項目科研工作總結(jié)

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    項目科研工作總結(jié)
    一、項目基本情況
    1. 項目背景和意義
    我國芝麻已有兩千多年的種植歷史,具有明顯的種質(zhì)資源優(yōu)勢,亦是世界上主要的芝麻生產(chǎn)國之一。芝麻中的主要活性成分為木脂素類,研究表明:芝麻油是所有動植物油中氧化穩(wěn)定性最佳的一種油品,即使長期儲藏的小磨香油,其過氧化物值和TOTOX值(衡量氧自由基數(shù)量的指標)也接近于零。芝麻油中含有芝麻素(sesamin)、芝麻酚素(sesamolin)、芝麻酚(sesamol)、芝麻素酚(sesaminol)等木脂素類(lignans)物質(zhì)。這些物質(zhì)的存在大大提高了芝麻油的穩(wěn)定性,同時也是芝麻油具有生理保健功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。
    木脂素(lignans)是一類主要通過p-羥基苯乙烯單體的氧化耦合而成的,在植物中廣泛分布的小分子量次生代謝產(chǎn)物。在數(shù)百種植物的木質(zhì)部、根、葉、花和果實中均發(fā)現(xiàn)有此類物質(zhì)。木脂素的積累與物種的抗逆性息息相關(guān)。同時木脂素還是植物的抗毒素和昆蟲的拒食劑,具有植物毒性和細胞毒性,是植物防御病蟲害的化學(xué)物質(zhì)。此外,木脂素還參與植物的生長調(diào)控。木脂素作為植物雌激素已引起食物化學(xué)家、營養(yǎng)學(xué)家和藥物學(xué)家的廣泛關(guān)注。目前的研究主要集中在木脂素測定、木脂素及其代謝產(chǎn)物的藥理活性以及木脂素在食品和制藥工業(yè)中的應(yīng)用。
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    近年來,隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)芝麻種子中木脂素包括脂溶性的木脂素(lignans)和含有配糖體的水溶性木脂素(lignan glucosides)。脂溶性的木脂素有芝麻素(sesamin)、芝麻酚(sesamol)、芝麻素酚(sesaminol)、芝麻林素(sesamolin)、芝麻林素酚(sesamolinol P2)、P1、松脂醇(pinoresinol)及sesangolin;水溶性的木脂素則是和1~3個葡萄糖相連形成的極性較強的糖苷,如sesaminol glucosides、sesamolinol glucosides、 pinoresinol glucosodes及P1 glucosides等。在芝麻中,木脂素類總含量高達1.5-3.0%。
    食品抗氧化以減少外界導(dǎo)入的氧自由基數(shù)量,以及人體服用一些抗氧化劑以減少體內(nèi)氧自由基產(chǎn)生數(shù)量,均對防病和健康十分有益。由于人工合成抗氧化劑存在的安全性問題,開發(fā)和采用天然抗氧化劑已成為世界潮流,如維生素C,維生素E,銀杏黃酮,丹參提取液等。芝麻油的強抗氧化性能很大程度上歸因于其含有的內(nèi)源性木脂素類抗氧化成分,故很多企業(yè)甚至以芝麻油作為抗氧化劑直接加入其它油品中來提升油品的氧化穩(wěn)定性。這類物質(zhì)不僅具有優(yōu)良的抗氧化性能,能有效防止和消除氧自由基,而且兼具多種生理活性功能,能抑制小腸吸收膽固醇,降低血清膽固醇含量;增強免疫活性;促進體內(nèi)前列腺前體物質(zhì)的生成;抑制化學(xué)致癌劑誘發(fā)的致癌作用等。然而,我國芝麻油產(chǎn)品的質(zhì)量卻不容樂觀。其中最突出的問題是摻入一定量的其它廉價植物油而標稱“純正芝麻香油”,更有甚者,近年來出現(xiàn)了以劣質(zhì)油脂添加香精色素生產(chǎn)標稱芝麻油的案例。如此種種,不一而足。食用偽劣芝麻油不僅不利于人體對必需脂肪酸的攝入,更沒有真正芝麻油的生理功能,對健康十分有害。受浙江省科技廳委托,浙江贊宇科技股份有限公司承擔(dān)了分析測試科技計劃項目“芝麻木脂素的分析測定研究”(計劃編號2007F0036),本項目研究填補了芝麻木脂素分析檢測研究開發(fā)的國內(nèi)外空白,使浙江省在這一前沿研究領(lǐng)域上處于領(lǐng)先水平。研究開發(fā)工作還將帶動浙江省在開發(fā)芝麻木脂素、提高芝麻經(jīng)濟價值,活性物生理、藥理研究、分子修飾和抗氧化劑應(yīng)用等學(xué)科水平的提高或開辟新領(lǐng)域。
