分子质量测定新方案：色谱与粘度法在紫茎泽兰新型多糖研究中的应用

为解决天然多糖分子质量测定需求，研究人员以紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）叶多糖为对象，采用 HP-GPC 和粘度法测定分子质量。结果显示 Mw 为 4.05×10? Da、Mn 为 2.28×10? Da、Mη 为 3.59×10? Da，证实粘度法可替代昂贵仪器，为相关研究提供经济方案。

　　

在生命科学与健康医学领域，天然多糖的分子质量分析对其在营养保健、药物开发等多领域应用至关重要。然而，高精度仪器如高效凝胶渗透色谱（HP-GPC）的普及度有限，尤其在发展中国家的实验室和高校中，缺乏此类设备成为阻碍研究的瓶颈。如何以经济简便的方法准确测定多糖分子质量，成为科研人员亟待解决的问题。紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum L.）作为一种在喜马拉雅地区肆虐的入侵植物，虽被视为 “森林杀手”，但其叶片中可能蕴含具有生物活性的多糖成分，且此前尚未有关于其多糖分子质量及单糖组成的研究报道。在此背景下，印度德拉敦森林研究 institute（Forest Research Institute, Dehradun）的研究人员开展了相关研究，旨在探索利用常规仪器测定多糖分子质量的可行性，并为入侵植物的资源化利用提供科学依据。该研究成果发表在《Carbohydrate Research》，为多糖研究领域提供了新的方法思路和数据参考。

研究人员主要采用以下关键技术方法：

1. 多糖分离纯化：从紫茎泽兰叶片中通过溶剂沉淀法提取多糖，经透析、离子交换色谱（IEC）、凝胶渗透色谱（GPC）等步骤纯化，最终获得纯度较高的多糖样品，产率为 0.62±0.08%。
2. 单糖组成分析：将多糖水解后，对水解产物进行还原和乙酰化衍生，通过气相色谱 - 质谱 / 火焰离子化检测（GC-MS/FID）确定单糖组成及摩尔比。
3. 分子质量测定：利用 HP-GPC 法，以已知分子质量的葡聚糖为标准品，测定多糖的重均分子质量（M_W）和数均分子质量（M_N）；同时采用 Ubbelohde 稀释粘度计，通过 Mark-Houwink 方程计算粘均分子质量（M_η）。

研究结果

单糖组成分析

GC-MS/FID 分析表明，紫茎泽兰叶多糖由 L - 阿拉伯糖、D - 木糖、D - 甘露糖、D - 葡萄糖和 D - 半乳糖组成，摩尔比为 1.61:1.00:0.25:5.89:3.24。

分子质量测定

• HP-GPC 法：测得 M_W为 4.05×10⁵ Da，M_N为 2.28×10⁵ Da，多分散指数（PDI）为 1.793，表明该多糖具有多分散性。
• 粘度法：通过 Ubbelohde 稀释粘度计测定特性粘度，结合 Mark-Houwink 方程计算得出 M_η为 3.59×10⁵ Da，与 HP-GPC 法结果具有较好的一致性。

结论与讨论

本研究首次报道了紫茎泽兰叶多糖的分子质量及单糖组成，证实其由五种单糖构成且具有较高的分子质量。研究结果表明，粘度法利用简单的 Ubbelohde 稀释粘度计（成本约 200 美元）即可实现多糖分子质量的有效测定，为缺乏 HP-GPC 等高端仪器的实验室提供了经济可行的替代方案，尤其适用于发展中国家的科研机构和高校本科教学实验。此外，对入侵植物紫茎泽兰多糖的研究，为其资源化利用开辟了新途径，有助于推动对有害植物的功能性成分开发，减少其对生态环境的危害，同时为天然多糖的结构 - 功能关系研究提供了基础数据。该研究不仅解决了仪器受限的实际问题，还为多糖的快速筛选和应用研究提供了方法论参考，具有重要的科学意义和实际应用价值。