角鲨烯

利用 Flash-ELSD 分离角鲨烯和角鲨烷角鲨烷是化妆品中的一种常见成分。最初，角鲨烷来自鲨鱼肝脏，但为了保护海洋生物，今天化妆品中使用的角鲨烷约有 55% 通过氢化角鲨烯来获得。角鲨烯存在于各种自然界产物和人体的皮脂中，目前最广泛的角鲨烯获取法是利用合成生物学，通过大量繁殖相关菌类来量产。角鲨烯与角鲨烷同样具有保湿和润肤的效果，但是角鲨烯结构中存在不稳定双键，经过太阳照射，很容易产生过氧化角鲨烯，有增加炎症因子 IL-6、引起毛孔堵塞、致痘的风险。 而角鲨烷虽然没有角鲨烯抵抗紫外线照射的作用，但稳定性更强，没有上述过氧化角鲨烯的风险，而且仍然具有保湿、润肤、吸收感好等特点。因此在制备过程中，需要将角鲨烷和未完全氢化的角鲨烯分离开。▲ 角鲨烷▲ 角鲨烯在这篇短文中，我们展示了如何使用 Pure C-815 中压制备色谱结合 ELSD(蒸发光散射检测器)分离这两种化合物。角鲨烷不具有紫外吸收官能团，因此需要利用 ELSD 检测。▲ BUCHI Pure C-8151实验条件设备BUCHI Pure C-815色谱柱FlashPure Select C18 12g流动相种类A = 水；B = 乙醇流动相条件95%-100% 0-3 min100% 3-5 min流速30mL/min样品0.01mL 角鲨烯和角鲨烷样品溶解于5mL丙酮/异丙醇 1:4 的溶液中，取 1mL 注入色谱柱中检测方法200-400nm DAD 扫描；ELSD 检测器；灵敏度高▲使用 FlashPure Select C18 12g 分离角鲨烷和角鲨烯2结果与讨论在分离图谱中我们可以看到，1 号峰最佳吸收波长为254nm，为丙酮溶剂峰；2号峰最佳吸收波长为200nm，为角鲨烯；3 号峰为角鲨烷，由于没有紫外吸收官能团，因此只能通过 ELSD 检测和收集。3结论该应用表明，利用 C-815 的 ELSD 结合 DAD 紫外扫描可以有效分离角鲨烷与角鲨烯。ELSD 检测器有助于判断无紫外吸收的角鲨烷，而 DAD 紫外扫描则有助于在收集后通过最佳吸收波长来判断角鲨烯的出峰位置。

角鲨烯是一种高不饱和的天然萜类化合物，被广泛应用于医药和化妆品等相关领域。根据GB/T 43732-2024，动植物中角鲨烯含量的测定方法为：气相色谱法。非油脂类样品（油脂类样品直接皂化和甲酯化）经水解，乙醚-石油醚混合溶液提取，皂化和甲酯化。用正已烷萃取，经气相色谱法测定，外标法定量。实验涉及标准工作溶液的配置：角鲨烯标准工作溶液：用Miragen电动移液器加0.300mL标准储备液于100mL容量瓶中，再采用20mL规格的opus电子瓶口分配器，stepper模式设置4个体积分别为1.00、2.00、4.00、5.00mL，然后按分液键，将4个体积的标准储备液（100μg/mL）分别加到100mL容量瓶中，用正已烷定容，得到质量浓度为3.00、10.0、20.0、50.0、100μg/mL的系列溶液。样品前处理：1.非油脂类提取：水解后的样品，用瓶口分液器加入10mL95%乙醇，混匀，然后加入50mL乙醚-石油醚混合溶液，振摇5min，静置10min。用少量的乙醚-石油醚混合溶液冲洗具塞试管和塞子，将醚层转移到250mL烧杯中。按照以上步骤重复提取水解液两次，将三次收集的醚层合并到250mL烧杯中。放置于水浴锅上蒸发至干得到样品提取物。2.皂化及甲酯化：将提取物用正已烷溶解并完全转移至25mL试管中，用氮吹仪吹干，用Miragen电动移液器加入1mL的1moL/L氢氧化钾-甲醇溶液，在涡旋振荡器上振荡2min，用Miragen电动移液器加入5.0mL正已烷，在涡旋振荡器上萃取1min，用饱和氯化钠溶液洗涤至中性，静置，使水相和正已烷相分层。