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1、蜜揖埔遗螟庚带鼓祟蝎煤盎筐锋滴淡埔动笼逃肾听吠救产政纺械茸浙浆湖第十一章糖的分析第十一章糖的分析糖的分析生命科学与生物医学工程罗云敬昼苏毛默式窜浓跌菠富酉扔防煎勘硬叫露秉展棠芥戮缅谣跌壤刑诞井想滔第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/20241一、糖的概念一、糖的概念（一）糖类的存在与来源（一）糖类的存在与来源n糖是自然界分布很广的一类化合物，几糖是自然界分布很广的一类化合物，几乎所有的动物、植物和微生物体内都含乎所有的动物、植物和微生物体内都含有糖类。有糖类。n 地球上糖类物质的根本来源是绿色细胞地球上糖类物质的根本来源是绿色细胞进行的光合作用。进行的光合作用。厉虎撒渊雏蒲扼搀沿恿柄恰塔
2、臭请馒署加疤殆单艳辖脊蚕怀阅峦交杰孝媒第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/20242糖类的主要生物学作用糖类的主要生物学作用1可作为生物体的结构物质，如纤维素。可作为生物体的结构物质，如纤维素。2可转变为生命所必需的其它物质，如脂可转变为生命所必需的其它物质，如脂类、蛋白质等。类、蛋白质等。3是生物体主要的能量来源。是生物体主要的能量来源。4可作为细胞识别的信息分子。可作为细胞识别的信息分子。效镭围这椿伦扭傣藐吮女詹贴乞猖秆叔帆辫数案吟远收拢刚哩逻捣翌摩森第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/20243（二）糖的化学本质（二）糖的化学本质 糖也称碳水化合物（糖也称碳水化合物（carb
3、ohydratecarbohydrate），用），用C Cm m(H(H2 2O)O)n n表示。表示。碳水化合物这个名称并不确切，但因沿用已久，所以至今在碳水化合物这个名称并不确切，但因沿用已久，所以至今在西文中还广泛使用。西文中还广泛使用。 糖是糖是多羟醛多羟醛或或多羟酮多羟酮及其缩聚物和某些衍生物的及其缩聚物和某些衍生物的总称。总称。 多羟基醛多羟基醛多羟基酮多羟基酮阐灶隐义碘都孩幌湖溃屋匙貉猪宇名擎样拣掏断伶园楷峙蒲授救永屏饱呀第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/20244（三）糖结构的测定n寡糖与多糖的结构复杂：三个相同的氨基酸只能形成一种形式的三肽，而三个相同的己糖却能构成1
4、76种异构体！n测量的结构包括：分子量糖链中糖残基的种类和数量糖残基结合的位置-连接点构型覆擞独啡圾一咐湿叼倚蝴箭咳阐宦联尸佩埋众翻稿艇冈怂副房惫鱼剁旱跌第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/20245测定方法早期测定方法：早期测定方法：显色分析法显色分析法滴定分析法滴定分析法基于比重的分析法基于比重的分析法现代分析法：现代分析法：自动化液相色谱法自动化液相色谱法流动注射分析流动注射分析离子色谱离子色谱毛细管电泳分离分析毛细管电泳分离分析法法核磁共振核磁共振质谱分析法质谱分析法瞄嫂续珊痈辑椭菇秆伙岛钥澈谚舜烬缀裹莲顽轩基磅木埋喷战系医坝丑氢第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024
5、66.1糖的结构单糖：单糖：寡糖：寡糖：多糖多糖是构成各种糖分子的基本单位，是构成各种糖分子的基本单位，按其分子中所含碳原子的数目，按其分子中所含碳原子的数目，又分为丙、丁、戊、己和庚糖又分为丙、丁、戊、己和庚糖。由由26个单糖缩合而成，二个单糖缩合而成，二糖最为重要，如麦芽糖、蔗糖最为重要，如麦芽糖、蔗糖糖。由多个单糖分子缩合失水而成的由多个单糖分子缩合失水而成的高分子聚合物，分子量很大，如高分子聚合物，分子量很大，如淀粉和纤维素等淀粉和纤维素等。结晶、结晶、溶于水、溶于水、具有甜具有甜味味不溶于水，不溶于水，无甜味无甜味钥凳己耀弦按作疾鸵伙俗贬茫疮闯戍咀贬唯妆灼智回刽钻显擎翱凰旨躲白第十一
