Progrès de la recherche sur les méthodes de séparation et d'analyse des oligosaccharides dans la médecine traditionnelle chinoise
Avec la création de la feuille de route 2012 pour le domaine de la science du sucre, celui-ci est devenu le fer de lance des sciences de la vie. De plus en plus de scientifiques reconnaissent que les polysaccharides, en tant qu'informations essentielles et molécules fonctionnelles dans les processus vitaux, jouent un rôle crucial dans la croissance, la différenciation et le développement des cellules. La Fédération internationale de la glycomique fonctionnelle (CFG) a communiqué les résultats de ses recherches aux National Institutes of Health des États-Unis, soulignant que l'étude de la structure et de la fonction des chaînes de sucres chez les animaux, les plantes et les micro-organismes est une orientation importante pour la recherche future en glycobiologie, qui apportera de nouveaux espoirs pour la recherche et le traitement des maladies humaines. En 2018, le nouveau médicament contre la maladie d'Alzheimer "manno oligosaccharide diacide (GV-971)" développé conjointement par l'Université de l'Océan de Chine, l'Institut de Materia Medica de l'Académie chinoise des sciences de Shanghai et Shanghai Green Valley Pharmaceutical a ouvert une nouvelle voie pour la recherche et le développement de médicaments contre la maladie d'Alzheimer, et devrait mener une nouvelle vague de recherche et de développement de médicaments à base de sucre. Le développement réussi du GV-971 a fait prendre conscience aux gens que les hydrates de carbone changent la compréhension humaine des phénomènes de la vie et des maladies. La structure complexe et les diverses fonctions des chaînes de sucre répondent aux exigences standard du traitement des maladies complexes, et les médicaments à base de sucre devraient être à la pointe de l'innovation dans le traitement des maladies complexes. Les oligosaccharides sont également un élément important de la recherche sur les glucides. Les oligosaccharides sont une classe d'hydrates de carbone composée de 2 à 10 monosaccharides identiques ou différents reliés par des liaisons glycosidiques pour former des chaînes droites ou ramifiées. Les principaux éléments constitutifs sont des sucres à cinq ou six carbones, les plus courants étant le glucose, le fructose, le galactose, le xylose, l'arabinose et le mannose. La recherche moderne a montré que les oligosaccharides ont diverses activités pharmacologiques et physiologiques, telles que la réduction du taux de sucre dans le sang, la lutte contre le stress traumatique, la lutte contre les tumeurs, les antibactériens, le renforcement de l'immunité, la régulation du microbiote intestinal, les antidépresseurs, l'amélioration de la fonction hématopoïétique, les antiviraux, etc. Compte tenu de la diversité des ressources de la médecine traditionnelle chinoise et de leurs activités pharmacologiques potentielles, la recherche sur les oligosaccharides de la médecine traditionnelle chinoise revêt une importance significative et offre des perspectives de développement. Cet article passe en revue les progrès de la recherche sur les oligosaccharides de la médecine traditionnelle chinoise sous trois aspects : l'extraction et la purification, la séparation et l'analyse, et l'identification structurelle, afin de fournir des références scientifiques pour la recherche moderne sur les médicaments, l'application clinique et la création de produits efficaces à base d'oligosaccharides.

Cet article fait le point sur les progrès de la recherche en matière d'extraction, de séparation, de purification et de caractérisation structurelle des oligosaccharides de la médecine traditionnelle chinoise.

Lors de l'extraction des oligosaccharides, des facteurs tels que la solubilité du composant oligosaccharide cible dans le solvant, la stabilité des oligosaccharides dans le solvant d'extraction, le rendement en oligosaccharides, la pureté des oligosaccharides, le temps d'extraction, le dosage du solvant, le respect de l'environnement et la sécurité du solvant, ainsi que la facilité d'utilisation de l'équipement utilisé, doivent être pris en compte. À l'heure actuelle, les solutions d'eau et d'éthanol sont couramment utilisées comme solvants d'extraction des oligosaccharides. Lorsque l'eau est utilisée comme solvant d'extraction, certains polysaccharides et protéines sont également extraits ensemble, ce qui pose certaines difficultés pour la séparation et la purification. En outre, certains oligosaccharides sont également instables dans les solutions aqueuses. Par conséquent, un autre solvant pour l'extraction des oligosaccharides est la solution aqueuse d'éthanol, mais l'inconvénient de cette méthode est qu'elle consomme une grande quantité d'éthanol et qu'elle n'est pas un solvant idéal pour l'extraction des médicaments. On peut donc constater que les types de solvants d'extraction des oligosaccharides sont encore limités et qu'il est urgent de découvrir de nouveaux systèmes de solvants pour répondre aux exigences d'extraction des différents types d'oligosaccharides. En explorant de nouvelles méthodes d'extraction, l'objectif est de combiner les avantages des méthodes traditionnelles avec de nouvelles méthodes et de nouveaux équipements afin d'explorer une méthode d'extraction écologique, économique et efficace dans le but d'obtenir des oligosaccharides cibles de haute qualité.

