李明航，吴雨靓，常美玲，周子轩，刘 荣，张美环，于佳琳，徐元媛
（1.哈尔滨医科大学，黑龙江 哈尔滨 150081；
2.石家庄学院 化工学院，河北 石家庄 050035）
胆固醇（别名胆甾醇，CAS 57-88-5） 是人类及其它哺乳动物细胞膜的重要脂质成分。第三军医大学毛应华等人系统研究报道了细胞胆固醇的代谢平衡调控及其对细胞膜结构和功能的影响。清华大学颜宁课题组与中国疾控中心及中科院微生物组高福课题组合作首次解析出NPC1 蛋白的清晰结构，并分析了NPC1 和NPC2 两个蛋白协作介导细胞内胆固醇转运的分子机制，为理解NPC1 介导埃博拉病毒入侵的分子机制提供了分子基础。石河子大学陈军等则研究发现了胆固醇可延迟精子获能而增强精子存活的作用，胆固醇已成为哺乳动物精子冷冻保存的研究热点，其中胆固醇与环糊精包合物（CLC） 备受关注。胆固醇并不是临床医学传统意义上对人体有害的物质，其具有重要的生理活性。胆固醇在细胞生物学中的广泛应用与其特殊复杂的环戊烷多氢菲的衍生物结构有关。中红外（MIR）光谱具有方便、快捷的优点因而广泛应用于有机化合物分子的结构研究领域，但胆固醇分子相关结构研究（例如：核磁，质谱及中红外光谱） 少见报道。因此，本文采用MIR 光谱，系统开展了胆固醇分子结构的研究，为胆固醇在临床医学及医药工程领域的应用提供了有价值的科学参考。
胆固醇分子结构式如图1 所示。
图1 胆固醇分子结构式Fig.1 Molecular structure formula of cholesterol
2.1 材料与试剂
胆固醇（分析纯，天津市博迪化工有限公司）。
2.2 仪器与设备
Spectrum 100 型中红外光谱仪（美国PE 公司）；
Golden Gate 型ATR-MIR 变温附件（英国Specac 公司）。
2.3 方 法
2.3.1 红外光谱仪操作条件
以空气为背景，每次实验对于信号进行8 次扫描累加，测定范围4 000 ～600 cm-1。
2.3.2 数据获得及处理
胆固醇分子的MIR 光谱数据获得采用美国PE公司Spectrum v 6.3.5 操作软件。
3.1 胆固醇分子结构一维MIR 光谱研究
首先采用一维MIR 光谱开展了胆固醇分子结构的研究。胆固醇分子的一维MIR 光谱如图2 所示。
图2 胆固醇分子的一维MIR 光谱（303 K）Fig.2 One-dimensional MIR spectrum of cholesterol molecular(303 K)
由图2 可得，3 449.33 和3 427.86 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子OH 伸缩振动模式（νO-H-胆固醇-一维）；
2 931.46 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子CH2不对称伸缩振动模式（νasCH2-胆固醇-一维）；
2 866.64 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子CH3对称伸缩振动模式（νsCH3-胆固醇-一维）；
2 848.39 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子CH2对称伸缩振动模式（νsCH2-胆固醇-一维）；
1 671.57 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子C=C 伸缩振动模式（νC=C-胆固醇-一维）；
1 464.71 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子CH2弯曲振动模式（δCH2-胆固醇-一维）；
1 376.73 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子CH3 对称弯曲完全振动模式（δsCH3-胆固醇-一维）；
1 053.93 和1 023.59 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子C-O 伸缩振动模式（νC-O-胆固醇-一维）；
723.58 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子CH2面内摇摆振动（ρCH2-胆固醇-一维）。
胆固醇分子一维MIR 光谱数据见表1。
3.2 胆固醇分子结构二阶导数MIR 光谱研究
采用二阶导数MIR 光谱开展了胆固醇分子结构的研究。
胆固醇分子二阶导数MIR 光谱如图3 所示。
图3 胆固醇分子二阶导数MIR 光谱（303 K）Fig.3 Second-order derivative MIR spectrum of cholesterol molecular(303 K)
由图3 可得，2 962.94 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νasCH3-胆固醇-二阶导数；
2 930.04 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νasCH2-胆固醇-二阶导数；
2 866.50 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νsCH3-胆固醇-二阶导数；
2 845.86 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νsCH2-胆固醇-二阶导数；
1 671.96 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νC=C-胆固醇-二阶导数；
1 467.97 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子δCH2-胆固醇-二阶导数；
1 377.11 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子δsCH3-胆固醇-二阶导数；
