倍半萜

制备天然产物冻干粉金果榄的茎冻干应用”1简介金果榄（T. cordifolia）通常被称为Giloy或Guduchi，是一种原产于印度的落叶攀缘灌木，从中世纪起就以其广泛的治疗作用而闻名，在梵语中，金果榄被称为“Amrita”，字面翻译为“不朽的根源”，因为它具有丰富的药用价值。它是一种高海拔的灌木，开绿色到黄色的花。在印度医学体系阿育吠陀中，金果榄通常被认为是一种神奇的草药，金果榄是最有用的阿育吠陀草药之一，具有广泛的药理活性，如增强免疫力、治疗慢性发热、改善消化、治疗糖尿病、减轻压力和焦虑、减轻哮喘症状、治疗关节炎、减缓肿瘤生长、改善视力、减少衰老的迹象、抗呼吸障碍。其在印度的年消费量估计约为1000吨，该药用植物的所有上述活性归因于各种生物活性分子的存在，如生物碱、倍半萜类、二萜内酯、糖苷、酚类和类固醇。在本文中，冷冻干燥是一种常见的干燥方法，以保持金果榄的特性。由于几乎没有液态水存在、无氧的环境(在真空条件下操作)和较低的环境温度，冷冻干燥被认为是保存天然和生物材料最合适的方法之一。这是一种温和的方式来去除水分，同时获得高质量的最终产品，保留生物活性化合物，质地和颜色，同时减轻重量，使运输更容易。冷冻干燥可以直接使用金果榄茎或使用磨碎的茎变成湿膏。经过冷冻干燥处理，干燥的金果榄茎或饼可以磨成粉末形式，直接食用或果汁。尽管冷冻干燥被认为是一种保存产品特性且温和的过程，但一些品质，如颜色、气味、质地、再水化特性、体积特性、流动特性、水活性、营养物质和挥发性化合物的保留都会受到干燥过程的影响。例如生物活性化合物的保留和营养品质会受到氧含量或过高温度的影响。因此，在建立冷冻干燥方法时应考虑到这些信息。以金果榄为例，如果温度超过45°C，营养品质可能会受到影响，在设置冷冻干燥方法时必须注意该参数。2实验设备BUCHI Lyovapor&trade L-200 ProBUCHI Lyovapor&trade Software真空泵 Pfeiffer Duo 6”可加热隔板不锈钢托盘-40°C 冰箱3试剂和耗材金果榄茎4实验流程4.1 样品准备从植株上收集 600 克新鲜的金果榄茎，切成大约5厘米长的片段。茎用蒸馏水清洗，并放在不锈钢托盘上。将托盘与加热后的架子一起放置在 -40°C 的冷冻室中，冷冻茎干。4.2 Lyovapor&trade L-200 设置经过一夜的深度冷冻后，金果榄茎片被装入 Lyovapor&trade L-200 进行冷冻干燥，参数如表1所示：表1：冷冻干燥法用于干燥金果榄茎隔板设置为 -25°C 的温度，之后温度缓慢增加到零度。初级干燥分两步进行，首先在 0°C 温度下干燥 6 小时，然后在 25°C 温度下干燥 6 小时。为了保证低含水率，设置次级干燥阶段，温度为 40°C，持续 12.5 小时。次级干燥期间的隔板温度不应设置过高，因为超过 45°C 可能会破坏植物的营养特性。因此，决定在次级干燥期间将隔板温度保持在 40°C，以避免达到临界温度。5实验结果经过冷冻干燥处理，观察到金果榄茎干燥成功。图1显示，干燥过程中植物形态未受影响，93.5% 的水分已被去除(表2)。▲ 图1. 冷冻干燥前(左)和冷冻干燥后(右)的金果榄茎表2：金果榄茎冷冻干燥后的结果_质量（克）初始质量600最终质量172.58金果榄质量161.40除去水分总量93.5%6实验结论使用 Lyovapor&trade L-200，采用初级和次级干燥的方法，成功地干燥了金果榄茎。冷冻干燥是一种高效的技术，以温和的方式去除水分，非常适合温和干燥金果榄茎。经过冷冻干燥处理后，冷冻干燥的金果榄茎可以使用研磨机转化为粉末形式，可以直接食用，也可用于胶囊或添加在果汁中，发挥植物的免疫增强的功效。7参考文献https://www.fda.gov/inspections-compliance-enforcement-and-criminalinvestigations/warning-letters/emmbros-overseas-lifestyle-pvt-ltd-565631-02052019https://food.ndtv.com/health/10-amazing-benefits-of-giloy-the-root-of-immortality-1434732#:~:text=%E2%80%9CGiloy%20(Tinospora%20Cordifolia)%20is,of%20its%20abundant%20medicinal%20propertiesMayer, A.M. Harel, E. Polyphenol oxidases in plants. Phytochemistry 1979, 18, 193–215.Gibson, L.J. The hierarchical structure and mechanics of plant materials. J. R. Soc.Interface 2012, 9, 2749–2766.Kulkarni RC, Mandal AB, Munj CP, Dan A, Saxena A, Tyagi PK. Response of coloured broilers to dietary addition of geloi (Tinospora cordifolia) during extreme summer. Indian Journal of Poultry Science. 2011 46(1):70-74Bhattacharyya C, Bhattacharyya G. Therapeutic potential of Giloy, Tinospora cordifolia (Wild.) Hook. f. and Thomson (Menispermaceae): The magical herb of ayurveda. International Journal of Pharmac. Biol. Arch. 2013 4(4):558-584.