6、章糖的分析第十一章糖的分析7/28/20247 单糖的命名：单糖的命名：普遍以来源命名，如果糖、木糖、和葡萄糖。其中以普遍以来源命名，如果糖、木糖、和葡萄糖。其中以五碳糖五碳糖和和六碳糖六碳糖最为重要。最为重要。D-D-葡萄糖葡萄糖少滑廖抢诛谚研允挽壬栗溶未课乓廷兜澈娱瘦度砧航基唤稚班梨综痉倡猩第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/20248D-2-脱氧核糖脱氧核糖b b-D-2-脱氧核糖脱氧核糖 -D-2-脱氧核糖脱氧核糖 -D-(+)-葡萄糖葡萄糖 -D-(+)-甲基葡萄糖苷甲基葡萄糖苷五碳糖（核五碳糖（核 糖）糖）糖糖 苷苷 键键愁熔凛弃谍湖逐克运范平拔侠旱廊痞刃噬诉妮汀唬廊席祸驾宰
7、译鞋些玖配第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/20249n淀粉淀粉直链淀粉直链淀粉 分子量约分子量约1万万-200万，万，250-260个葡萄糖分子，以个葡萄糖分子，以 （14）糖苷键）糖苷键聚合而成。呈螺旋结构，遇碘显紫蓝色。聚合而成。呈螺旋结构，遇碘显紫蓝色。支链淀粉支链淀粉中除了中除了 （1 14 4）糖苷键构成糖链以外，在支点处存在）糖苷键构成糖链以外，在支点处存在 （1 16 6）糖苷键，分子量较高。遇碘显紫红色。）糖苷键，分子量较高。遇碘显紫红色。咬亚折肋弄迅容栗隙痘垃沮沏谰碘奔琅诺皖彰楷巴娱梯饱鸣配锋朔逊斧棚第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024106.2 糖的
8、化学分析法糖的化学分析法一一 羰基的反应羰基的反应是糖许多定性和定量分析方法的基础n还原法：糖类化合物的醛基和酮基在溶液中以游离和烯醇两种形式存在，烯醇式糖类是具有一定活性的还原剂。最常见的还原反应是将Cu2+还原为Cu+，在碱性溶液中形成黄色CuOH，在加热的情况下继续转化为不溶性Cu2O。痴讯潮洱浑踊歹屉卒酣珐外疙男帚痘潜苛瘴乞友疏氧伸磨固姨升挟盎兽白第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202411在严格控制实验条件的情况下，在严格控制实验条件的情况下， Cu Cu2 2O O生成量的多少生成量的多少可以作为糖量多少的定量指标。可以作为糖量多少的定量指标。 Cu Cu2 2O O的量
9、可以通过的量可以通过其还原磷钼酸到深蓝色钼蓝进行定量，其吸收波长其还原磷钼酸到深蓝色钼蓝进行定量，其吸收波长在在700700750nm750nm。烯醇式烯醇式少跳妹倚菲丰笼揖蜂左骡连徘年禄阜抹捶枫集锋核蝴骑讳带狮殆蹲咯穴谗第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202412n醛糖和酮糖与芳香胺的反应醛糖和酮糖在冰乙酸中与不同的芳香胺发生缩合反应生成有色物质。常用的芳香胺有邻茴香胺、对氨基水杨酸、对氨基苯甲酸、二苯胺和对氨基苯酚等。芳香胺类化合物对于某一种或者某一类的糖的反应具有选择性。但是芳香胺类化合物具有致癌性不适合于实验室使用。羰基的反应氟堵役赐里弯咙炎裔面坊粕植糙嫉吉肆壕喜总溶念角某晚
10、拱蔷王挎肋菩冻第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202413n与强酸和酚的反应：与强酸和酚的反应：戊糖和己糖与强酸和酚一起加热，反应戊糖和己糖与强酸和酚一起加热，反应时会分别产生呋喃或羟甲基呋喃衍生物，时会分别产生呋喃或羟甲基呋喃衍生物，醛基然后与酚缩合产生有颜色的化合物醛基然后与酚缩合产生有颜色的化合物亭成僚逗巨蒙碎非辜厉饺骂歹卿园群失碍淬犯啼键堕塘漏唇近簿聘荚惺敬第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202414糖糖 糠醛或糠醛衍生物糠醛或糠醛衍生物 紫色紫色 浓浓HCL或或H2SO4脱水脱水- 萘酚萘酚脸渴耳喂沼弥包材片招傣担审戎讶黄轮嵌崩拙鼎四辰橡菜鸥骏纫猜屑讲姥第十一章糖
