定量检测虫草中 β- 葡聚糖:新方法解锁真菌多糖研究新机遇

【字体: 时间:2025年03月23日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决虫草 β- 葡聚糖检测难题,研究人员开发刚果红紫外分光光度法,发现不同虫草 β- 葡聚糖含量差异,助力相关产业。

  # 虫草 β- 葡聚糖定量检测新突破:开启真菌多糖研究与应用新篇章
在神奇的生物世界里,真菌一直扮演着独特而重要的角色。虫草,这种寄生在昆虫、少数真菌和植物体上的特殊真菌,自古以来就备受关注。它不仅是传统的名贵中药材,在现代研究中,其蕴含的多种生物活性成分更是展现出巨大的药用潜力。其中,β- 葡聚糖(β -Glucan)作为虫草的关键成分之一,具有免疫调节、抗肿瘤等多种重要功能,在食品和制药领域有着广泛的应用前景。
然而,长期以来,虫草 β- 葡聚糖的检测一直缺乏标准化方法。这一现状严重阻碍了虫草相关产品的质量控制和资源优化利用,也限制了对虫草生物活性成分的深入研究。为了解决这一关键问题,云南大学的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们旨在开发一种高效、准确且成本效益高的 β- 葡聚糖检测方法,为虫草产业的发展提供有力支持。

研究成果发表在《Scientific Reports》上,为该领域带来了新的突破。研究人员开发了一种刚果红紫外分光光度法(Congo Red Ultraviolet Spectrophotometry)用于定量检测虫草中的 β- 葡聚糖。

研究人员在研究过程中用到了多个关键技术方法。首先是样本处理技术,他们从云南不同地区采集野生虫草样本,通过组织分离获得纯菌株,经过灭菌、培养、发酵等一系列处理后得到用于检测的样本。其次是优化实验条件技术,系统研究了不同提取试剂、pH 值、温度和时间对 β- 葡聚糖提取效率的影响,确定最佳提取条件。最后是检测分析技术,利用刚果红与 β- 葡聚糖特异性结合产生吸收光谱红移的特性,采用紫外分光光度计进行检测,并通过标准曲线计算 β- 葡聚糖含量,同时对方法进行精密度、重复性、稳定性和回收率等验证。

在实验中,研究人员对提取参数进行了优化。通过比较五种不同的提取试剂(氢氧化钾、氢氧化钠、盐酸、二甲基亚砜(DMSO)和蒸馏水)对 β- 葡聚糖提取效率的影响,发现 DMSO 的提取效果最佳。进一步研究发现,反应体系的最佳 pH 值为 7.0,此时 β- 葡聚糖与刚果红的结合效果最好,检测灵敏度最高;最佳提取温度为 65°C,温度过高会导致 β- 葡聚糖结构破坏,提取效率下降;最佳提取时间为 60min,过长的提取时间会使 β- 葡聚糖水解,影响检测结果。

研究人员还对建立的刚果红紫外分光光度法进行了全面的方法验证。精密度实验结果显示,该方法的相对标准偏差(RSD)为 0.336%,表明仪器和方法的精密度高;重复性实验中,RSD 为 1.272%,说明实验方法在样本处理和测量过程中具有良好的重复性;稳定性实验中,标准溶液和样品溶液在不同时间点测量的 RSD 分别为 0.638% 和 0.687%,证明该方法稳定性良好;回收率实验中,平均回收率达到 100.93%,RSD 为 1.391%,满足检测要求,说明该方法准确性高。

最后,研究人员运用该方法对三种不同的虫草(蛹虫草(C. militaris)、蝉花虫草(C. cicadae)和球孢白僵虫草(C. fumosorosea))进行了 β- 葡聚糖含量测定。结果发现,三种虫草的 β- 葡聚糖含量虽有差异但并不显著,其中球孢白僵虫草的 β- 葡聚糖含量略高于其他两种虫草。同时,研究还表明,虫草样本中的 β- 葡聚糖是由真菌自身代谢产生,而非来自培养基。

研究结论和讨论部分指出,该研究开发的刚果红紫外分光光度法为虫草 β- 葡聚糖的定量检测提供了一种可靠的方法。与现有技术相比,该方法具有诸多优势,如试剂成本低、操作简单、检测快速、准确性高、抗干扰能力强等,适用于工业规模的 β- 葡聚糖分析,尤其在高通量筛选场景中具有很大的应用潜力。此外,研究发现球孢白僵虫草的 β- 葡聚糖含量与蛹虫草相当,表明其在食品和医药领域可能具有相似的应用潜力,但还需进一步分析其其他生物活性成分的含量。然而,该研究也存在一定的局限性,实验仅针对三种虫草进行,方法对其他虫草物种的适用性还需进一步验证,同时还需要与其他检测技术进行交叉验证以确认其绝对优势。

这项研究为虫草 β- 葡聚糖的检测和应用提供了重要的技术支持,为虫草产业的发展奠定了坚实的基础,也为后续深入研究真菌多糖的结构与功能关系开辟了新的道路,在生命科学和健康医学领域具有重要的意义。
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