鐵的測定是用過氧化氫和硫酸處理,使細丙分子中的鐵遊離,然後以亞硫酸鈉將Fe3+還原成Fe2+,再用α,α′-聯吡啶顯色,於520~524nm比色。測定中應排除外源鐵的幹擾,才能以含鐵量作為細丙的純度標準,所以需規定含鐵量的上限。
2.雜蛋白的檢測
光吸收度的比值測定可以從另一側麵來反映細丙的純度。常用的比值為E還原型550/E氧化型280。E還原型550表示還原型細丙在550nm的吸收度;E氧化型280表示氧化型細丙在280nm的吸收度。此值對來源於哺乳動物的純細丙為1.25~1.28。由於一般蛋白質在280nm有較大吸收,故此比值可作為雜蛋白存在的一種度量。實驗表明隨著細丙含鐵量的增加,此比值也相應上升。鑒於氧化型細丙在280nm的吸收係數小於還原型細丙,故采用測定氧化型細丙於280nm的吸收度,即可有利於雜蛋白的檢出。但氧化型細丙在不同pH時有不同的吸收光譜,所以須在一定pH條件下進行測定。首先用鐵氰化鉀試液使細丙氧化,並用pH 7.3磷酸緩衝液稀釋,測完後,繼用連二亞硫酸鈉使細丙還原,在水溶液中,因pH偏低,連二亞硫酸鈉常析出硫而使溶液渾濁影響比色,故在測定氧化型細丙的吸收度後,隨即在比色池中操作,就可以借緩衝液的存在而避免渾濁印象的產生。
3.過敏試驗
其目的在於考察樣品中雜蛋白的抗原性。它與純度有一定的相關性。
4.含量測定
純還原型細丙E1%1cm550nm=23.0,按此值於550nm處測定樣品還原型細丙的吸收度即可計算含量。因還原型細丙在550nm處的吸收峰異常尖銳,所以除儀器需精確校正外,還需每間隔0.5nm找出大量吸收後才可進行樣品吸收度的測定,否則會造成很大的誤差。使用72型分光光度計,在520nm處用標準曲線法測定含量也可獲得良好的效果。
5.酶活力測定
變性與不變性細丙在吸收光譜上並無差別,所以僅用吸收光譜法規定含量不能說明細丙的生物活力。細丙酶活力有兩種測定方法:瓦氏檢壓法和酶可還原率法。兩者原理基本一致。在琥珀酸氧化呼吸鏈中,細丙位於輔酶Q和細胞色素aa3中間起著電子遞體作用,使琥珀酸脫氫氧化生成水。
(1)瓦氏檢壓法以缺乏細丙的腎製劑作為琥珀酸氧化呼吸鏈的酶製劑,在加入外源性細丙後,體係方可進行。體係的氧耗量反映了細丙的酶活力。
(2)酶可還原率法以去細丙的心懸浮液代替腎製劑。測定時,在加入一定量琥珀酸和氧化型細丙時,還加入氰化鉀作為細胞色素aa3的抑製劑,結果反應進行到將氧化型細丙轉為還原型細丙時即停止(因細胞色素aa3抑製而使電子不能再往前傳遞)。此時在550nm處測定還原型細丙的吸收度即為細丙的酶可還原吸收度。細丙的酶活力越高,轉為還原型細丙就越多,吸收度就越大。已失活的細丙在酶反應中不被還原,但仍可被連二亞硫酸鈉還原,此時在550nm處測得的吸收度稱化學還原吸收度。細丙的酶可還原吸收度與化學可還原吸收度之比即為細丙的酶可還原率。
測定還原型細丙時,應先用鐵氰化鉀將其轉化為氧化型。
外源性細丙與心懸浮液結合成內源性細丙後便不再受CN-抑製結合。所以在測定細丙的酶可還原率時要先加心懸浮液,後加氰化鉀。
本法操作方便。中國藥典規定用本法測定細丙溶液的酶活力不得少於95%,製劑不少於90%。
細丙的純度檢查還可用聚丙烯酰胺凝膠電泳和等電聚焦電泳等。
(五)藥理作用與臨床應用
本品為細胞呼吸激活劑,多半作為組織缺氧治療的急救用藥和輔助用藥,如一氧化碳中毒、安眠藥中毒,也用於腦血管障礙、中風後遺症、乙型腦炎後遺症等的治療;其腸溶衣口服片對放療和化療引起的白血球降低等也有改善作用。
二、輔酶Q10
輔酶Q10(Coenzyme Q10,簡寫CoQ10)是輔酶 Q類的重要成員之一。輔酶Q類因廣泛存在於生物界,故又名泛醌(Ubiquinone)。在人體主要集中於肝、心、腎上腺等組織,總含量為0.5~1.5g。在細胞內CoQ類與線粒體內膜相結合,是呼吸鏈中的重要遞氫體。
