气相色谱_质谱法鉴定黑芝麻中黑色素的结构类型

　　收稿日期 :2000208202 基金项目 :本课题获山东省教委资助 作者简介 :尹佩玉 (19312) ,女 ,教授 ,1959 年毕业于山东大学化学系 ,电话 : (0532) 5895344。 气相色谱/ 质谱法鉴定黑芝麻中黑色素的结构类型 尹佩玉1 , 　陆懋荪1 , 　孔庆山1 , 　容　蓉2 , 　刘　钢3 (11 青岛大学化学系 , 山东 青岛 266071 ; 21 山东中医药大学天然药物实验室 , 山东 济南 250014 ; 31 山东省商检局 , 山东 青岛 266002) 摘要 :为获得天然高分子化合物黑芝麻中黑色素的分子结构信息 ,对其进行碱熔降解 ,然后对降解产物进行硅烷化 衍生 ,再利用气相色谱/ 质谱联用分析 ,结果发现产物中含有儿茶酚、对苯二酚和儿茶酸 ,从而证明黑芝麻中的黑色 素具有儿茶酚型黑色素的结构特征。 关键词 :气相色谱/ 质谱法 ;黑色素 ;黑芝麻 中图分类号 :O658 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :100028713 (2001) 0320268202 1 　引言 　　黑色素 (melanin) 是对广泛分布于动植物界、结 构复杂多样的黑色难溶性色素的总称。它是一种生 物大分子 ,难溶于水 ,不溶于有机溶剂 ,其分子结构 虽经过多年的研究 ,至今尚不完全清楚。 在动植物体内 ,一些黑色素具有抵御、保护功 能 ,在人体中亦参与许多生理、病理活动。研究其结 构可以帮助我们更好地了解一些疾病 (如恶性肿瘤) 的发病机制并予以控制。目前较为普遍接受的观点 是按照其结构单元对黑色素进行分类。Nicolaus 等 人[1 ]在 20 世纪 60 年代根据不同来源的黑色素碱熔 或高锰酸钾降解产物的不同 ,提出降解产物以吲哚、 吡咯及其衍生物为主的黑色素属于吲哚型 ,以儿茶 酚 (邻苯二酚)及酚酸类物质为主的属于儿茶酚型黑 色素。 对儿茶酚型黑色素的碱熔产物进行分离鉴定一 直沿用薄层色谱或纸色谱法。本文采用气相色谱/ 质谱 ( GC/ MS) 联用鉴定黑芝麻中黑色素的碱 熔产物 ,提高了鉴定的灵敏度和可靠性 ,得到了该色 素的分子结构信息。 2 　实验部分 211 　仪器与试剂 　　QP25000 色谱/ 质谱联用仪 (日本岛津) 。 N , O2双2(三甲基硅烷基) 三氟乙酰胺 (Merck , 色谱纯) ,儿茶酸 ( CARL RO TH2KARL SRU HE ,化 学试剂) ,儿茶酚 (上海试剂三厂 ,化学纯) ,对苯二酚 (上海菲达有限公司 ,分析纯) ,其他试剂均为分析 纯。 212 　样品处理 21211 　样品的提取 [2 ] 　取适量黑芝麻 ,用水洗净 , 以 015 %～5 %的碱溶液浸泡 8 h～24 h ,过滤 ,收集 滤出液 ,用盐酸酸化至 p H 1～4 ,静置分层 ,过滤 ,用 水洗涤滤渣 ,烘干备用。 21212 　样品的碱熔降解 [1 ] 　取上一步反应所得的 黑芝麻中的黑色素 50 mg ,加入 NaOH 粉末 300 mg ,Na2S2O4 50 mg ,置于坩埚中 ,滴加少量水使之 混匀 ,于 308 ℃(NaNO3 盐浴) 反应 10 min ,冷却。 用 20 mL 10 % Na2 S2O4 转移 , 25 %乙酸酸化后离 心 ,用乙醚 (20 mL ×5) 萃取。合并萃取液 ,浓缩至 20 mL ,用含少量 Na2 S2O4 的饱和 NaHCO3 溶液萃 取 (10 mL ×3) 。将经过萃取的乙醚部分挥干溶剂 , 残渣用乙腈溶解备用。 21213 　样品碱熔产物的硅烷化[3 ] 　取 015 mL 上 一步反应所得的样品降解产物 ,加 015 mL N , O2双2(三甲基硅烷基) 三氟乙酰胺 ,密封 ,在 125 ℃的条 件下反应 30 min。取样做 GC/ MS 分析。 21214 　对照品的硅烷化 　取对照品约 10 mg ,加乙 腈和硅烷化试剂各 012 mL ,密封 ,于 125 ℃条件下 反应 30 min ,供 GC/ MS 分析。 213 　GC/ MS分析条件 　　色谱柱为 DB21 弹性石英毛细管柱 ( 30 m × 0125 mm i. d. ×0125 μm) ; 氦气作载气 ,流速 1 mL/ min ;进样 1μL ;分流比 40∶1。柱温程序为 50 ℃(2 min) ,以 5 ℃/ min 升至 300 ℃(3 min) 。