NAD+ 为什么变黄了?颜色、稳定性与保存
一份淡黄色的 NAD+ 溶液,处在试剂产品资料所描述范围的边缘,甚至已经超出:多数资料说刚溶解的 NAD+ 是澄清、无色的,另有一份规格允许无色至淡黄色。颜色透露不了的,是这层黄色从何而来,以及还剩多少 NAD+。NAD+ 不是肽,而是一种二核苷酸辅酶,而且只在中国作为药物获批,剂型为注射剂。本页讲清楚文献记录过的化学变化,也明确标出这些化学知识到哪里为止。
NAD+ 本来应该是黄色的吗?NAD+ 最初是什么颜色
刚溶解的 NAD+ 是黄色的吗?按实验室试剂厂商给出的描述,一般不是:无论写作 NAD 还是 NAD+,他们大多把新配的溶液描述为无色,只有一份规格允许最多带一点淡黄。NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,663.43 g/mol)由两个核苷酸经一座磷酸桥连接而成。它不含氨基酸,所以“NAD 肽是不是黄色的”这个问题本身就建立在一个错误的标签上:这种分子和肽摆在一起出售,但它的颜色遵循的是核苷酸化学。
NAD+ 粉末是什么颜色
一份产品资料把干品描述为白色至类白色的冻干(冷冻干燥)固体,另一份写的是类白色,第三份则写的是结晶性固体。有一份规格单允许粉末的颜色在“白色至黄色”范围内,所以略带奶油色或微黄的粉末,仍可能符合厂家的规格。这种粉末有吸湿性,也就是会从空气中吸收水分,因此产品资料都要求干燥保存。
NAD+ 溶液是什么颜色
NAD+ 溶于水后,被描述为得到“澄清、无色的溶液”。另一份规格单对 1% 的溶液也作了同样的记录。第三份规格针对 NAD+ 钠盐,在 50 mg/ml 的浓度下允许溶液“澄清、无色至淡黄色”。NAD+ 吸收 260 nm 的紫外光,这是肉眼看不见的波段;它在 340 nm 不吸收。
还原形式 NADH 的表现不一样。NAD+ 接受一个氢负离子后就变成 NADH,这一步由一类叫作脱氢酶的酶来完成。NADH 中改变了的那个环(二氢吡啶环)除了 260 nm,还会吸收 340 nm 的光;一份 NADH 产品资料还记录了它在 365 nm 有较弱的吸收。相应地,有一家厂商把 NADH 粉末描述为“白色至微黄色”,把它的溶液描述为“澄清、无色至微黄色”。NAD+ 和 NADH 不是可以互换的两个名字,而是颜色描述各不相同的两种物质。
NAD+ 为什么会变黄:它在水里发生的化学变化
NAD+ 作为干燥固体很稳定,到了水里就不稳定得多。文献描述了它发生变化的几条途径,每一条都取决于 pH、温度、光照和时间。
水解。 在水中,NAD+ 里连接烟酰胺环和糖的那根化学键会断开,释放出烟酰胺和 ADP-核糖。一项动力学研究把 NAD+ 描述为发生“不依赖 pH 的水解和碱催化的水解”,在 pH 6 及以下,以不依赖 pH 的途径为主。关于受热分解的研究也证实,主要产物是烟酰胺和 ADP-核糖。
碱性条件。 溶液碱性越强,NAD+ 被破坏得越快。一份产品资料称 NAD+ 溶液“在碱性溶液中非常不稳定,尤其是存在磷酸盐、马来酸盐或碳酸盐时”,另一份则写明该产品“在碱性 pH 下会分解”。NADH 的规律正好相反,它在酸中分解得更快。在强碱中,NAD+ 会变成一种荧光很强的产物,实验室正是借此来测定它。这种产物是什么颜色,在本页所查阅的资料中没有说明。
热与光。 同一份产品资料写道,这类溶液“受热时迅速降解”,并且“对光也敏感”。
还原糖化学。 水解产物之一 ADP-核糖含有还原糖,也就是一类能和氨基发生反应的糖。它与蛋白质结合,先形成早期糖基化产物,之后形成会发荧光的化合物;这种糖基化是美拉德反应的起始阶段,美拉德反应再往下会生成所谓的晚期糖基化终产物。那些研究用的反应对象是蛋白质或胺类。这类化学反应在只含 NAD+ 的溶液里会不会造成发黄,在本页所查阅的资料中未能找到答案。