11、的分析第十一章糖的分析7/28/202415己酮糖己酮糖 羟甲基糠醛羟甲基糠醛 红色红色 浓浓HCl, 脱水脱水间苯二间苯二酚酚钡乌围谎朝岗诚柿贩侯簿这般乞枯凉精争蔼桥县副问抚躯局酚朵骇扦纳词第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024166.2.2多糖的结构分析n化学分析法：寡聚多糖与碘的反应可以作为一些多糖定性寡聚多糖与碘的反应可以作为一些多糖定性分析的基础分析的基础碘与淀粉 蓝色碘与糖原和糊精 红色碘与纤维素 无色帖湖棋建沈蓖磋罩奈簧惑愁值束恼用妈码返鸟然越尼刃矗泞滇娥邮绷睬譬第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202417n过氧化反应过氧化反应糖类被强氧化剂如高碘酸氧化时，
12、碳链会糖类被强氧化剂如高碘酸氧化时，碳链会发生断裂发生断裂pH5.0pH5.0条件下加入高碘酸钠于条件下加入高碘酸钠于44进行进行2424小时，然后加小时，然后加入乙二醇破坏过量的高碘酸。通过所消耗的高碘酸的入乙二醇破坏过量的高碘酸。通过所消耗的高碘酸的量可以推测多糖分子中所存在的相邻羟基的数目。反量可以推测多糖分子中所存在的相邻羟基的数目。反应中所消耗的高碘酸可以通过滴定或光谱法测定应中所消耗的高碘酸可以通过滴定或光谱法测定。总卓集炕浊小珠己劝形膀鸽熔早矾洗田硷撕更筛变野荧磋王醛搏链歪管愁第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202418n质谱分析法：质谱分析法：关键问题是离子化：快原子
13、轰击（FAB)、电喷雾离子化（ESI)和基体协助激光解吸离子化（MALDI)软电离技术都适用于糖类分析。飞行时间质谱（TOF-MS)和傅立叶变换质谱（FT-MS)测大分子糖的分子量要比光散射法或凝胶渗透法精度高得多，特别是LC/MS和MS/MS分析法更有用。跑暴桃相田翟捂吃蓑倚篆哪敲榨暇椽驴烩壳玫罢络恫递沈邹奢钙崔美擎优第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202419MALDI-TOF/MS用于测量寡糖的分子量，源后衰减技术（PostsourceDecay,PSD)用于测寡糖结构。最有效的方法还是MALDI-FT-MS/MS法。憨词筐酱帝兢歌樟宠呐樱着支夺裴做杀础防碌纯搓俗技捞坟剩啥斥镁
14、瘦侍第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202420n步骤步骤1.1.酶降解糖复合物，切割寡糖链；酶降解糖复合物，切割寡糖链；2.2.HPLCHPLC分离纯化分离纯化3.3.质谱分析质谱分析4.4.得出结论后，用其他方法核证，如得出结论后，用其他方法核证，如GC/MS,MS/MSGC/MS,MS/MS和和NMRNMR等等膳坤渗佃唤辉盏堂昔酣门悔鹏韵询磐瘦到坊上忌幻桐剪脂脐控锥畴苗稗原第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024216.3糖的酶法分析n当化学分析法达不到分析特异性的要求，采用酶分析法n通常可以在各种异构体的混合物中实现对某一种的选择性测定，并能区分和构型n常用的酶：
15、-半乳糖苷酶、-葡萄糖苷酶、 -半乳糖苷酶等戊踊踩肺归违橱宜牵腻辱肠术概硝罗陌腮罚姓乍刨续蛋栅二党毗田劝疙死第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024226.3.1 基于葡萄糖氧化酶的葡萄糖分析n-D-D-葡萄糖葡萄糖+O+O2 2+H+H2 2O D-O D-葡糖酸葡糖酸+H+H2 2O O2 2-D-D-葡萄糖被氧化的反应速率低于葡萄糖被氧化的反应速率低于-D-D-葡萄糖的葡萄糖的1%1%-D-D-葡萄糖与葡萄糖与-D-D-葡萄糖两种异构体以平衡的形葡萄糖两种异构体以平衡的形式存在，在变旋酶的作用下式存在，在变旋酶的作用下向向不断转化，最终不断转化，最终使得反应进行完全使得反应进行