质谱 测定中 ,离子源温度为 200 ℃,电离模式 EI ( 70 eV) ,扫描范围 30 u/ s～500 u/ s。 3 　结果与讨论 　　黑芝麻中黑色素碱熔产物的分析结果见图 1。 第 19 卷第 3 期 2001 年 5 月 色 谱 CHIN ESE J OURNAL OF CHROMA TO GRAPHY Vol. 19 No. 3 May 2001 图 1 　样品的 GC/ MS总离子流色谱图 Fig11 　Total ion current chromatogram of sample 11catechol ; 21 1 ,42dihydroxy benzene ; 31catechuic acid ; 41unknown compound. 　　对各峰进行谱库检索并用对照品对照确认 ,结 果显示碱熔产物中有儿茶酚、对苯二酚和儿茶酸 ,从 而表明黑芝麻的黑色素中含有酚类共轭结构 ,初步 证明黑芝麻的黑色素具有儿茶酚型黑色素的结构特 点。少量儿茶酸的存在使该色素具有弱酸性。 　　对于黑芝麻的黑色素的分子结构 ,还需要与核 磁共振、红外光谱、电子自旋共振等其他分析测试手 段相结合来做进一步研究确定。 参考文献 : [1 ] 　Nicolaus R A , Piattelli M , Fattorusso E1 Tetrahedron , 1964 ,20 :1 16321 172[2 ] 　LU Mao2sun , YIN Pei2yu1 Chinese Patent : CN9110446918 , 1991陆懋荪 ,尹佩玉 . 中国专利 :CN 91104469. 8 , 1991[3 ] 　ZHU Shi2yong , CHEN Shi2jing. Derivative gas chro2matography1Beijing :Chemical Industry Press ,1993. 1712173朱世永 ,陈世京. 衍生物气相色谱法. 北京 :化学工业出版社 , 1993. 1712173 Structure Characterization of Melanin in Black Sesame by GC/ MS YIN Pei2yu1 , L U Mao2sun1 , KON G Qing2shan1 , RON G Rong2 , L IU Gang3 ( 1 . Chemist ry Depart ment of Qingdao U niversity , Qingdao 266071 , China ; 2 . L aboratory of N at ural Drug , S handong U niversity of T raditional Chinese Medicine , Jinan 250014 , China ; 3 . S handong Im port and Ex port Com modity Inspection B ureau , Qingdao 266002 , China) Abstract: Black sesame melanin , a kind of biopolymer was degraded by alkali fusion to study structure characterization1 The degraded products were derivatized with bis2( t rimethylsilyl) t rifloroacetamide in a sealed tube at 125 ℃ for 30 min1 The silylanization derivatives of degradation products were analyzed by GC/ MS1 Catechol , 1 ,42dihydroxy benzene and catechuic acid were detected1 This method can be used to characterize the structure type of black sesame melanin1 Key words : gas chromatography/ mass spectrometry ; melanin ; black sesame ·962·　第 3 期 尹佩玉等 : 气相色谱/ 质谱法鉴定黑芝麻中黑色素的结构类型