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为评估微生物发酵对澳大利亚 3 种海洋藻类不同溶剂提取物的影响，研究人员运用 HPTLC 等技术，发现红藻样本 3 抗炎活性突出。
海洋生物是生物活性化合物的重要来源，其蕴含许多具有独特化学结构的物质。海洋作为地球上最大的生态系统，覆盖超过 70% 的地球表面，是生命的摇篮。经过漫长的进化，海洋生物发展出了多样的形态和生存方式。海洋藻类（海藻）因其数量丰富且培育过程环保，成为海洋中极具价值的资源之一。它们能产生许多生物活性次生代谢产物，以抵御海洋生态系统中的极端环境，如强烈的阳光、高浓度氧气和高盐度，且自身结构未受明显损伤。这表明它们含有高效的抗氧化剂、自由基清除剂以及抗炎化合物。如今，随着全球城市化和工业化的发展，环境污染加剧，人们接触有毒化学物质的机会增多，炎症成为一大健康问题，与之相关的慢性疾病已成为人类死亡的重要原因。天然抗炎化合物用于对抗炎症已有数百年历史，与治疗多种炎症性疾病的首选药物非甾体抗炎药（NSAIDs）相比，其副作用往往更少。
本研究旨在评估微生物发酵对三种澳大利亚海洋藻类（一种红藻和两种褐藻）不同溶剂提取物的植物化学成分、抗氧化和抗炎特性的影响。研究采用乳酸菌（LAB）对植物材料进行微生物发酵，以分解大型有机分子，促进生物活性化合物的释放以便提取。由于藻类的细胞壁由复杂的多糖、蛋白质和多酚构成，结构坚硬，这限制了从藻类基质中提取生物活性化合物的效率。因此，高效的细胞破碎是提取生物活性化合物的关键步骤。虽然超声处理被认为是一种有前景的物理预处理细胞破碎方法，但它能耗高、成本大。传统的溶剂萃取、酸碱水解和高温萃取可能会产生大量可能有毒的废弃物，还可能降解热敏性生物活性化合物（如多酚、类胡萝卜素等）。
研究运用高效薄层（HPTLC）色谱法，结合化学衍生化和酶生物测定，对植物化学成分进行分析，并检测和评估具有抗氧化和抗炎活性的生物活性化合物。HPTLC 是基于薄层色谱（TLC）的自动化平面色谱技术。作为一个开放系统，平面色谱与生物测定兼容，在薄板展开后，流动相溶剂很容易被去除，生物测定可直接在色谱板表面原位进行。将生物测定应用于平面色谱，能够对植物提取物等复杂样品进行效应导向分析（EDA）。由于植物提取物可能包含数百种有机化合物，为便于后续化学分析，需减少潜在分析物的数量，仅保留对生物效应有显著贡献的化合物。HPTLC 各步骤的自动化以及更高质量色谱板（即粒径更小、粒径分布更窄）的应用，提高了检测灵敏度、改善了分离效果，还能够对分析物进行定量。HPTLC 能有效地将植物提取物分离成单个成分。薄板展开后，酶悬浮液直接应用于色谱板，由此可确定植物提取物中单个化合物对酶的抑制作用。若对粗提物直接进行体外生物测定而不事先分离，得到的是提取物中所有生物活性分子的综合反应，包括相互对抗或协同的作用，这可能导致无法检测出发挥生物活性的特定化合物。
在提取物评估中，测量效力是一个重要问题。本研究采用实验室先前开发的基于 HPTLC - 生物测定的实验方案，来确定半数最大抑制浓度（IC50）。通过红外（IR）光谱、核磁共振（NMR）光谱和质谱（MS）对检测到的生物活性化合物进行表征。
实验中使用了分析试剂（AR）级的溶剂和化学品，包括花生四烯酸（≥98.5%）、牛血清白蛋白（BSA，pH<5.0 粉末）、绵羊甘油溶液中的环氧化酶 - 1（COX - 1，≥1500 单位 /mg 蛋白质）、2,2 - 二（4 - 叔辛基苯基） - 1 - 苦基肼基（DPPH?）自由基、没食子酸标准品（97%）、二甲基亚砜（DMSO，≥99.7%）、乙酸乙酯、甲醇（HPLC 级，99.9%）、水杨酸、谷甾醇（95%）和沃斯特蓝（N，N，N′，N′ - 四甲基 - 对苯二胺或 TMPD）。
众所周知，不同的溶剂和提取前处理会影响提取物的化学成分。研究人员通过基于傅里叶变换红外光谱（FTIR）的植物化学分析和 HPTLC 指纹图谱分析，评估了具有不同选择性的溶剂以及藻类发酵对从海洋藻类中提取生物活性化合物的效率。
研究结论表明，HPTLC 结合生化测定及后续光谱鉴定，是分析海洋藻类提取物抗氧化和抗炎活性的有效方法。红藻样本 3 卓越的抗炎活性，可能归因于其富含饱和脂肪酸，尤其是奇数链饱和脂肪酸（壬酸和十五烷酸）、独特的不饱和脂肪酸（C14:2）以及独特的单溴代大环化合物。
作者贡献声明：Snezana Agatonovic - Kustrin 负责撰写初稿、研究方法、正式分析和概念构思；Sheryn Wong 负责调查研究；Anton V. Dolzhenko 负责撰写初稿、研究方法、调查研究和正式分析；Vladimir Gegechkori 负责撰写评审与编辑、研究方法和概念构思；David W. Morton 负责撰写评审与编辑和调查研究。
利益冲突声明：作者声明他们不存在已知的可能影响本文所报道研究工作的财务利益冲突或个人关系。