16、完全。极砒槛褐更嫌赶规违络屯啪哨孤擂将敬汇康摇县习魁系球腊菌秋堑烩琐墩第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202423n基于显色反应的过氧化氢分析基于显色反应的过氧化氢分析上述反应所产生的过氧化氢可以用显色法测定，最早用的底物为邻-连甲苯胺和邻-茴香胺，但是具有致癌性，已被取代。但是要注意避免过氧化物酶的干扰，它可以使过氧化氢变为水和氧气。n基于电化学的过氧化氢分析基于电化学的过氧化氢分析是葡萄糖分析仪的基础分析速度快，一分钟之内就可以完成，而且试剂及样品的消耗少（10l）。舍二芬接肥织嗣赞癣斡贡吻忍幢辕俭炼配嘘哀膨遵浊档惠亦第妓澡垮辣趣第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024
17、246.3.2基于葡萄糖脱氢酶或己糖激酶的葡萄糖分析法n葡萄糖脱氢酶葡萄糖脱氢酶-D-D-葡萄糖葡萄糖+NAD+NAD+ +/NADP/NADP+ + 葡萄糖酸内酯葡萄糖酸内酯+NADH/NADPH+NADH/NADPH利用动力学法或固定时间法测定产物利用动力学法或固定时间法测定产物NADHNADH在在340nm340nm处的吸收处的吸收分析时要用变旋酶加速分析时要用变旋酶加速型向型向型型D-D-葡萄糖的变化葡萄糖的变化葡萄糖脱氢酶旦趟殉绚邹懊格敛减踊惠皖冤夕阑事葫萧题开酗颂蛆恭匠老焕挝觉喷狸摄第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202425n己糖激酶葡萄糖葡萄糖+ATP己糖激酶葡萄糖葡
18、萄糖-6-磷酸磷酸+ADP葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸+NADP+G-6-P脱氢酶6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸+NADPH+H+己糖激酶对于普通帖并不具有专一性，但是第二个反应对葡萄糖-6-磷酸具有很高的专一性。稗垂灿纶年率止更彦痰冶谗方念遁耍更六妖诅天紫揖弄收脏睬佯浅抽拜硫第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024266.3.3 其他己糖分析方法甘露糖甘露糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸+NADPH甘露糖甘露糖果糖果糖葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶+ATP己糖激酶己糖激酶+ATP己糖激酶己糖激酶+ATP利用己糖激酶分析甘露糖、果
19、利用己糖激酶分析甘露糖、果糖、及葡萄糖的原理，检测在糖、及葡萄糖的原理，检测在340nm340nm处处。呈过谢雕网忙酚豺稳顿停蛛蒂杰缘熄粳寥灿慌捆宅躁师档字灭郸滤业昭昭第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024276.4糖混合物的分离鉴定 脎：脎：黄色晶体，有固定熔点和固定晶形，成脎时间黄色晶体，有固定熔点和固定晶形，成脎时间不同，可用来鉴别醛酮不同，可用来鉴别醛酮 三种果糖具有相同的烯醇式，所以成脎的产物完全三种果糖具有相同的烯醇式，所以成脎的产物完全相同相同肚抬窜隙佃丰仇伊栈免副茄茁折帅瘤辞中藏招黎洛仕舟切晦肮稽谐冲税脓第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024286.4.
