【正文】 Student ID: 071040110BACHELOR39。S THESIS OF HUBEI UNIVERSITY FOR NATIONALTIESThe effect of weather on the contents and the kinds of volatile substances released from the leaves of Artemisia annua L. Faculty Name:School of Biological Science and technologyMajor:Biological engineeringStuName:Huang HuiMentor:Zhou YifengEnshi ChinaMay 6th, 2014鄭重聲明本人鄭重聲明所呈交的學(xué)位論文《天氣對青蒿揮發(fā)性物質(zhì)影響情況的分析》是我在導(dǎo)師 周毅峰 的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式進(jìn)行了說明。作者簽名：年 月 日 天氣對青蒿揮發(fā)性物質(zhì)影響情況的分析天氣對青蒿揮發(fā)性物質(zhì)的影響黃 惠（湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北恩施，445000）摘 要：為了解不同天氣環(huán)境下青蒿釋放的揮發(fā)性成分和含量的變化，利用頂空固相微萃取氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（SPMEGC/MS）測定青蒿在不同天氣下的揮發(fā)性成分。關(guān)鍵詞：青蒿；頂空固相微萃取氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（SPMEGC/MS）；揮發(fā)性物質(zhì)Abstract:In order to know the changes of volatile ponents and contents in Artemisia annua L which are released during different weathers,we determine the volatile ponents of Artemisia annua L in different weather conditions by using SPMEGC/ results show that:1)The kinds of volatile ponents in Artemisia annua L are distinct in different weather conditions:(1R)(+)alphaPinene、phellandrene and epoxy farnesene are only detected in the samples of rainy days,while π Lavender ethyl alcohol and CIS 2 CARENE 4 alcohol are merely detected in the samples of sunny days。 the percentage of volatile sesquiterpenes and its derivatives of Artemisia annua L in sunny days are mostly higher than that of the rainy days Key words: Artemisia annua L。青蒿原產(chǎn)于中國，廣泛分布于全國各地，其中以北緯40 度，東經(jīng)109 度，海拔在1000 到1500 米的地區(qū)分布最廣，現(xiàn)在青蒿廣泛分布在世界各地。其最早出現(xiàn)于馬王堆三號漢墓出土(公元前168年左右)的帛書《五十二病方》，而后在《大觀本草》、《神農(nóng)本草經(jīng)》、《本草綱目》均有收錄。在青蒿素化學(xué)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上開發(fā)的多種青蒿素衍生物，如雙氫青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚、蒿乙醚等,它們均有抗拒、抗孕、抗纖維化、抗血吸蟲、抗弓形蟲、抗心律失常和腫瘤細(xì)胞毒性等功效[3]。青蒿素衍生物是以植物中提取分離的青蒿素來衍生合成的。由于青蒿為一年生草本植物，植株開花后即死亡，而且青蒿為嚴(yán)格的自交不親和植物，只能開放授粉，因此種子很難保持高產(chǎn)特性。目前，提取青蒿素的工藝基本成熟，已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)，但提取效率低，青蒿原料浪費(fèi)嚴(yán)重，成本偏高。相關(guān)研究表明，溫度、濕度和一些還原性物質(zhì)等對青蒿揮發(fā)性物質(zhì)的釋放產(chǎn)生一定的影響，但天氣對青蒿揮發(fā)性物質(zhì)的影響少有文獻(xiàn)提及。