋白(APP)水解生成 Aβ 的量,同时促进 Aβ 的降解,降低 Aβ 在脑组织中的沉积,减轻 Aβ 对神经细胞的毒性;四是木犀草素可调节神经递质系统,如增加脑内多巴胺、乙酰胆碱等神经递质的含量,改善神经信号传递,缓解神经退行性疾病引起的认知障碍、运动功能异常等症状。
(五)心血管保护作用
心血管疾病(如高血压、动脉粥样硬化、心肌缺血 / 再灌注损伤、心力衰竭)是全球范围内导致死亡的主要疾病之一,其发病与氧化应激、炎症反应、血管内皮功能障碍、血脂异常等因素密切相关。木犀草素通过多靶点、多途径发挥心血管保护作用,具体表现为:
在改善血管内皮功能方面,木犀草素可激活内皮型一氧化氮合酶(eNOS),促进血管内皮细胞生成一氧化氮(NO),NO 具有舒张血管、抑制血小板聚集、抑制血管平滑肌细胞增殖的作用,可改善血管内皮功能,降低血压;在抗动脉粥样硬化方面,木犀草素可降低血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的水平,升高高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)的水平,调节血脂代谢,同时抑制血管平滑肌细胞的增殖与迁移,减少动脉粥样硬化斑块的形成与发展;在抗心肌缺血 / 再灌注损伤方面,木犀草素可通过抗氧化、抗炎作用,减少心肌细胞在缺血 / 再灌注过程中的氧化损伤和炎症反应,抑制心肌细胞凋亡,改善心肌能量代谢,保护心肌功能,降低心肌梗死面积。
木犀草素因分子结构中含有共轭双键和酚羟基,在特定波长(通常为 254nm 或 350nm,其中 254nm 为常用检测波长,木犀草素在此波长下具有较强的特征吸收峰)下具有稳定的紫外吸收,茁彩生物基于这一物理化学特性,采用高效液相色谱法(HPLC)对木犀草素的含量进行精准测定。该方法具有分离效率高、检测灵敏度高、分析速度快、结果准确性与重复性好等优点,是目前食品、药品、植物提取物等领域中测定木犀草素含量的主流方法,其具体技术实现过程包括以下关键步骤:
(一)实验原理
高效液相色谱法的核心原理是基于混合物中各组分(如木犀草素与样品中的杂质成分)在固定相(色谱柱填料)和流动相(携带样品流动的溶剂)之间具有不同的分配系数(或吸附系数、解吸速率)。当样品溶液随着流动相以一定流速进入色谱柱后,各组分在固定相和流动相之间不断进行分配与解吸过程,由于木犀草素与杂质的分配系数存在差异,它们在色谱柱内的移动速度不同,从而实现木犀草素与杂质的有效分离。
分离后的木犀草素随着流动相进入紫外检测器,在设定的检测波长(如 254nm)下,木犀草素会吸收特定波长的紫外光,检测器将光信号转换为电信号,形成色谱图中的色谱峰,色谱峰的峰面积(或峰高)与木犀草素的浓度呈线性关系(符合朗伯 - 比尔定律)。通过将样品中木犀草素的峰面积与已知浓度的木犀草素标准品绘制的标准曲线进行对比,即可计算出样品中木犀草素的含量。
(二)实验试剂与仪器准备
试剂准备:
木犀草素标准品:需选择纯度≥98% 的色谱级标准品(如 Sigma-Aldrich、中国药品生物制品检定所生产的标准品),用于绘制标准曲线和方法验证,确保检测结果的准确性; 色谱级溶剂:包括甲醇、乙腈(作为流动相的有机相)、磷酸(用于调节流动相 pH 值,改善分离效果)、超纯水(作为流动相的水相),所有溶剂均需经过 0.45μm 有机相滤膜(甲醇、乙腈)或水相滤膜(超纯水)过滤,去除微小颗粒杂质,同时进行超声脱气处理(15-20 分钟),消除溶剂中的气泡,避免气泡进入色谱柱影响分离效果或损坏色谱柱; 样品:根据检测需求选择含有木犀草素的样品,如菊花提取物、黄芩饮片粉末、保健品胶囊内容物等,需根据样品基质特性进行针对性的前处理; 辅助试剂:如乙醇(分析纯,用于样品提取)、乙酸乙酯(分析纯,用于样品纯化)等,根据样品前处理方法选择。仪器准备:
