Geranium glaberrimum不同器官超声辅助甲醇提取物的植物化学特征与抗氧化潜力

《Biomolecules》：Phytochemical Profiling and Antioxidant Potential of Ultrasonic-Assisted Methanolic Extracts from Different Organs of Geranium glaberrimum

　　

Geranium glaberrimum Boiss. & Heldr.是土耳其特有种，先前已有其植物化学和生物学特性的报道；然而，不同植物器官的比较植物化学和抗氧化数据仍然稀少。在本研究中，研究人员通过测定总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）、使用六种互补测定法的抗氧化活性、相对抗氧化能力指数（RACI）和液相色谱–串联质谱（LC–MS/MS）酚类谱，对来自花、叶、茎和根的超声辅助甲醇提取物进行了表征。每个器官制备单一提取物，并以技术三重复进行分析测量。叶提取物显示出最高的TFC（53.40 ± 0.15 mg RE/g），而花提取物显示出最高的TPC（252.63 ± 5.73 mg GAE/g）。RACI值以叶（0.58 ± 0.02）和花（0.47 ± 0.08）最高，随后为茎（?0.29 ± 0.19）和根（?0.77 ± 0.04），这反映了基于整合植物化学参数和化学抗氧化测定结果，各提取物在调查范围内的相对位置。LC–MS/MS谱靶向28种酚类化合物，其中检出27种，橙皮苷、金丝桃苷、没食子酸、槲皮素、原儿茶酸和山柰酚为主要成分。抗氧化测定揭示了器官依赖性模式，花和叶提取物通常比根提取物表现出更高的自由基清除和还原能力。基于四个器官水平观察的探索性Pearson相关和层次聚类分析表明，酚类组成与化学抗氧化能力之间存在关联。这些发现提供了G. glaberrimum初步的器官特异性植物化学和抗氧化特征，并强调了独立生物学重复和进一步生物学验证的必要性。

**Geranium glaberrimum不同器官超声辅助甲醇提取物的植物化学与抗氧化研究解读**

**一、研究背景与目的**

Geranium属（牻牛儿苗科）全球约430种，集中分布于地中海盆地和西南亚，其成员因富含可水解鞣质（如geraniin、corilagin、鞣花酸）、酚酸、黄酮醇等酚类化合物而具有收敛、抗炎、抗菌和伤口愈合等传统药用价值。土耳其特有种Geranium glaberrimum Boiss. & Heldr.分布于安纳托利亚高地海拔1200–2500 m区域，形态特征为无毛茎、深裂叶和玫瑰紫色花瓣。此前唯一针对该物种的植物化学研究鉴定了其乙醇地上部分提取物中没食子酸、鞣花酸、corilagin、geraniin和槲皮素为主要酚类成分，并报道了强抗氧化活性和经分子对接验证的酪氨酸酶抑制作用。然而，该物种缺乏器官特异性比较数据，而此类数据对于合理化民族植物采集策略、指导提取物标准化至关重要。因此，研究人员设计了本研究，旨在比较花、叶、茎、根四个器官的超声辅助甲醇提取物的酚类组成和化学抗氧化能力。

**二、技术方法概述**

研究人员于2025年6月1日从土耳其安塔利亚省Akseki区Otluk山（37°02′43″ N, 31°54′03″ E，海拔1450 m）采集盛花期G. glaberrimum，植物标本（编号GOPU 8533）保存于Tokat Gaziosmanpa?a大学标本馆。花、叶、茎、根分别阴干、粉碎后，各取5 g以100 mL HPLC级甲醇（1:20 w/v）在超声浴（40 kHz，260 W，约30°C）中提取60 min，获得单一甲醇提取物。采用Folin–Ciocalteu法测定总酚含量（TPC，以没食子酸当量GAE表示），氯化铝比色法测定总黄酮含量（TFC，以芦丁当量RE表示）；通过液相色谱–电喷雾电离–串联质谱（LC–ESI–MS/MS）在多重反应监测（MRM）模式下靶向定量28种酚类化合物；利用磷钼酸盐、DPPH、ABTS、CUPRAC、FRAP和金属螯合六种化学测定法评估抗氧化活性，并计算相对抗氧化能力指数（RACI，基于TPC、TFC及六种测定结果标准化z-score的均值）。所有测量均为技术三重复，因缺乏独立生物学重复，未进行推断性统计比较，仅作描述性解读；Pearson相关和层次聚类基于四个器官水平均值（n=4）进行探索性分析。

**三、研究结果**

**3.1 总酚和总黄酮含量（Total Phenolic and Flavonoid Contents）**

TPC和TFC呈现不同的器官分布模式。花提取物的TPC最高（252.63 ± 5.73 mg GAE/g），茎和叶接近（分别为221.20 ± 10.28和221.03 ± 4.80 mg GAE/g），根最低（164.04 ± 3.12 mg GAE/g）。TFC则以叶最高（53.40 ± 0.15 mg RE/g），其次为花（33.34 ± 0.09）、茎（27.20 ± 0.01）、根（3.54 ± 0.36）。叶中高TFC与其高含量的槲皮素、金丝桃苷、山柰酚和木犀草素（LC–MS/MS测定）一致。