本研究對不同天氣環(huán)境下青蒿釋放的揮發(fā)性有機(jī)物成分和含量進(jìn)行鑒定，分析自然狀態(tài)下單株青蒿釋放的揮發(fā)性有機(jī)物的成分和濃度比例以及隨天氣變化的特性，以期得到天氣對青蒿揮發(fā)性物質(zhì)的影響，為其他研究者提供青蒿揮發(fā)性物質(zhì)影響因素的參考。在我國，青蒿分布廣、資源豐富，主要分布在我國的云南、四川、廣西、重慶、貴州等地。通過科學(xué)工作者的大量研究表明，青蒿是嚴(yán)格的短日照植物[5]，光照直接影響到青蒿素的含量，屬于淺根系植物，具有很強(qiáng)的分枝能力和抗旱抗?jié)衬芰Γ噍锎嬖谧越徊挥H和性，是典型的異花授粉植物，主要屬于風(fēng)媒花和蟲媒花。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[6]最適合青蒿生長的氣候?yàn)閬啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候，在這個(gè)氣候區(qū)內(nèi)，年降雨量l100～1400mm，植物生長期的平均氣溫為17．6℃28．4℃．青蒿生長對土壤質(zhì)地和PH值要求不高，但有學(xué)者[7]研究認(rèn)為偏酸性的黃色和紫色土壤更適合青蒿的生長。種子的最適發(fā)芽溫度為18℃～25℃，但因?yàn)榍噍锓N子無休眠期，發(fā)芽需要光照，故其發(fā)芽溫度為8℃～25℃，種子最好貯藏在低溫(3℃～6℃)瓶子里，青蒿種子在低溫條件下至少可以保存3年，種子的發(fā)芽率達(dá)99％。該植物黃綠色，有濃烈的揮發(fā)性香氣。下圖 。20世紀(jì)80年代，青蒿揮發(fā)油研究引起了人們的重視，1981987 年蒿甲醚油針劑、青蒿琥酯鈉鹽的水針劑和青蒿素栓劑作為一類新藥在我國批準(zhǔn)生產(chǎn)。圖 青蒿Fig. Artemisia annua L. 青蒿素的分子結(jié)構(gòu)青蒿素(Artemisinin)是從復(fù)合花序植物黃花蒿(即中藥青蒿)中提取得到的一種無色針狀晶體，分子式為C5H22O5，是一種新型倍半萜內(nèi)酯，具有過氧鍵和＆內(nèi)酯環(huán)，有一個(gè)包括過氧化物在內(nèi)的l，2，4三呃烷結(jié)構(gòu)單元，這在自然界中是十分罕見的，它的分子中包括有7個(gè)手性中心[8]，如圖 。圖 青蒿素的分子結(jié)構(gòu)Fig. molecular structure of artemisinin 青蒿素的理化性質(zhì)青蒿素為無色針狀晶體，溶點(diǎn)為156～157℃, [a] D17=+66．3℃(C=1．64氯仿)。因其具有特殊的過氧基因，它對熱不穩(wěn)定，易受濕、熱和還原性物質(zhì)的影響而分解.IR譜(KBr)具有一個(gè)六元環(huán)內(nèi)酯(1740cm1)和過氧基鍵(881，995，1115cm1)。 青蒿素的藥理作用青蒿素的發(fā)現(xiàn)成為世界抗瘧藥史上繼奎寧之后的又一個(gè)重要里程碑。與此同時(shí)，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的藥理及臨床研究。此外青蒿素在其他疾病的治療中也顯示出誘人的前景。目前，已研制出了第二代換代產(chǎn)品和用青蒿素治療腫瘤、黑熱病、紅斑狼瘡等疾病的衍生新藥，同時(shí)開始探索青蒿素治療艾滋病、惡性腫瘤、利氏曼、血吸蟲、滌蟲、弓形蟲等疾病以及戒毒的新用途[14]。目前全世界每年抗瘧藥銷售額高達(dá)15億美元，但主要為西方國家制藥廠壟斷。 青蒿素的制備 青蒿素的化學(xué)合成化學(xué)合成青蒿素這一復(fù)雜的天然分子是有機(jī)化學(xué)家所面臨的挑戰(zhàn)。1986年有學(xué)者報(bào)道了[15]青蒿素的全合成途徑，其合成以R(+)香草醛為原料，經(jīng)十幾步合成青蒿素。青蒿素全合成研究雖已取得一些明顯的進(jìn)展，但到目前尚未顯示出商業(yè)的可行性。包括：(1)通過添加生物合成的前體來增加青蒿素的含量；(2)通過對控制青蒿素合成的關(guān)鍵酶進(jìn)行調(diào)控，或者對關(guān)鍵酶控制的基因進(jìn)行激活來大幅度增加青蒿素的含量；(3)利用基因工程手段來改變關(guān)鍵基因以增強(qiáng)它們所控制酶的效率。對于倍半萜內(nèi)酯的合成，其限速步驟一是環(huán)化和折疊成倍半萜母核的過程，另一個(gè)限速步驟為形成含過氧橋的倍半萜內(nèi)酯過程。自80年代以來，植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)青蒿素的研究工作己進(jìn)行不少，已經(jīng)在青蒿愈傷組織、懸浮細(xì)胞、芽和毛狀根等培養(yǎng)體系中進(jìn)行了青蒿素合成的探索。研究發(fā)現(xiàn)，在未分化的青蒿植物組織中不含或含有極低水平的青蒿素，而一定的組織分化則可促進(jìn)青蒿素的合成[18]。目前，青蒿組織培養(yǎng)的研究工作主要集中在利用生物技術(shù)的手段來進(jìn)行組織培養(yǎng)物的改進(jìn)和高青蒿素含量培養(yǎng)系的篩選和建立，對于利用生物反應(yīng)器培養(yǎng)青蒿組織來生產(chǎn)青蒿素的研究工作尚處于起步階段。 青蒿植物中提取青蒿素青蒿素在抗瘧中日益顯示其重要性，尋找其新的來源