所以,对于一份带黄色的 NAD+ 溶液,能如实说出的结论很有限。文献记录的变化是水解、碱性条件下的分解,以及对热和光的敏感。产品资料描述为微黄色的 NADH,是在酶转移一个氢负离子时由 NAD+ 生成的;放置中的 NAD+ 溶液里会不会生成 NADH,根据本页所查阅的资料无法确定。上述途径中,究竟是哪一条造成了某一份溶液的黄色,或者都不是,在本页所查阅的资料中未能找到答案。这与肽怎么保存一页里讲到的变色通则一致:发黄常与氧化或美拉德化学联系在一起,但它透露不了发生的是哪种反应,也透露不了反应进行到了什么程度。
NAD+ 在西林瓶和注射器里的颜色,以及液层的厚度
同一份液体,装在不同容器里看起来可能不一样。按 IUPAC 的定义,比尔-朗伯定律(Beer-Lambert law)指出:吸光度与吸光物质的浓度成正比,也与光穿过液体的距离成正比。因此,浓度更高的溶液看起来更深,同一份溶液液柱更宽时也会显得更深。注射器针筒细,光程短;从侧面看穿整个西林瓶,光程更长;从上往下看一支装满的西林瓶,光程还要更长。

编辑部拍摄:胰岛素注射器中的淡黄色 NAD+ 溶液。单看颜色,说明不了这份液体含有多少 NAD+,也说明不了它有多纯。
浓度本身只是简单的算术:物质的质量除以液体的体积。NAD+ 复溶计算器演示了这个比例怎么算,复溶基础知识则解释了其中的单位。同样质量的物质,配上较少的水,得到的溶液浓度更高;按比尔-朗伯关系,它在同一个容器里吸收的光也更多。
NAD+ 在溶液中降解得有多快
已发表的数字来自实验室缓冲液和受控温度,而不是放在家里的西林瓶,不能直接套用。在这个前提下,它们表明 pH、温度和缓冲液对降解速度的影响有多大。
| 条件 | 分子 | 报告的结果 | 来源 |
|---|---|---|---|
| Tris 缓冲液,pH 8.5,19 °C,43 天 | NAD+(2 mM) | 260 nm 信号下降 4% | Wolfe et al. 2024 |
| HEPES 缓冲液,pH 8.5,19 °C,43 天 | NAD+(2 mM) | 几乎完全降解 | Wolfe et al. 2024 |
| 磷酸钠缓冲液,pH 8.5,19 °C,43 天 | NAD+(2 mM) | 降解速度与同一缓冲液中的 NADH 相近 | Wolfe et al. 2024 |
| Tris 缓冲液,pH 8.5,19 °C 对比 25 °C | NADH(2 mM) | 每天损失 4 µM 对比 11 µM;43 天后剩余 90% 以上对比 75% 以上 | Wolfe et al. 2024 |
| HEPES 缓冲液,pH 8.5,19 °C 对比 25 °C | NADH(2 mM) | 每天损失 18 µM 对比 51 µM | Wolfe et al. 2024 |
| 磷酸钠缓冲液,pH 8.5,19 °C 对比 25 °C | NADH(2 mM) | 每天损失 23 µM 对比 34 µM | Wolfe et al. 2024 |
| 水溶液,10 mg/ml,2 至 8 °C,4 周 | NAD+ | 至少剩余 99% | Roche 产品资料 |
| 储备液,pH 2 至 7,4 °C | NAD+ | 最长稳定 1 个月 | Calbiochem 产品资料 |
| 中性或弱酸性溶液,0 °C | NAD+ | 至少稳定 2 周 | Sigma-Aldrich 产品资料 |
| pH 2 至 6 的溶液,分装成一次性小份,-70 °C | NAD+ | 至少稳定 6 个月 | Sigma-Aldrich 产品资料 |
| 50 mM Tris,pH 6.5(在 85 °C 下测定),85 °C | NAD+(2 mM) | 半衰期 24.2 分钟;60 分钟后剩余不到 25% | Hachisuka et al. 2017 |
| 0.1 M Tris,pH 7.60(在 25 °C 下测定),100 °C | NAD+ | 半衰期约 10 分钟 | Hachisuka et al. 2017,引用更早的研究 |