高效液相色谱仪:核心组成包括二元输液泵(精确控制流动相比例和流速)、自动进样器(精确进样,减少人为误差)、C₁₈反相色谱柱(常用规格为 250mm×4.6mm,5μm,如 Agilent ZORBAX SB-C₁₈、Waters Symmetry C₁₈,C₁₈色谱柱对黄酮类化合物具有良好的保留与分离效果)、柱温箱(控制色谱柱温度,通常设定为 30℃,稳定的柱温可提高分离重复性)、紫外检测器(或二极管阵列检测器 DAD,可同时检测多个波长,选择木犀草素吸收最强的波长进行检测)、色谱工作站(如 Agilent ChemStation、Waters Empower,用于记录色谱图、处理数据、绘制标准曲线); 辅助仪器:电子分析天平(精度 0.0001g,用于准确称取标准品和样品)、超声波提取仪(用于样品中木犀草素的提取)、高速离心机(转速≥8000r/min,用于样品溶液的离心除杂)、涡旋振荡器(用于样品溶液的混匀)、0.45μm 滤膜及滤器(用于样品溶液的过滤)、容量瓶(不同规格,用于标准品溶液和样品溶液的定容)。(三)样品前处理
样品前处理是高效液相色谱法测定木犀草素含量的关键步骤,其目的是去除样品中的杂质(如蛋白质、多糖、叶绿素等),最大限度地提取出样品中的木犀草素,确保样品溶液符合色谱分析要求,提高检测准确性。根据样品基质不同,前处理方法存在差异,以常见的植物饮片(如黄芩)为例,具体步骤如下:
样品粉碎与称样:将黄芩饮片置于粉碎机中粉碎,过 80 目筛,确保样品颗粒均匀,提高提取效率;准确称取约 0.5g(精确至 0.0001g)粉碎后的样品,置于 50mL 具塞锥形瓶中。
提取:向锥形瓶中加入 25mL 70% 乙醇水溶液(70% 乙醇对黄酮类化合物的提取效率较高),密封瓶口后置于超声波提取仪中,在功率 300W、温度 40℃条件下超声提取 30 分钟;超声提取结束后,取出锥形瓶,放至室温。 离心除杂:将提取后的样品溶液转移至离心管中,置于高速离心机中,以 8000r/min 的转速离心 10 分钟,去除样品中的不溶性杂质(如纤维素、淀粉),取上清液。 纯化(如需):若上清液中仍含有较多杂质(如叶绿素),可向上清液中加入 5mL 乙酸乙酯,涡旋振荡 5 分钟进行萃取,静置分层后取乙酸乙酯层(木犀草素易溶于乙酸乙酯),重复萃取 2-3 次,合并乙酸乙酯层,置于旋转蒸发仪中(温度 45℃、真空度 0.08MPa)浓缩至近干,去除乙酸乙酯。 溶解与定容:向浓缩后的残渣中加入少量甲醇溶解,将溶液转移至 25mL 容量瓶中,用甲醇多次洗涤容器并将洗涤液合并至容量瓶中,最后用甲醇定容至刻度,摇匀。 过滤:将定容后的样品溶液通过 0.45μm 有机相滤膜过滤,收集滤液,即为待检测的样品溶液,确保滤液澄清透明,避免杂质堵塞色谱柱。(四)标准曲线的绘制
标准曲线是定量计算样品中木犀草素含量的依据正规配资平台,需严格按照以下步骤操作,确保线性关系良好:
标准品储备液配制:准确称取木犀草素标准品 10.0mg,置于 100mL 容量瓶中,加入甲醇溶解并定容至刻度,摇匀,得到浓度为 100μg/mL 的标准品储备液;将储备液置于 4℃冰箱中避光保存,有效期为 1 周。 标准品工作液配制:取标准品储备液,用甲醇逐级稀释,配制得到一系列不同浓度的标准品工作液,常用浓度梯度为:1μg/mL、5μg/mL、10μg/mL、20μg/mL、40μg/mL、80μg/mL,确保浓度范围覆盖样品中木犀草素的预计浓度(通常使样品中木犀草素的浓度处于标准曲线中间位置,提高准确性)。 色谱条件设定:流动相通常采用甲醇 - 0.1% 磷酸水溶液(体积比为 50:50,可根据分离效果调整比例,如 45:55 或 55:45),流速设定为 1.0mL/min,进样量为 10μL,柱温 30℃,检测波长 254nm,运行时间 20 分钟(确保木犀草素与杂质完全出峰)。 进样分析:按照浓度从低到高的顺序,将不同浓度的标准品工作液依次注入高效液相色谱仪中,记录每种浓度对应的色谱图和木犀草素的峰面积;每个浓度平行进样 3 次,取峰面积平均值发布于:上海市元鼎证券_元鼎证券app官方免费下载_配资知识网 配资提示:本文来自互联网,不代表本网站观点。