用Miragen电动移液器取正已烷相3mL于10mL试管中，加入约0.3g无水硫酸钠进行干燥，用0.22μm滤膜过滤，待测。移取液体的一般是量筒和移液管，存在三个缺点：一是敞口操作，对强腐蚀、有毒有害、挥发性的液体，存在安全隐患；二是操作上环节多，需目视确认凹液面，实现精度难以保证；三是效率较低，无法满足日益增加的液体移取的工作需求。赫施曼瓶口分配器可代替量筒、刻度移液管，便捷、安全地进行0.2-60mL的常规液体（酸、碱、有机试剂等）的移取，而实验室移取小体积（几微升到10毫升）的液体，一般采用移液器。Miragen电动移液器，数值靠设定或选定，电机控制活塞运动，吸液和排液也更加稳定，还有步骤少、调数快、模式多等诸多优势。赫施曼的opus电子瓶口分配器分辨率可达微升，不仅可用于常规的等体积分液，一次装液还可完成10个不同体积的连续分液，可用于毫升级的母液添加和分液，大体积的型号可代替烧杯、玻璃棒、洗瓶，用于稀释液的快速、准确地添加，非常适合做标准曲线和毫升级大批量灌装。

圈养大熊猫(雄：左图 雌：右图)在墙面和护栏上擦蹭臀部留下气味 　　在人类的眼中，所有的大熊猫不论雌雄，其外形、体态和毛色等都是相同的，大熊猫个体之间如何相互识别?划地盘和吸引异性是动物世界最为热衷的头等大事，即使憨态可掬的大熊猫也对这两件大事具有战略意识，大熊猫们如何吸引配偶和示警天下?它们采用什么方式来区分亲属和非亲属，从而避免和近亲个体交配繁殖?对于科学家来说，揭示大熊猫“相亲”的秘密是很有意思的课题。 　　在国家自然科学基金、中国野生动物保护协会和中国保护大熊猫国际合作项目等资助下，中国科学院动物研究所、北京师范大学、美国华盛顿大学及卧龙大熊猫自然保护区的两项合作研究日前分别在国内外期刊上发表文章称，大熊猫的肛腺气味可以充当它们的身份证，从而帮助大熊猫划分自己的地盘 在发情交配季节，雄性个体的尿液还充当了区分亲属和非亲属的主要标志物。这两项新成果对解释圈养雌性大熊猫的配偶选择行为，进一步推动野生大熊猫的保护工作具有重要的理论意义。 　　大熊猫也有“身份证” 　　有关大熊猫肛腺含有性别和个体“气味指纹”的研究结果近日发表在国际化学生态学会官方刊物《化学生态杂志》(Journal of Chemical Ecology)上，该结果修正了Hagey和 MacDonald于2003年发表在该杂志上的类似研究。这也是我国有关大熊猫化学通讯的研究成果第一次刊发于国际专业权威杂志上。 　　看过野生大熊猫录像或者去过动物园繁育中心的人会发现，野生和圈养大熊猫经常在地面、墙面或者树干上擦蹭胖胖的臀部，其实那是在遗留一些气味标记，有时也会通过排尿的方式遗留标记。哺乳动物化学信息素的研究和分析是近几年的热门研究领域。文章作者之一、中科院动物所副研究员张健旭在接受《科学时报》采访时介绍说：“肛腺是哺乳动物的一个重要气味腺，大熊猫正是通过肛腺标记，将分泌物留在领域内的物体上传递信息，从这些气味信息中，我们可以辨识大熊猫的一些特征。”擦蹭臀部的小动作实际上是大熊猫在出示自己的“身份证”，即向它的同类传递自己的性别、性成熟、健康状况等信息。 　　研究人员利用常规的溶剂萃取和气质联用分析，从16只成年大熊猫的特化气味腺体——肛腺的标记物中检测到39种成分。但其间并没有发现性别特有的化合物。但之前，张健旭等研究人员已经确定了啮齿类动物等信息素建立的方法，于是研究人员以这个方法为基础，将39种成分中含量较高的21个化合物的相对含量进行定量比较找到了其中的成分，即：5-甲基乙内酰脲、吲哚和芥酸在雌性中含量较高，角鲨烯和对苯二酚在雄性中含量较高。