Asid L-thioglutamicadalah sebatian produk semulajadi yang ditukar daripada prekursor seperti glukosinolat dalam sayur-sayuran grannymonda seperti kangkung, sayur sawi dan brokoli. Ia mempunyai pelbagai kesan kesihatan, dan digunakan secara meluas untuk mencegah penyakit kronik seperti kanser, penyakit kardiovaskular dan diabetes. Ia banyak ditemui dalam tumbuhan salib, seperti kangkung, kembang kol, dan kubis. Ia mempunyai banyak aktiviti farmakologi, seperti antikanser, anti-radang, antioksida, neuroprotektif, dan lain-lain. Oleh itu, kaedah sintetik asid L-thioglutamic telah menarik banyak perhatian.
Pada masa ini, kaedah untuk mensintesis asid L-thioglutamic boleh dibahagikan kepada dua kategori: penapaian biologi dan sintesis kimia. Kedua-dua kaedah ini diterangkan secara terperinci di bawah.
Kaedah penapaian biologi L-Sulforaphane:
Kaedah penapaian biologi ialah kaedah mensintesis sebatian dengan mikroorganisma. Melalui saringan strain bakteria dan pengoptimuman keadaan kultur, mikroorganisma boleh menghasilkan asid L-thioglutamic semasa proses penapaian. Kini didapati banyak strain boleh mensintesis asid L-thioglutamic, seperti Escherichia coli, Streptococcus thermophilus dan sebagainya. Antaranya, kaedah untuk mensintesis asid L-thioglutamic oleh strain yang diwakili oleh Escherichia coli adalah yang paling biasa. Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
1. Mengasingkan strain penghasil L-thioglutamat, seperti Escherichia coli, daripada tanah atau tisu tumbuhan;
2. Mengamalkan keadaan medium dan kultur yang sesuai, seperti suhu, nilai pH, masa kultur, dsb., untuk memupuk Escherichia coli;
3. Tuai sup penapaian Escherichia coli, jalankan pemprosesan dan penulenan tertentu, dan dapatkan asid L-thioglutamic.
Kaedah sintesis kimia L-Sulforaphane:
Kaedah sintesis kimia adalah menggunakan kaedah tindak balas molekul kimia untuk mensintesis asid L-thioglutamic melalui laluan sintetik yang berbeza. Pada masa ini, kaedah sintesis kimia terutamanya dibahagikan kepada empat jenis: kaedah garam kolin, kaedah sulfuril klorida, kaedah pengurangan karbonil, dan kaedah agarose sulfat.
1. Kaedah garam kolin:
Kaedah ini adalah salah satu kaedah sintetik yang biasa digunakan. Teruskan seperti berikut:
① Pertama, L-metionin dan kolin bertindak balas di bawah keadaan berasid untuk menghasilkan pengganti nitrogen jarang bagi asid L-thioglutamic.
② Memanaskan dan menghidrolisis pengganti nitrogen kepada asid L-thioglutamic dalam keadaan beralkali.
Kelebihan kaedah ini ialah tindak balasnya mudah dan mudah dikuasai, tetapi hasil adalah rendah.
2. Kaedah sulfonil klorida:
Kaedah ini menggunakan tindak balas penggantian elektrofilik untuk mensintesis asid L-thioglutamic. Teruskan seperti berikut:
① Tindak balas L-metionin dan sulfonyl chloride dalam keadaan alkali untuk mendapatkan L-thioglutamic acid sulfinate.
② Sulfinat dihidrolisiskan dalam keadaan beralkali untuk menghasilkan asid L-thioglutamic.
Kelebihan kaedah ini ialah tindak balasnya mudah dikawal dan hasil yang tinggi, tetapi ia perlu menggunakan sulfonil klorida toksik.
3. Kaedah pengurangan karbonil:
Kaedahnya adalah dengan menggunakan tindak balas pengurangan untuk mensintesis asid L-thioglutamic. Teruskan seperti berikut:
①L-metionin bertindak balas dengan acetonimine untuk menghasilkan piridin pirimidin-2-en-4-satu dan pirimidin pirimidin-2-en-4-satu-5-sulfat pada masa yang sama
②Pyrimidine pyrimidine-2-en-4-satu-5-sulfat dikurangkan untuk mendapatkan asid L-thioglutamic.