(一)結構和性質
輔酶Q是醌類化合物,它們都是2,3-二甲氧基-1,4-苯醌的衍生物,第六位上有一條2-甲基丁烯(2)基支鏈,通式:
自然界存在的輔酶Q有不同的側鏈長度。各種動物的n值為6~10,人體輔酶Q的n為10,即為輔酶Q10。輔酶Q10分子式為C59H90O4,相對分子質量863.37。
輔酶Q10又名泛醌Q10、泛醌-50,化學名為2,3-二甲氧基 -5-甲基-6-{十聚-[2-甲基丁烯(2)基}-苯醌,為黃色或淡橙黃色、無嗅無味結晶性粉末,易溶於氯仿、苯、四氯化碳,能溶於丙酮、乙醚、石油醚,微溶於乙醇,實際上不溶於水和甲醇,遇光易分解成微紅色物質,對溫度和濕度較穩定,熔點49℃。
(二)加工工藝
輔酶Q10的製備有化學合成法和生物提取法兩種。較常用的提取原料有心、肝、肌肉等以及各種酵母,如隱球酵母屬和紅酵母屬等。國內從提取細丙的豬心殘渣生產輔酶Q10,其收率與新鮮豬心相當。
1.醇堿皂化法
(1)工藝流程
(2)工藝要點
①皂化:取生產細丙的豬心殘渣,壓幹稱重,按幹渣重加入30%(質量分數)工業焦性沒食子酸,拌勻,緩慢加入幹渣重3~3.5倍量乙醇及幹渣重32%(質量分數)氫氧化鈉(預先配製成醇堿溶液),置反應鍋中,加熱攪拌回流25~30min,迅速冷卻至室溫。
②萃取:冷卻皂化液,立即加入其體積量1/10石油醚或120號汽油,攪拌後靜置分層,分取上層。下層再以同量溶劑萃取2~3次,直至萃取完全,合並萃取液,以水反複洗滌至中性。
③濃縮、析除雜質:將上述萃取液減壓濃縮至約原體積1/10量,冷卻,-5℃以下過夜,濾除析出物。
④層析分離:將清液經矽膠吸附柱層析,先以石油醚或120號汽油洗脫,除去雜質,再以10%(體積分數)乙醚-石油醚混合溶劑洗脫,收集黃色帶部分,減壓蒸除溶劑,得黃色油狀物。
⑤結晶:將黃色油狀物,加入適量無水乙醇,溫熱使溶,趁熱過濾,濾液靜置結晶,使完全,濾得結晶以無水乙醇再結晶或經矽膠層析柱分離,可得純品。
2.混合溶劑法
(1)工藝流程
(2)工藝要點
①有機溶劑提取:取生產細丙的豬心殘渣,加1.5倍量醇-醚混合溶劑[乙醇∶乙醚=3∶1(體積比)],加熱回流提取15~20min,冷卻至室溫,過濾,濾渣反複提取2~3次,直至提取完全,合並提取液。
②石油醚萃取:提取液蒸餾濃縮,加適量水,以石油醚萃取,濃縮萃取液得黃色油狀物。
③析除雜質、層析、結晶:油狀物以丙酮溶解,低溫(-10℃左右)下析除雜質,過濾,濾液蒸除溶劑,以少量石油醚溶解,同一法經矽膠柱層析分離,以無水乙醇結晶,得精品。
3.溶劑-皂化法
以混合溶劑法所得之黃色油狀物,加入1/5量(質量比)的焦性沒食子酸及10倍體積量的乙醇,拌勻[內含油狀物1/5量(質量比)的氫氧化鈉],水浴上加熱攪拌回流20~25min,迅速冷卻,皂化液繼續進行萃取,水洗,矽膠層析分離,結晶,即得精製輔酶Q10。
(三)說明與討論
①皂化時間直接影響輔酶Q10的收率。選擇最適皂化時間十分重要,過長、過短都不適合,一般以15~25min為宜。皂化時,焦性沒食子酸或堿量與回流時間對輔酶Q10的收率及其單、雙乙氧基同係物的產生有明顯影響。通常增大堿的濃度,回流時間要短,而適當增大焦性沒食子酸的用量是有好處的。因為輔酶Q10為非皂化脂溶性成分,將原料先進行皂化,有利於輔酶Q10的分離。為了避免在皂化過程中輔酶Q10被破壞,需加入足夠量的抗氧化劑如焦性沒食子酸,並最好通氮氣。用乙醇堿溶液皂化,時間過長或抗氧化劑不足,往往使輔酶Q10的一個或兩個甲氧基轉變為乙氧基。為此,可用甲醇代替乙醇。然而動物組織與甲醇堿溶液回流時,溫度較低,不足以將組織完全消化。
用焦性沒食子酸及通氮,雖可以使乙氧基化合物的形成大大減少,但仍有少量乙氧基化合物產生。