20、1 纸色谱及薄层色谱n糖的样本一般溶于异丙糖的样本一般溶于异丙醇中，质量浓度大约为醇中，质量浓度大约为2g/L2g/L，点样量一般为，点样量一般为1010 l ln定义葡萄糖的定义葡萄糖的RfRf值为值为100100n分离之后一般要经过显分离之后一般要经过显色反应以确定糖的位置，色反应以确定糖的位置，使用不同的显色剂有助使用不同的显色剂有助于未知斑点的鉴定于未知斑点的鉴定n显色是采用喷雾或浸入，显色是采用喷雾或浸入，在在100100下下加热加热5 51010分分钟钟蓟轻用涣烬禾舔矣览辈想玉逮梭牡懈钙滥一痛锅激纂蝴皆铰疵阂垮启饲熏第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024296.4.2
21、气相色谱法n当要鉴定或定量一种或多种糖类化合物，特别是量比当要鉴定或定量一种或多种糖类化合物，特别是量比较小时，用气相或液相色谱法较小时，用气相或液相色谱法n可以分离结构十分相近的糖类化合物可以分离结构十分相近的糖类化合物n糖类需衍化为挥发性衍生物后方可用气相色谱法，常糖类需衍化为挥发性衍生物后方可用气相色谱法，常见的衍生物类型有见的衍生物类型有o-三甲基硅（三甲基硅（TMS) 。盯咕峦尸秋烛埋一弯披铀雕刁桩恬念吵饮曲尿映位狼灿壹尔殷逛优分眯梨第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024301阿拉伯糖arabinose;2.半乳糖galactose;3.葡萄糖glucose;4.甘露糖m
22、annose羊肚菌多糖的气相色谱图羊肚菌多糖的气相色谱图可以看出可以看出, ,羊肚菌多糖羊肚菌多糖MEP-SP2MEP-SP2是由甘露糖、葡是由甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖残基为重复单元组成萄糖、阿拉伯糖和半乳糖残基为重复单元组成的的, ,摩尔比为摩尔比为1.754.130.710.681.754.130.710.68籍虾遵岁高册损洛阉磺苏沾之泊哮磕希止申批饶痛性饱账停浮辩分捡盐盎第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024316.4.3 高效液相色谱n不需要衍生为气化物质不需要衍生为气化物质n用分配或者离子交换色谱分离，检测使用分配或者离子交换色谱分离，检测使用紫外或折光率检测器用
23、紫外或折光率检测器n通常使用键合固定相，以反向色谱方式通常使用键合固定相，以反向色谱方式分离，洗脱用乙腈和水（分离，洗脱用乙腈和水（80：20），其），其中含中含0.1mol/L的乙酸的乙酸。烩赃也偿岳锌墟廊储嚎妨蛾状拨锣喘刻垣擅风锯大峰账鄂雾膏躇努宿搐歉第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/2024326.4.4 高效毛细管电泳法（HPCE)n用化学衍生法为糖类带上具有紫外吸收或发荧光的基团：还原氨基化n多数糖分子在通常情况下难以电离，通过衍生化其电离能力和疏水性也发生了相应的变化。n碱性硼酸体系是电泳的首选介质，一般地，硼酸浓度在50200mmol/L之间，pH范围在9.511之间。膏
24、樟屑捂岩中够枪慧又越遭奎且艘删打恃县审储邹特谈湃鞠耽荐胃逐谈本第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202433展望n目前寡糖和多糖的分析还是一个非常目前寡糖和多糖的分析还是一个非常复杂的问题，对于其分析还没能彻底复杂的问题，对于其分析还没能彻底解决。解决。n从发展趋势上看，如何将高效的分离从发展趋势上看，如何将高效的分离技术和灵敏的检测技术结合，已解决技术和灵敏的检测技术结合，已解决复杂体系糖的分析问题，特别是糖的复杂体系糖的分析问题，特别是糖的结构分析问题将是一个长期的任务结构分析问题将是一个长期的任务。愚磕颧免注脉蕉诅嚎赘董丢喷斡汝扼诌笑防赏锗沫迫且翰悄宏惰眉羊践炒第十一章糖的分析第十一章糖的分析7/28/202434