µM 表示每升微摩尔;半衰期是起始量减少一半所需的时间。那项 43 天研究的作者说明,他们关于 NAD+ 的结果只能算定性结果,因为 NADH 的分解产物同样会在 260 nm 处吸收,而跟踪 NAD+ 用的正是这个波长。他们还指出,随着 NAD+ 降解,260 nm 吸收带出现了“明显的红移”。
NAD+ 微微发黄:能说明什么,不能说明什么
发现西林瓶里的 NAD+ 有点发黄,说明这份溶液现在会吸收一部分可见光,而新鲜的 NAD+ 溶液不会。它说明不了还剩多少 NAD+。在那项 43 天研究中,HEPES 缓冲液里的 NAD+ 溶液几乎完全降解,而这一损失是通过 260 nm 的紫外吸光度测出来的,肉眼看不见;研究也没有描述溶液肉眼可见的颜色。所以,颜色和剩余含量是两回事,一点淡淡的黄色本身既证明不了损失很小,也证明不了损失很大。
颜色不是效价或纯度的量度。含量和纯度是实验室方法测定的对象,例如 HPLC(高效液相色谱法,能把各个组分分离开并分别定量),或试剂产品资料中提到的酶法测定。批次检验报告(COA)记录的是物料出厂时的这些结果,而不是配好并存放了一段时间之后的溶液。如果 NAD+ 在一个容器里看着发黄、在另一个容器里浅一些,浓度和光程可以解释其中很大一部分差别,但两者都说明不了这层黄色由什么构成。
产品资料和研究中记录的保存条件
这些已发表的条件来自实验室试剂,而不是任何供人使用的产品,但它们指向的方向是一致的。
- **干粉:**好几份产品资料记载在 -20 °C 存放,另一份是 2 至 8 °C,并且要保持干燥,因为这种固体有吸湿性。有一家厂商给出的固体稳定期是在 -20 °C 下至少 4 年。
- **pH:**中性至弱酸性的溶液被描述为较稳定,碱性溶液则被描述为不稳定。
- **温度:**在那项 43 天研究中,温度从 19 °C 升到 25 °C,NADH 在 Tris 缓冲液中的损失速度从每天 4 µM 升到 11 µM,在 HEPES 缓冲液中从每天 18 µM 升到 51 µM;加热则被描述为会导致迅速降解。
- **光照:**NAD+ 溶液被描述为对光敏感,NADH 的产品资料也规定要避光。
- **时间:**有一家厂商不建议把 NAD+ 水溶液保存超过一天,其他厂商则针对特定溶液报告了 0 °C 下至少 2 周、或 2 至 8 °C 下至少 4 周的稳定期。
- **冷冻:**一种现成的 50 mM NAD+ 溶液在 -20 °C 存放,要避免反复冻融;存放超过 30 天则用 -80 °C。
以上是实验室试剂记录的条件。这里把它们作为已发表的研究结果来介绍,而不是一套操作规程。更多背景见肽怎么保存、室温下的肽和抑菌注射用水。
药典对肉眼可见的变化怎么规定
NAD+ 注射液的颜色与药典标准
药典为药品规定具有约束力的质量标准。它们在这里之所以相关,是因为它们描述了一份合格的注射用溶液应当是什么样子。《欧洲药典》规定:“注射用溶液在适当的可见条件下检查时,应澄清,且基本不含微粒。”《美国药典》要求建立一套检查流程,确保每一批胃肠外制剂(即通过注射或输注给药的药品)“基本不含可见微粒”;《日本药典》的措辞与此相近。
颜色则由另一套检查方法处理。按《欧洲药典》方法 2.2.2(《国际药典》也收录了这一方法),把待检液体与棕色、棕黄色、黄色、黄绿色和红色范围的一系列标准比色液进行比较。如果它看起来和水一样,或者颜色不比最稀的棕色标准比色液 B9 更深,就算作无色。这个方法把观察的几何条件定死了:取 2.0 mL 装入 12 mm 的试管,在白色背景前从侧面观察;或者取 40 mm 深的液层,从上往下观察。按前文讲的比尔-朗伯关系,液体的深度会影响颜色看起来有多浓。允许的颜色范围,由各个具体产品的专论分别规定。
在本页所查阅的资料中,未能找到任何关于 NAD+ 注射液的药典专论。这与审批状况相符:NAD+ 注射产品只在中国获批,在欧洲和美国都没有获批。因此,上面这些欧洲和美国的标准描述的是获批药品,而不是在这一体系之外出售的 NAD+。
常见问题
NAD+ 本来应该是黄色的吗?