1 053.98 和1 023.59 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νC-O-胆固醇-二阶导数；
733.03和721.54 处的吸收峰归属于胆固醇分子ρCH2-胆固醇-二阶导数。
胆固醇分子二阶导数MIR 光谱数据见表2。
表2 胆固醇分子二阶导数MIR 光谱数据（303 K）Table 2 Data of second-order derivative MIR spectrum of cholesterol molecular(303 K)
3.3 胆固醇分子结构四阶导数MIR 光谱研究
采用四阶导数MIR 光谱开展了胆固醇分子结构的研究。
胆固醇分子四阶导数MIR 光谱如图4 所示。
图4 胆固醇分子四阶导数MIR 光谱（303 K）Fig.4 Fourth-order derivative MIR spectrum of cholesterol molecular(303 K)
由图4 可得，2 965.95 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νasCH3-胆固醇-四阶导数；
2 930.39 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νasCH2-胆固醇-四阶导数；
2 866.33 cm-1处的吸 收 峰 归 属 于 胆 固 醇 分 子νsCH3-胆固醇-四阶导数；
1 470.54 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子δCH2-胆固醇-四阶导数；
1 458.95 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子δasCH3-胆固醇-四阶导数；
1 377.11 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子δsCH3-胆固醇-四阶导数；
1 055.91 和1 024.93 cm-1处的吸收 峰 归 属 于 胆 固 醇 分 子νC-O-胆固醇-四阶导数；
731.80 和723.61 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子ρCH2-胆固醇-四阶导数。
胆固醇分子四阶导数光谱数据见表3。
表3 胆固醇分子四阶导数MIR 光谱数据（303 K）Table 3 Data of fourth-order derivative MIR spectrum of cholesterol molecular(303 K)
3.4 胆固醇分子去卷积MIR 光谱研究
采用去卷积MIR 光谱开展了胆固醇分子结构的研究。
胆固醇分子去卷积MIR 光谱如图5 所示。
图5 胆固醇分子去卷积MIR 光谱（303 K）Fig.5 Deconvolution MIR spectrum of cholesterol molecular(303 K)
由图5 可得，3 449.88、3 440.93、3 436.18、3 428.13、3 421.63、3 416.05、3 408.02、3 398.80、3 392.27 、3 388.26 和3 382.84 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νO-H-胆固醇-去卷积；
2 954.16 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νasCH3-胆固醇-去卷积；
2 931.80 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νasCH2-胆固醇-去卷积；
2 877.02 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νsCH3-胆固醇-去卷积；
2 847.92 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νsCH2-胆固醇-去卷积；
1 670.83 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子νC=C-胆固醇-去卷积；
1 465.01 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子δCH2-胆固醇-去卷积；
1 461.07 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子δasCH3-胆固醇-去卷积；
1 375.10 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子δsCH3-胆固醇-去卷积；
1 056.90 和1 022.99 cm-1处 的 吸 收 峰 归 属 于 胆 固 醇 分 子νC-O-胆固醇-去卷积；
731.39、723.91 和718.00 cm-1处的吸收峰归属于胆固醇分子ρCH2-胆固醇-去卷积。胆固醇分子去卷积MIR 光谱数据见表4。
表4 胆固醇分子去卷积MIR 光谱数据（303 K）Table 4 Data of deconvolution MIR spectrum of cholesterol molecular(303 K)
胆固醇分子的红外吸收模式主要包括：ν O-H-胆固醇、νasCH3-胆固醇、νasCH2-胆固醇、νsCH3-胆固醇、νsCH2-胆固醇、ν C=C-胆固醇、δCH2-胆固醇、δasCH3-胆固醇、δsCH3-胆固醇、νC-O-胆固醇和ρCH2-胆固醇。胆固醇分子的去卷积MIR 光谱的谱图分辨能力要优于相应的一维MIR 光谱、二阶导数MIR 光谱和四阶导数MIR 光谱。
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