樟树精油抗氧化关键成分确定、调控及协同机制研究

There are some scientific problems in the researches antioxidant activity of Cinnamomum camphor oil, such as the lack of the compositions of antixoidant components, the relationship between the quantitation of chemical components and the antioxidant capability, the synergistic reaction of antioxidant components in the antioxidant procedure. To address these problems, the project employs the strategy that combines the chromatography coupled with high-resolution mass spectrometry, advanced metabolic profiling analysis and chemometric to provide the metabolites with antioxidant activity in the Cinnamomum camphor oil, and the relationship between the quantitation of these components and the antioxidant capability of oil. Then, the synergistic reaction of these antioxidant components will be investigated by monitoring their kinetic characteristics during the antioxidant procedure. The research ideology has not been reported previously and the results can not only reveal the regulation between antioxidant components and antioxidant capability of Cinnamomum camphor oil, but also enrich and further develop the bio-activity research. Moreover the results of this project will be helpful for fine chemical industrial development and application that is based on the antioxidant activity of the Cinnamomum camphor oil.

针对目前天然植物樟树精油抗氧化活性研究中存在抗氧化关键组分的微观结构、含量及比例关系不清楚、微观结构及组成与宏观抗氧化能力间的构效关系尚未建立、抗氧化关键组分间协同作用机制尚不明确等关键科学问题，本项目旨在通过采用色谱联用高分辨质谱技术、现代非靶标代谢轮廓绿色分离新技术及化学计量学方法等相结合系统研究樟树精油抗氧化活性物质内在组群的定性定量与其外在抗氧化活性能力间的相互关系，阐明樟树精油抗氧化关键组分及其分布，建立抗氧化关键组分的协同抗氧化活性定量关系调控模型，并通过研究关键抗氧化组分在抗氧化过程的动力学变化特征，获得樟树精油抗氧化关键组分协同作用的规律及机制。该研究思路尚未见文献报道。本项目的研究不仅可获得樟树精油抗氧化关键组分及其协同作用定量关系与规律，实现樟树精油抗氧化活性成分的有效调控，研究成果还能丰富和发展樟树精油抗氧化活性的理论研究，促进研究高抗氧化活性的樟树精油精细化产品。

本项目针对樟树精油抗氧化活性成分开展研究，发展了能够精确表征植物中化学物质信息的新方法，其中包括了一系列GC-MS物质自动化、智能化剖析新技术，以及针对UPLC-HRMS的高通量化学物质信息解析新方法、新软件等。基于这些新的方法和软件系统，针对樟树精油中的化学物质进行分析，明确了其中的挥发性成分信息，经过确认后获得了数十种关键成分及其精确的质谱、相对含量等信息。借助于UPLC-HRMS技术，高通量表征了其中的化学物质构成，并结合一级和二级质谱信息表征了其中的上百种成分。随后，借助于现代仪器分析技术，开展了樟树精油中关键抗氧化活性成分的筛查和抗氧化机制研究。借助于传统的分析检测手段，首先明确了樟树精油与宏观抗氧化剂之间比例关系、最佳提取试剂、反应时间等信息，然后借助于优化好的UPLC-HRMS分析条件，表征了不同氧化剂加入量下化学物质的动态变化情况，从中筛查了具有抗氧化活性的关键成分。并且精确表征了这些关键成分的含量变化曲线，直接鉴定出了具有抗氧化活性的化学成分包括芦丁、槲皮素、绿原酸等，以及数十种具有抗氧化活性的物质，明确了这些抗氧化活性成分的协同抗氧化机制。本项目的研究对于快速表征植物中的化学物质成分，筛查抗氧化活性成分提供了新的思路。