Les principales méthodes de séparation des oligosaccharides sont la séparation par membrane, la chromatographie liquide et l'électrophorèse capillaire. Les technologies conventionnelles de séparation par membrane comprennent la microfiltration, l'ultrafiltration, la nanofiltration, l'osmose inverse, ainsi que l'électrodialyse et l'électrodialyse continue combinée à la technologie électrochimique. La méthode de séparation par membrane a une grande efficacité de séparation, une faible consommation d'énergie et n'est pas polluante. Elle permet de réaliser un processus de filtration simple et facile à contrôler au niveau moléculaire, et possède les fonctions de séparation, de concentration, de purification et de raffinage. Elle présente des avantages uniques en matière de séparation des composés, de purification et d'élimination des impuretés. L'inconvénient de cette technologie est qu'elle nécessite des équipements et des membranes importants, que son fonctionnement est complexe et qu'elle est également influencée par divers facteurs tels que la pression, la température et le temps. La nouvelle technologie de séparation membranaire a posé des exigences plus élevées en matière de performances des membranes, de flux membranaire, de réduction de l'encrassement des membranes, de réduction de la consommation sous pression, voire de réduction des coûts, de simplification de la technologie de fabrication des membranes et d'allongement de la durée de vie des membranes individuelles. À l'heure actuelle, de nouvelles technologies de séparation membranaire ont également vu le jour, notamment les membranes de pervaporation, les membranes liquides et les membranes dynamiques. La chromatographie sur colonne est largement utilisée pour la séparation et la purification des oligosaccharides. En fonction des différents matériaux de séparation, des phases mobiles et des principes de séparation, elle peut être divisée en chromatographie d'exclusion de gel, chromatographie d'interaction hydrophile, chromatographie d'échange d'anions, chromatographie sur colonne de carbone graphité, chromatographie liquide haute performance en phase inverse, etc. Cette méthode est axée sur les matériaux de séparation, et des matériaux de séparation appropriés peuvent être sélectionnés en fonction des propriétés des oligosaccharides afin d'obtenir le meilleur effet de séparation et de purification. En outre, les matériaux de séparation des composés de sucre ont toujours été un point chaud de la recherche et sont relativement mûrs dans les applications des produits naturels. Par conséquent, la séparation et la purification des oligosaccharides deviendront plus rapides, plus efficaces et plus sélectives. La séparation des oligosaccharides par électrophorèse peut être réalisée par quatre méthodes : la dérivatisation avant la colonne, la détection UV directe et indirecte sans dérivatisation, la détection par fluorescence induite par laser et la détection par ampérométrie à impulsion d'électrode. En outre, la détection UV indirecte permet également d'identifier les oligosaccharides non réducteurs et les acides aldoniques qui ne peuvent pas être dérivés. À l'heure actuelle, l'EC possède toujours ses propres caractéristiques et avantages dans l'analyse des médicaments et présente un grand potentiel de développement. Cependant, il existe encore de nombreux goulets d'étranglement importants, tels que la sensibilité, la répétabilité, la capacité qualitative, etc.
L'identification structurelle des oligosaccharides fait généralement appel à la chromatographie UV et à la chromatographie sur couche mince pour identifier qualitativement les sucres par fluorescence ou développement de la couleur. La spectroscopie d'absorption infrarouge est principalement utilisée pour identifier le squelette de l'anneau de sucre et les groupes fonctionnels dans les oligosaccharides, et est généralement utilisée pour la caractérisation préliminaire des structures d'oligosaccharides ; la spectrométrie de masse est généralement utilisée pour déterminer les chaînes d'oligosaccharides et le poids moléculaire, et est l'une des méthodes importantes pour identifier les structures d'oligosaccharides ; la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire utilise des noyaux atomiques spécifiques pour absorber uniquement un rayonnement radiofréquence spécifique dans un champ magnétique donné afin de former des signaux de résonance magnétique nucléaire pour l'identification structurelle. Les informations structurelles des oligosaccharides peuvent être obtenues par les signaux générés par les déplacements chimiques de divers éléments dans les résidus de sucre, et le contenu relatif des résidus peut être obtenu en intégrant la surface du pic du signal. La pureté, le poids moléculaire, la position de connexion et le mode de connexion des oligosaccharides peuvent être déterminés par GC, MS, NMR et diverses méthodes. Les oligosaccharides sont complexes et diversifiés, et les méthodes de détermination susmentionnées sont soumises à certaines exigences en ce qui concerne les propriétés, la pureté ou le dosage des polysaccharides. C'est précisément en raison des limites des diverses méthodes de caractérisation structurelle que la tendance future sera inévitablement la combinaison de plusieurs méthodes, y compris la séparation et l'analyse des oligosaccharides. Par conséquent, le développement continu des méthodes d'extraction, des techniques de séparation et des méthodes de caractérisation structurelle des oligosaccharides revêt une grande importance pour leur développement et leur application. Une solution raisonnable et réalisable peut certainement permettre une préparation efficace, une séparation rapide et une caractérisation précise des oligosaccharides, ce qui permettra aux oligosaccharides de la médecine traditionnelle chinoise de jouer un rôle plus important dans des domaines tels que l'alimentation et la médecine.