**3.2 LC–MS/MS酚类谱（LC-MS/MS Phenolic Profiling）**

靶向的28种酚类中，27种在至少一个器官中被检出，2-羟基肉桂酸在所有提取物中均未检出。七种最丰富的化合物（橙皮苷、金丝桃苷、没食子酸、槲皮素、原儿茶酸、绿原酸和(+)-儿茶素）占总定量酚类质量的大部分。没食子酸在花（1831 ± 55 μg/g）、叶（1797 ± 27）、茎（1445 ± 4）、根（516 ± 3）中均位列前茅；原儿茶酸在茎中最高（1898 ± 7 μg/g）；绿原酸在叶中最高（1927 ± 81 μg/g）。黄酮类中，橙皮苷在茎中最高（3150 ± 11 μg/g），金丝桃苷在叶中最高（3065 ± 25 μg/g），槲皮素在叶中显著富集（3539 ± 60 μg/g），山柰酚也在叶中最高（1540 ± 12 μg/g）。根提取物呈现出独特的酚类特征，富含(+)-儿茶素（658 μg/g）、(?)-表儿茶素（38.6 μg/g）、木犀草素7-葡萄糖苷（21.0 μg/g）和香草醛（29.8 μg/g）。此外，四个器官均检出毛蕊花糖苷（3.73–7.24 μg/g），该化合物未在先前该物种的植物化学研究中报道。

**3.3 抗氧化活性和相对抗氧化能力指数（Antioxidant Activity and RACI）**

六种化学抗氧化测定显示器官依赖性模式。DPPH清除活性叶最强（722 ± 24 mg TE/g，IC₅₀ = 0.319 mg/mL），根最弱（392 ± 10 mg TE/g）；FRAP还原能力花>叶>茎>根（755、704、640、436 mg TE/g）；CUPRAC花最高（692 ± 21 mg TE/g）；ABTS各器官差异较小；磷钼酸盐总抗氧化能力根最高（938 ± 16 mg TE/g）但各器官数值接近；金属螯合活性各器官相近（14.11–14.53 mg EDTAE/g）。RACI值整合八项参数后，叶（0.58 ± 0.02）和花（0.47 ± 0.08）为正，茎（?0.29 ± 0.19）和根（?0.77 ± 0.04）为负，表明叶和花在本次比较中综合化学抗氧化能力相对较高。

**3.4 层次聚类Pearson相关分析（Hierarchically Clustered Pearson Correlation Analysis）**

基于四器官水平数据的探索性相关分析显示，TPC与DPPH、FRAP、CUPRAC活性呈正相关，TFC与DPPH活性强正相关。没食子酸与FRAP和DPPH呈正相关，槲皮素和金丝桃苷与DPPH/ABTS相关，原儿茶酸与FRAP正相关。金属螯合活性与TPC/TFC及多数酚类相关较弱，磷钼酸盐法（TAP）与TPC和TFC呈负相关（r = ?0.78和?0.92）。层次聚类将DPPH、FRAP、TFC、没食子酸、金丝桃苷、槲皮素、山柰酚和木犀草素聚为一类，而TAP和金属螯合位于不同分支。由于n=4且无独立生物学重复，这些相关仅视为初步探索性结果。

**四、讨论与结论**

研究人员指出，花和叶的较高化学抗氧化能力可能与其较高的黄酮类含量和特定酚类组成有关，但单一化合物的贡献未被直接证实。根提取物尽管TPC和TFC较低，但磷钼酸盐还原能力最高，可能与其含有的(+)-儿茶素、(?)-表儿茶素和香草醛等还原性成分相关，但未经直接评价。金属螯合活性在不同器官间差异很小，提示其可能受酚类结构特征而非总含量影响。层次聚类和相关性分析仅表征关联，不能确立因果关系。该研究的主要局限是每个器官仅制备单一提取物，技术三重复只代表分析重复性而非生物学变异性，因此器官差异不能推广到整体物种；所有结论均需独立生物学重复和进一步体内/细胞验证。本研究未进行任何细胞或动物实验，化学抗氧化结果不应被视为生物学功效证据。

**结论翻译**：本研究通过超声辅助甲醇提取，提供了G. glaberrimum初步的器官特异性植物化学特征。根据观察到的RACI、TPC、TFC、DPPH、CUPRAC和FRAP结果，花和叶提取物表现出相对较高的化学抗氧化能力，而根提取物在若干抗氧化测定中数值较低，但保留了富含(+)-儿茶素、(?)-表儿茶素、木犀草素7-葡萄糖苷和香草醛的独特酚类特征。LC–MS/MS定量了27种酚类化合物，主要成分为橙皮苷、金丝桃苷、没食子酸、槲皮素、原儿茶酸和山柰酚。Pearson相关和层次聚类分析揭示了植物化学组成与化学抗氧化测定结果之间的探索性关联，但未建立预测关系或因果贡献。总体而言，地上器官（尤其是叶和花）值得进一步研究作为富含酚类的提取物来源；但本研究基于每器官单一提取物，结果应视为初步，不能独立生物学重复外推。化学抗氧化能力仅由无细胞测定确定，其潜在生物学效应有待适当的细胞和体内模型验证。未来研究方向可能包括器官特异性提取物的抗炎、抗菌、酶抑制活性，以及根含儿茶素提取物的进一步表征，并评估其生物利用度、安全性和抗氧化效果。