近日，中国科学院广州地球化学研究所研究员王新明和张艳利课题组设计了一种用于测量植物排放BVOCs的半开放式动态箱系统。相关研究发表于《大气测量技术》（Atmospheric Measurement Techniques）。该论文所有实验数据均是在中国科学院广州地球化学研究所公共技术服务中心有机地球化学分析平台完成测试。陆地植物排放的生物源挥发性有机物（BVOCs）约占全球VOCs排放总量的90%，对臭氧（O3）和二次有机气溶胶（SOA）生成具有重要贡献，对区域BVOCs排放量的准确估算有利于形成近地面O3污染控制的科学决策。然而，从全球到区域尺度，BVOCs排放量的估算仍存在较大的不确定性，而BVOCs排放因子是其关键因素影响之一。动态箱是常用于测量BVOCs排放速率的手段，测量过程中箱体对植物排放BVOCs的吸附损失、对植物正常生理状态的干扰是该方法在测量时面临的主要挑战，当前还缺乏对动态箱性能的系统评估和表征。为更准确测定植物在正常生长条件下BVOCs排放因子，研究人员设计了一种用于测量植物排放BVOCs的半开放式动态箱系统，并利用在线和离线手段，实验室和外场观测相结合，评估了主要的BVOCs化合物（异戊二烯、单萜烯和倍半萜烯等）通过箱体时的传递效率，发现较高流速（较短滞留时间）不仅能缩短到达稳态的时间，也能减小BVOCs的吸附损失，但分子量较大的化合物即使在高流速条件下的损失也超过30%；从0-100%湿度下的模拟实验表明，湿度对BVOCs的吸附损失影响不显著，但不同化合物呈现不同特征；通过野外实测箱体内-外环境因子的差异，发现高流速有利于减小箱体内-外的温、湿度差异。该研究也表明，即使可以优化条件尽量减少测量时吸附损失和对植物枝叶正常生理的干扰，分子量较大的单萜烯和倍半萜烯的吸附损失依然不可忽视，可能会造成其排放因子的显著低估，由于单萜烯和倍半萜烯同分异构体众多，如何评估并校正其在动态箱测量过程中的损失，是需要进一步解决的问题。该研究工作得到了国家自然科学基金委优秀青年基金、香港RGC项目、中国科学院先导专项、广东省科技厅、中国科学院青年创新促进会等项目的联合资助。

天然产物一直是药物研发的重要资源。据领域权威期刊Journal of Natural Products 报道，1981至2019年，近50%上市药物的分子结构或核心药效结构来源于天然产物。其中，全新碳骨架天然产物的发现往往是创新药物研发的第一步。中国科学院兰州化学物理研究所中科院西北特色植物资源化学重点实验室杨军丽研究员团队，利用现代分离技术、结构鉴定技术和药物筛选技术，从藏族习用药材甘松（Nardostachys jatamansi）中分离鉴定了1个具有全新碳骨架的17个碳的螺[2.4]-3/5/7三环的类愈创木烷型倍半萜内酯类化合物Narjatamolide（图1），通过X-射线单晶衍射和ECD实验确证其绝对构型为1R,4S,5R,6S,7R,16S。这是首次从甘松中分离鉴定了含有α-亚甲基-γ-内酯基的倍半萜结构，该片段被认为是抗肿瘤活性基团。Narjatamolide可抑制肝癌细胞株BEL-7402、HepG2和Huh-7以及宫颈癌细胞株HeLa的增殖（IC50 = 5.67 ± 1.43, 21.84 ± 1.62, 25.5 ± 3.14, 15.46 ± 0.69 μM）。进一步研究发现该化合物可将BEL-7402细胞周期阻滞在G2/M期（J. Org. Chem. 2021, 86, 11006）。近期，该化合物被天然产物化学领域顶级学术期刊《Natural Product Report》（Nat. Prod. Rep. 2021, 38, 1715）评选为热点化合物。图1 甘松中发现的新骨架化合物Narjatamolide上述研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、甘肃省杰出青年基金、中科院西部之光交叉团队项目、兰州化物所“一三五”重点培育项目和兰州化物所青年科技工作者协同创新联盟合作基金的支持。