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    本項目的工作針對我國芝麻油進行較為全面的資源性分析調(diào)查。通過廣泛收集樣品并進行脂肪酸以及脂溶性木質(zhì)素分析,研究探索芝麻油特征規(guī)律。研究結(jié)論作為芝麻油品質(zhì)的鑒定依據(jù),保證產(chǎn)品質(zhì)量安全并為我國芝麻油的進一步開發(fā)提供重要基礎(chǔ)。對于市場的規(guī)范和健康發(fā)展作用巨大。
    2. 項目研究工作的主要內(nèi)容
    4.1 制備并驗證芝麻林素、木脂素糖苷等標準物質(zhì)或參考物質(zhì);
    4.2采用HPLC、GC、GC-MS等先進分析儀器,擬定芝麻木脂素的分析測定方法;
    1)液相色譜測定①色譜分離條件的確立。包括:分離柱、流動相的組分、流速等。②檢測條件的選擇。包括:檢測波長、量程。③最低檢出量,檢出濃度的線性范圍。④樣品預(yù)處理的方法:a, 提取溶劑的選擇。b, 提取步驟的確定。
    2)氣相色譜、氣-質(zhì)聯(lián)用檢測①樣品處理方式與提取率。②色譜分離條件的確立。包括:分離柱、柱溫、載氣流速等。③檢測限,檢出濃度的線性范圍。④化合物質(zhì)譜數(shù)據(jù)檢索。
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    3)方法回收率和精密度的研究。
    4)方法可靠性和適應(yīng)性研究。
    二、項目執(zhí)行情況
    1. 工作進程和主要工作內(nèi)容
    2007/10至2007/12 資料資料查詢,試劑、標準物、色譜柱采購。樣品收集。2008/1至2008/3 芝麻林素等標準(參考)物質(zhì)的制備以及結(jié)構(gòu)的驗證。 2008/3至2008/7 色譜條件研究;樣品預(yù)處理條件;方法回收率、精密度研究。確定檢測方法。2008/7至2008/10 實驗室間比對(可靠性、適應(yīng)性研究),撰寫論文。 2008/11至2008/12研究工作總結(jié)。
    2. 項目工作主要結(jié)果
    2.1芝麻木脂素標準對照品的制備和驗證
    2.1.1儀器和材料
    BECKMAN 125二元溶劑泵BECKMAN 168二極管陣列檢測器,Nicolet 560型傅立葉紅外光譜儀,日本島津UV一2401PC紫外可見分光光度計,Esquire- LC ion trap LC/MS質(zhì)譜儀,Agilent 6890 plus GC/5973N MS 氣-質(zhì)聯(lián)用儀。Vydac Cl8制備柱。WZZ-2S自動旋光儀;精密恒溫水浴鍋;真空干燥箱。柱層析用硅膠;層析用中性氧化鋁。江西產(chǎn)黑芝麻樣品購于市場。所用試劑均為分析純。
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    2.1.2提取、純化和驗證
    1)水溶性木質(zhì)素的提取與純化
    芝麻籽經(jīng)石油醚脫脂干燥后,以提取物真空干燥后的重量計算提取率,從甲醇、乙醇、丙酮三種溶劑,靜態(tài)浸提和循環(huán)加熱提兩種方式中,進行選擇優(yōu)化提取條件。優(yōu)化確定了醇提條件:采用80%甲醇加熱回流提取磨碎后的脫脂芝麻種子4小時。提取物真空干燥后平均得率為2.7%(n=5)。對醇提取物真空干燥經(jīng)硅膠柱色譜分離,用乙酸乙酯-甲醇-水混合溶劑作為溶劑體系,結(jié)合紫外光譜掃描、旋光度檢驗、以及Molish反應(yīng)、FeCl3反應(yīng)、硫酸反應(yīng)等定性,研究分析組分的物質(zhì)結(jié)構(gòu)基團特征,推斷物質(zhì)類屬。