4. Kaedah agarose sulfat: Kaedah ini adalah untuk bertindak balas L-metionin dan agarose sulfate dalam keadaan berasid untuk menghasilkan asid L-thioglutamic. Oleh kerana aktiviti pemangkin sulfat yang baik, kecekapan tindak balas dan selektiviti bertambah baik. Lebih tinggi, tetapi lebih menyusahkan untuk dikendalikan.
Dalam penyelidikan saintifik, pengesanan L-sulforaphane adalah sangat penting. Antaranya, kaedah agarose sulfat merupakan salah satu kaedah pengesanan klasik. Kaedah agarose sulfat dan langkah-langkahnya akan diterangkan secara terperinci di bawah.
Prinsip eksperimen
Kaedah agarose sulfat adalah berdasarkan pembentukan kompleks kuning L-thiogalactopicrin dan barium sulfat, garam yang terbentuk dalam keadaan berasid, menggunakan agarose sebagai perancah untuk memisahkan L- Kaedah sulforaphane. Kaedah ini berdasarkan fakta bahawa dalam keadaan berasid, kompleks kuning yang terbentuk oleh tindak balas barium sulfat dan L-sulforaphane tidak mudah larut dalam air dan mendakan dalam agarose, untuk memisahkan dan mengesan L-sulforaphane.
Langkah eksperimen:
Langkah 1: Sediakan penggantungan agarose-barium sulfat
Timbang jumlah agarose dan barium sulfat yang sesuai, tambah sejumlah air suling selepas bercampur dan kacau sebati, panaskan sehingga larut atau sekata, tapis ampaian dengan penapis dengan saiz liang 0.22um, dan kemudian rebus selama 3 hingga 5 minit. Apabila ampaian menyejuk hingga di bawah 50 darjah tetapi masih tidak memejal, tuangkan larutan ke dalam cawan Petri dan letakkan pada suhu bilik sehingga ia menjadi pejal.
Langkah 2: Penyediaan dan pemprosesan sampel:
Timbang sampel atau piawai untuk diuji, tambah {{0}} secukupnya.01 M larutan natrium pirofosfat untuk larut, tambahkan isipadu kloroform yang sepadan untuk diekstrak, sentrifuge selama 10-15 minit , keluarkan cecair lapisan atas, sejat kloroform untuk mengumpul sisa, tambah 2 mL air dan 2 mL asid hidroklorik pekat, diekstrak semula dengan kloroform, disentrifugasi, dan lapisan atas diambil. Ambil 24mL cecair atas, tambah 0.2 mL larutan kuprum nitrat 2 peratus dan 0.4 mL larutan nitrat plumbum 5 peratus, ekstrak sekali dengan kloroform, emparan, dan ambil cecair atas, yang boleh digunakan sebagai sampel eksperimen untuk ujian.
Langkah 3: Percubaan analisis semula:
Sampel telah ditambah ke dalam ampaian agarose-barium sulfat dan dipanaskan dalam mandi air untuk memejal pada 80 darjah selama 2 jam. Selepas sampel dipadatkan, ampaian agarose-barium sulfat disejukkan ke suhu bilik, dan kompleks sampel agarose-barium sulfat dibubarkan di bawah keadaan penampan asid sitrik dan garam ammonium. Akhir sekali, bilas dengan air secara berurutan, dan periksa secara visual warna kompleks dalam sfera agarose.
Langkah 4: Analisis keputusan:
Ukur penyerapan turasan selepas analisis semula untuk membina lengkung piawai, dengan itu mendapatkan kandungan L-sulforaphane.
Kaedah agarose sulfat adalah kaedah klasik untuk mengasingkan dan mengesan L-sulforaphane. Melalui satu siri langkah, L-sulforaphane boleh diasingkan dan kandungannya dikesan. Kaedah ini mempunyai kelebihan kesederhanaan, kepekaan yang tinggi, dan keputusan yang tepat, dan biasanya digunakan dalam pengesanan L-sulforaphane dalam makanan, kosmetik, dan farmaseutikal.
Ringkasan: Dengan perkembangan sains dan teknologi, kaedah mensintesis asid L-thioglutamic sedang dioptimumkan dan dipertingkatkan secara berterusan. Pada masa yang sama, kaedah penapaian biologi dan kaedah sintesis kimia juga mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka sendiri, dan kaedah yang digunakan bergantung kepada keadaan sebenar.