它们分别被确定为雌性和雄性的推定信息素，证明肛腺标记物存在传递性别信息的物质基础，即性别的气味指纹。 　　另一方面，研究人员通过个体特有成分，各主要成分组成的个体间变异度(相对标准差)以及同一个体不同肛腺标记物化学组成的聚类分析，证明肛腺的气味含有大熊猫的个体信息，即与DNA指纹相类比的个体气味指纹。 　　这样，研究人员逐步认识到，大熊猫通过肛腺标记，将分泌物留在领域内的物体上以传递信息，其性别和个体“气味指纹”是传递相应嗅觉信息的物质基础，在大熊猫配偶识别、领域行为等方面有重要作用。 　　另外，此前有研究人员已经研究并公布了吲哚、角鲨烯和一些直链脂肪酸等成分，这次研究不但证实了这些成分，还从大熊猫肛腺气味中新发现了三种醛类、苯乙酸、5-甲基乙内酰脲、对苯二酚、苯丙酸和芥酸等成分。 　　“但所有这些成绩还只是迈了一小步，我们正在考虑进一步利用行为实验验证这些推定性信息素的活性，并将研究处于繁殖期的大熊猫的化学信息素的变化情况。”张健旭说。 　　凭借尿液“认亲择偶” 　　而另一项合作研究成果发表在《科学通报》第9期上的《雄性大熊猫尿液中包含亲缘关系的信息》。北京师范大学生命科学学院副教授刘定震带领的研究组发现，大熊猫肛腺分泌物和尿液是用于其亲缘识别的主要亲缘气味源。 　　近亲回避是动物(包括人)的本能行为。动物一般通过一些特殊的机制来完成这种回避，如某一雄性(或雌性)个体在性成熟前离开出生地，扩散到其他的地方，并与那里的同类繁衍后代。如果分布区狭窄，它们会通过一些特殊的辨别机制区分亲属和非亲属，从而避免和近亲个体交配繁殖。因为近亲繁殖会导致个体适合度的下降。 　　刘定震说，除非在发情交配季节，一般大熊猫相互间不会发生直接的接触。气味标记就是它们保持相互联系、护卫家域和维持社会等级的主要方式。课题组人员采用气相色谱和质谱联用(GC-MS)技术，对采自卧龙中国保护大熊猫研究中心不同年龄、性别的大熊猫尿液和肛腺分泌物化学成分进行了初步分析，并与个体间的亲缘关系进行相关分析。他们发现了一个非常有趣的结果——大熊猫的尿液中包含有关亲缘关系的信息，即亲属之间在尿液的化学物质成分及其比例上是相似的，而且这种亲缘信息仅存在于发情季节的成年雄性个体尿液中，幼年、雌性个体的尿液及非发情季节的雄性个体尿液则缺少该信息。 　　大熊猫属独居型动物，行为学观察表明，野生和圈养大熊猫都表现强烈的配偶选择行为。对于雄性不参与亲代抚育和后代关怀的一夫多妻制中的雌性，其较雄性参与后代抚育的单配制中的雌性，选择配偶时会更为慎重。每年仅在春季发情一次的雌性大熊猫就更符合这种情况。 　　“但是，若在这个短暂的时间中失去交配、繁殖的机会，它们则将错过一年的繁殖。根据测算，如果野生大熊猫错失一次繁殖期就意味着在其生命周期中繁殖成功率降低16%~20%。面对如此大的代价，雌性大熊猫应选择最合适的配偶使其繁殖成功率最大。所以，在选择配偶的过程中，寻找一个既非过分近亲也非过分远亲的雄性配偶就显得尤为重要。”刘定震进一步解释说。 　　这是首次在大型哺乳动物的尿液中发现这种亲缘信息。科学家曾在小型动物，如金仓鼠和野生北美河狸的研究中证实亲缘气味的存在。刘定震说：“虽然有关亲缘气味产生的内在基因机制还不是十分清楚，但一些前瞻性的研究表明，基因和皮肤腺体的化学分泌物是协同变化的。肛门腺或肛腺在食肉类动物中尤为发达，其腺体分泌物经常被用来进行化学通讯。尽管目前人们对这种腺体在食肉类动物中的广泛存在是趋同进化还是趋异进化现象还不是十分清楚，但大家普遍认识到其在食肉类动物的社会生活和相互通讯中所起的重要作用。”