    芝麻醇提物硅膠色譜分離組分分別為:A(乙酸乙酯/甲醇=95/5);B(甲醇/水=90/10);C褐色物質(zhì)(甲醇/水=50/50)。經(jīng)特征反應(yīng)等定性方法檢驗,檢驗結(jié)果見下表:
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    組分A
    組分B
    組分C Villavecchia反應(yīng) 反應(yīng) - + + + - - FeCl反應(yīng) - - + 硫酸 反應(yīng) + + - 旋光度檢驗 無旋光性 左旋,0.1M HCl水解后變?yōu)橛倚笮?.1M HCl水解后變?yōu)橛倚?BR>    參照文獻資料,經(jīng)液相色譜對上述組分進一步分析,對照色譜峰的保留時間及紫外吸收曲線特征;得出:醇提物柱色譜分離組分分別為:A芝麻素+芝麻酚林;B木質(zhì)素糖苷類物質(zhì);組分C液相色譜分離后較為復(fù)雜,推測為含酚羥基含糖苷的色素類物質(zhì)。酸水解反應(yīng)的變旋光現(xiàn)象證明了芝麻木質(zhì)素糖苷類物質(zhì)中的糖苷鍵為β-糖苷鍵形式。組分B經(jīng)真空濃縮后,以C18制備柱,47%甲醇為流動相,分離、真空
    干燥后得化合物鑒定如下:
    化合物I 白色粉末。UV (MeOH) λmax nm:238,292; IR(KBr)cm-1 :
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    3401,2923,2859,1632,1505,1486,1440,1249,1162,1074,1037,931,880,807,620,563。-ESI-MS m/z:855[M-H],532[M-2Glu];(見圖2)計算分子式為C38H48O22,以上數(shù)據(jù)與文獻[5]報道化合物芝麻林素三糖苷(sesaminol triglucoside) 的光譜數(shù)據(jù)一致。
    化合物Ⅱ淺黃色粉末。UV (MeOH) λmax nm:237,291; +ESI-MS m/z:718.4[M+Na], 372(-2Glu);(見圖3)計算分子式為C32H40O17,以上數(shù)據(jù)與文獻[5]報道化合物松脂醇二糖苷(pinoresinol diglucoside)的光譜數(shù)據(jù)一致。
    化合物Ⅲ淺黃色粉末。UV (MeOH) λmax nm:238,292; IR(KBr)cm-1 :3394,2933,2885,1631,1505,1486,1440,1248,1163,1075,1037,931,
    -877,810,622,562.0。ESI-MS m/z:693 [M-H];(見圖4)計算分子式為C32H38O17,
    以上數(shù)據(jù)與文獻[5]報道化合物芝麻林素二糖苷(sesaminol diglucoside)的光譜數(shù)據(jù)一致。
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    本課題工作填補了我國芝麻木脂素研究域領(lǐng)域的空白,獲得了關(guān)鍵性得芝麻木脂素糖苷對照品及芝麻林素標準物。
    1)本研究通過色譜制備得到了芝麻林素標準品以及三種芝麻木脂素糖苷對照品。這些標準對照品市場上無法獲得,因此,這項工作對芝麻木脂素類物質(zhì)的研究意義重大。
    2)研究確定了芝麻木脂素類物質(zhì)的液相色譜檢測和氣相色譜條件,方法操作簡單,回收率和重現(xiàn)性均較好。為芝麻木脂素類物質(zhì)的提取和應(yīng)用研究提供了可靠的檢測技術(shù)支持。
    3)研究證明了芝麻油中脂溶性木脂素是芝麻油的特征成分,其含量構(gòu)成具有一定的規(guī)律性,為我國傳統(tǒng)的芝麻油產(chǎn)品開發(fā)發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)。
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