一般来说不是。试剂厂商的产品资料把 NAD+ 粉末描述为白色至类白色或类白色,只有一份规格允许白色至黄色;刚用水溶解的溶液则被描述为澄清、无色,另有一份规格允许无色至淡黄色。因此,比这种淡黄更深的发黄偏离了这些描述,但光凭颜色判断不出原因。
NAD+ 溶液是透明的还是黄色的?
按产品资料的描述,刚溶解的 NAD+ 是澄清、无色的溶液,另有一份规格允许无色至淡黄色。它的还原形式 NADH 是另一种物质:有一份产品资料把 NADH 溶液描述为无色至微黄色。NADH 还会在 340 nm 吸收光,而 NAD+ 在这个波长不吸收。
NAD+ 肽是黄色的吗?
NAD+ 不是肽。它是一种二核苷酸,也就是由两个核苷酸经一座磷酸桥连接而成的辅酶,分子量 663.43 g/mol,不含任何氨基酸。它和肽摆在一起出售,“肽”这个叫法就是这么来的。它的颜色变化遵循的是核苷酸化学,而不是肽的化学。
NAD+ 变黄了:微微发黄说明什么?
说明这份溶液现在会吸收一部分可见光,而新鲜的 NAD+ 溶液不会。文献记录的 NAD+ 在水中的变化有:水解成烟酰胺和 ADP-核糖,遇热和在碱性溶液中进行得更快;此外它对光敏感。其中哪一种会造成发黄,或者都不会,在本页所查阅的资料中未能找到答案。
为什么 NAD+ 在一个容器里看着发黄,换一个容器却浅一些?
溶液吸收多少光,随浓度升高而增加,也随光穿过液体的距离变长而增加,这一关系称为比尔-朗伯定律(Beer-Lambert law)。注射器针筒细,光程短;西林瓶宽,光程长,所以同一份液体在西林瓶里可能显得更深。药典的颜色检查会规定试管尺寸和观察方向。
NAD+ 需要冷藏吗?
试剂产品资料把干粉存放在 -20 °C 或 2 至 8 °C,并保持干燥,因为它有吸湿性。对于溶液,资料记录的是:一种水溶液在 2 至 8 °C 放置 4 周后至少还剩 99%;中性或弱酸性溶液在 0 °C 至少稳定 2 周;加热则会迅速降解。
NAD+ 发黄的程度能看出还剩多少 NAD+ 吗?
不能。颜色不是含量的量度。在一项为期 43 天的研究中,一种缓冲液里的 NAD+ 溶液几乎损失了全部 NAD+;这一损失是靠紫外吸光度测出来的,不是靠肉眼,研究也没有描述溶液肉眼可见的颜色。含量和纯度要靠实验室分析来确定,例如 HPLC 或酶法测定,而不是看一眼西林瓶。
NAD+ 是获批上市的药物吗?
只在中国。中国批准了一种 NAD+ 注射剂(注射用辅酶Ⅰ),用于白细胞减少症、冠心病和心肌炎的辅助治疗。在美国、欧盟、英国、加拿大、澳大利亚和瑞士都没有找到批准记录。试剂厂商把 NAD+ 作为实验室用品出售,其中一份产品资料明确写着它不供药用。
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本页只描述颜色、化学变化和已发表的保存数据。对于某一具体批次,关于身份、含量和纯度的权威记录是厂家的批次检验报告(COA)或独立实验室的分析结果;涉及健康或任何物质使用的问题,应当请教药师或医生。
