Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Việt Nam nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới gió mùa với vị trí địa lý trải dài trên 15 vĩ tuyến, sở hữu nguồn tài nguyên thực vật phong phú với hơn 12.000 loài thực vật bậc cao (chiếm khoảng 4 - 5% tổng số loài thực vật bậc cao đã biết trên thế giới). Trong số đó, có khoảng 5.000 loài thực vật và nấm, 408 loài động vật và 75 loại khoáng vật có công dụng làm thuốc. Y học cổ truyền từ lâu đã ứng dụng nhiều bài thuốc dân gian từ thảo mộc để phòng và chữa bệnh; tuy nhiên, phần lớn các kinh nghiệm này chưa được chứng minh bằng cơ sở khoa học vững chắc. Trước thực trạng gia tăng các bệnh truyền nhiễm mới và bệnh lý rối loạn chuyển hóa, xu hướng sàng lọc và tìm kiếm các hoạt chất sinh học tự nhiên từ thảo dược đang được chú trọng nhằm tạo ra các dược chất có hoạt tính cao, ít độc tính và tối ưu hóa chi phí nghiên cứu so với tổng hợp hóa học.

Cây Sa sâm nam, tên khoa học là Launaea sarmentosa (Willd. et Chun), thuộc họ Cúc (Asteraceae), là loài dược liệu mọc bò ven biển phổ biến tại Việt Nam. Theo kinh nghiệm dân gian, cây được dùng làm thuốc hạ sốt, giảm ho, long đờm, lợi sữa, nhuận tràng và lợi tiểu. Một số thử nghiệm in vitro quốc tế đã chỉ ra loài này có tác dụng chống oxy hóa, chống viêm, kháng khuẩn, bảo vệ gan và ức chế enzym α-glucosidase. Mặc dù vậy, các nghiên cứu hóa học sâu về việc chiết tách và phân lập các hợp chất tinh khiết từ Sa sâm nam tại Việt Nam còn rất hạn chế, đặc biệt là đối với bộ phận trên mặt đất.

Đề tài khóa luận tốt nghiệp đại học ngành Dược học: "Chiết xuất, phân lập và xác định cấu trúc của một số hợp chất từ phần trên mặt đất loài Sa sâm nam (Launaea sarmentosa (Willd. et Chun) thu hái ở Thanh Hóa" được thực hiện nhằm giải quyết các mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Định tính được các nhóm chất có trong phần trên mặt đất của Sa sâm nam.
  2. Chiết xuất, phân lập và xác định được cấu trúc của một số hợp chất từ phần trên mặt đất loài Sa sâm nam.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Phần trên mặt đất của cây Sa sâm nam (Launaea sarmentosa (Willd. et Chun), họ Cúc - Asteraceae), được phơi sấy khô.
  • Phạm vi không gian: Dược liệu được thu hái tại phường Quảng Thành, thành phố Thanh Hóa, tỉnh Thanh Hóa vào ngày 05/02/2022. Tiêu bản mẫu nghiên cứu được giám định bởi ThS. Nguyễn Quỳnh Nga và ThS. Phan Văn Trường (Viện Dược liệu), lưu trữ tại Phòng Tiêu bản thuộc Khoa Tài nguyên Dược liệu – Viện Dược liệu với số hiệu DV-050222.
  • Phạm vi thời gian: Thực nghiệm hóa thực vật được hoàn thành vào tháng 06/2022 tại Khoa Hóa Phân tích – Tiêu chuẩn, Viện Dược liệu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên cơ sở phân loại thực vật học, lý thuyết hóa học các hợp chất thiên nhiên và các phương pháp thực nghiệm phân tích tiêu chuẩn trong ngành dược:

  • Vị trí phân loại: Chi Launaea thuộc họ Cúc (Asteraceae), bộ Cúc (Asterales), lớp Ngọc Lan (Magnoliopsida), ngành Ngọc Lan (Magnoliophyta), giới Thực vật (Plantae). Chi này có khoảng 50 loài, chủ yếu thích nghi với đất cát, khô mặn ven biển. Loài nghiên cứu có danh pháp khoa học chính thức là Launaea sarmentosa (Willd. et Chun) (tên đồng nghĩa: Launaea sarmentosa (Willd.) ex Kuntze, Launaea pinnatifida Cass; tên dân gian: Sa sâm nam, Cỏ chân vịt, Hải cúc).
  • Cơ sở thành phần hóa học: Các tài liệu trước đây ghi nhận rễ và lá cây chứa các nhóm chất alkaloid, flavonoid, triterpenoid, steroid, saponin, tanin. Một số chất từng được công bố từ rễ gồm α-amyrin acetat, β-amyrin acetat, lupeol acetat, luteolin, scorzosid; taraxasterol từ lá; saponin triterpenoid từ hạt.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm bao gồm:

  • Phương pháp định tính hóa học: Sử dụng các phản ứng hóa học ống nghiệm đặc trưng đối với 13 nhóm chất hữu cơ trong dịch chiết n-hexan, dịch chiết cồn (EtOH 90%) và dịch chiết nước:
    • Phản ứng tạo vết mờ trên giấy (chất béo); phản ứng với acid sulfuric đặc (carotenoid); phản ứng Liebermann-Burchard (phytosterol).
    • Phản ứng tạo bọt, phản ứng Salkowski và thử nghiệm độ bền bọt trong môi trường kiềm/acid (saponin steroid và triterpenoid).
    • Phản ứng mở - đóng vòng lacton, thử huỳnh quang dưới ánh sáng tử ngoại và phản ứng diazo hóa (coumarin).
    • Phản ứng Cyanidin (magie kim loại/HCl đặc), phản ứng với FeCl3 5% và dung dịch kiềm NaOH 10% (flavonoid).
    • Phản ứng với Na2CO3 (acid hữu cơ); phản ứng với thuốc thử Ninhydrin (acid amin).
    • Phản ứng với FeCl3 5%, chì acetat 10% và gelatin 1% (tannin); phản ứng với thuốc thử Fehling A và B (đường khử); phản ứng với thuốc thử Lugol (polysaccharid).
    • Chiết phân lập kiểm tra alcaloid bằng thuốc thử Mayer, Bouchardat, Dragendorff; phản ứng Borntraeger bằng KOH 10% trong ether (anthranoid).
  • Phương pháp chiết xuất: Chiết ngâm lạnh dược liệu khô (3,0 kg) với dung môi ethanol 80% ở nhiệt độ phòng (3 lần, mỗi lần 3 ngày). Dịch chiết gộp được cô thu hồi dung môi dưới áp suất giảm bằng máy cất quay chân không để thu cao toàn phần. Cao tổng sau đó được phân tán vào nước nóng và chiết phân bố lỏng - lỏng lần lượt với các dung môi có độ phân cực tăng dần: n-hexan, ethyl acetate (EtOAc) và n-butanol (BuOH), mỗi dung môi lặp lại 3 lần theo tỷ lệ thể tích 1:1.
  • Phương pháp phân lập: Sử dụng sắc ký cột cổ điển (Column Chromatography - CC) với chất hấp phụ là silica gel pha thường (kích thước hạt 0,040 - 0,063 mm và 0,063 - 0,200 mm, Merck) và silica gel pha đảo RP-18 (kích thước hạt 0,03 - 0,05 mm, Merck). Quá trình phân đoạn được kiểm tra và theo dõi bằng sắc ký lớp mỏng (TLC) trên bản mỏng nhôm tráng sẵn DC-Alufolien 60G F254 và RP-18 F254 (Merck, độ dày 0,20 - 0,25 mm). Phát hiện vết chất trên bản mỏng bằng đèn tử ngoại hai bước sóng (254 nm, 366 nm) và phun dung dịch thuốc thử H2SO4 10% trong EtOH 96%, sau đó hơ nóng trên bếp điện.
  • Phương pháp xác định cấu trúc hóa học: Xác định cấu trúc các hợp chất tinh chế thông qua phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều (1D-NMR): phổ proton (1H-NMR), phổ carbon-13 (13C-NMR) và phổ DEPT (Distortionless Enhancement by Polarization Transfer), được đo trên thiết bị Bruker AM 500 FT-NMR Spectrometer trong dung môi deuterated (CD3OD, DMSO-d6, CDCl3). Các hằng số chuyển dịch hóa học (δ) và hằng số tương tác spin-spin (J) thu được từ thực nghiệm được so sánh đối chiếu với các dữ liệu phổ chuẩn đã công bố trên các tạp chí chuyên ngành quốc tế.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 hệ thống hóa các dữ liệu khoa học về chi thực vật Launaea và loài Launaea sarmentosa:

  • Tổng quan về chi Launaea: Cung cấp danh mục định danh khoảng 50 loài thuộc chi Launaea trên thế giới (như L. acaulis, L. arborescens, L. capitata, L. cornuta, L. intybacea, L. procumbens, L. spinosa, L. taraxacifolia...). Chi này thích nghi sinh thái tại các vùng khô hạn, đất cát nhiễm mặn thuộc Bắc Phi, Nam Địa Trung Hải, Tây Nam Á; tại Việt Nam, các loài phân bố tập trung ở cồn cát ven biển từ Quảng Ninh, Hải Phòng kéo dài đến Bến Tre.
  • Đặc điểm thực vật và sinh thái của Sa sâm nam: Cây thân thảo sống lâu năm, thân mọc bò dài 20 - 90 cm và phân nhánh, rễ cọc hình trụ màu vàng nhạt đến nâu nhạt, xốp, có mùi thơm đặc trưng. Lá mọc thành chùm (kích thước 3 - 8 × 0,6 - 1 cm), mép lá có răng cưa xẻ thùy chùy. Cụm hoa gồm 14 - 18 bông, cánh hoa dài 1 - 3 cm; quả bế hình thoi hoặc hình trứng có rìa vảy trắng và túm lông hỗ trợ phát tán nhờ gió. Phần trên mặt đất thường lụi tàn vào mùa đông và mọc chồi mới vào đầu mùa xuân.
  • Thành phần hóa học đã biết: Tổng hợp kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước. Nghiên cứu của Lê Tiến Dũng và cộng sự tại Bến Tre xác định hàm lượng polyphenol đạt 290,90 mg/g cao chiết, flavonoid đạt 85,47 mg/g cao chiết và saponin chiếm 10,8% trọng lượng dược liệu khô. Tổng quan cấu trúc của 13 hợp chất từng được phân lập từ các bộ phận rễ, lá, hạt của cây.
  • Tác dụng dược lý và công dụng: Tổng hợp các kết quả thực nghiệm dược lý đã công bố:
    • Tác dụng chống oxy hóa: Cao chiết ethanol ức chế 71,22% gốc tự do DPPH và 72,46% gốc OH• ở nồng độ 200 µg/ml (vượt trội so với chất đối chứng BHA là 24,26%).
    • Tác dụng làm tan huyết khối và ổn định màng: Nồng độ cao chiết methanol 10 mg/ml cho tỷ lệ ly giải cục máu đông 22,57% (p < 0,001) và ức chế tan máu do dung dịch nhược trương đạt 12,11 ± 0,037%, do nhiệt đạt 20,55 ± 0,87%.
    • Tác dụng chống viêm, giảm đau, hạ sốt: Liều cao chiết methanol 400 mg/kg làm giảm thân nhiệt chuột sốt từ 38,4°C xuống 36,38°C sau 5 giờ; ức chế 63,10% cơn đau quặn do acid acetic; giảm 32,48% độ phù chân và 34,7% khối lượng u hạt.
    • Tác dụng kháng khuẩn, bảo vệ gan và chuyển hóa: Kháng các chủng Salmonella typhi, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa và trực khuẩn lao (ở nồng độ 50 µg/ml); hạ men gan GOT, GPT trên mô hình chuột nhiễm độc CCl4 hiệu quả hơn Silymarin; ức chế enzym α-glucosidase với giá trị IC50 = 67,09 µg/ml (tốt hơn acarbose với IC50 = 138,2 µg/ml).

Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương này trình bày chi tiết về tiêu chuẩn mẫu, hóa chất, máy móc và quy trình thao tác:

  • Đối tượng: 3,0 kg phần trên mặt đất Sa sâm nam thu hái tại phường Quảng Thành, TP. Thanh Hóa (tháng 02/2022, mã số lưu tiêu bản DV-050222), được xử lý sấy khô và bảo quản trong túi nilon kín ở điều kiện tránh ẩm.
  • Thiết bị chính: Cân kỹ thuật Ohaus PA2102, cân phân tích Precisa XT 220A, máy cất quay chân không Rotavapor R-124, R-210 và R-220 Pro 20L (Büchi), bể siêu âm Vevor Ultrasonic Cleaner 10L, tủ sấy Memmert UF110 và Binder FD 115, đèn tử ngoại hai bước sóng VL-6.LC (Vilber Lourmat), máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân Bruker AM 500 FT-NMR Spectrometer.
  • Hóa chất và chất hấp phụ: Các dung môi công nghiệp và phân tích (EtOH, MeOH, EtOAc, n-hexan, DCM, BuOH, cloroform, aceton); thuốc thử Dragendorff, Mayer, Bouchardat, Ninhydrin, Fehling, Lugol; chất hấp phụ silica gel pha thường (0,040 - 0,063 mm) và pha đảo RP-18 (0,03 - 0,05 mm); bản mỏng TLC tráng sẵn F254 của hãng Merck.
  • Trình bày quy trình thực nghiệm định tính 13 nhóm chất, quy trình chiết ngâm cồn 80%, chiết phân đoạn lỏng - lỏng bằng phễu gạn, kỹ thuật nhồi cột sắc ký khô/ướt và quy trình theo dõi TLC.

Chương 3: Thực nghiệm và kết quả

Chương 3 ghi nhận toàn bộ các số liệu và dẫn liệu thực nghiệm thu được từ quá trình nghiên cứu:

  1. Kết quả định tính các nhóm chất hữu cơ trong dược liệu:
STT Nhóm chất Phản ứng thực hiện Hiện tượng quan sát Kết luận
1 Chất béo Nhỏ dịch chiết lên giấy lọc, hơ khô Xuất hiện vết mờ rõ (++) Có
2 Carotenoid Tác dụng với H2SO4 đặc Xuất hiện màu xanh ve (+) Có
3 Phytosterol Phản ứng Liebermann Vòng tím đỏ ở mặt ngăn cách, lớp trên xanh (+) Có
4 Saponin Tạo bọt; phản ứng Salkowski Bọt bền >10 phút (+); vòng tím đỏ (+++) Có (Saponin steroid)
5 Coumarin Đóng mở vòng lacton; huỳnh quang UV; diazo Dịch trong/đục theo pH (++); huỳnh quang (+); diazo (-) Có
6 Flavonoid Cyanidin; tác dụng FeCl3 5%; tác dụng kiềm Đỏ tím (++); xanh sẫm (++); tăng màu vàng (++) Có
7 Acid hữu cơ Tác dụng Na2CO3 Không sủi bọt khí (-) Không có
8 Acid amin Phản ứng với Ninhydrin đun sôi Xuất hiện màu tím (+) Có
9 Tannin Tác dụng FeCl3 5%; chì acetat 10%; gelatin 1% Tủa xanh (+); tủa bông (+++); gelatin không tủa (-) Không có
10 Đường khử Phản ứng Fehling A + B đun sôi Xuất hiện tủa đỏ gạch (+) Có
11 Polysaccharid Tác dụng thuốc thử Lugol Dung dịch chuyển màu đậm rõ (++) Có
12 Alcaloid Thử Mayer; Bouchardat; Dragendorff Tủa trắng (+); tủa nâu (+); tủa vàng cam/đỏ (++) Có
13 Anthranoid Phản ứng Borntraeger Lớp kiềm không có màu đỏ (-) Không có
  1. Kết quả chiết xuất và phân đoạn cao: Từ 3,0 kg bột dược liệu thô phần trên mặt đất Sa sâm nam chiết kiệt với cồn 80%, cất thu hồi dung môi thu được 1,0 kg cao tổng cồn. Quá trình chiết phân đoạn lỏng - lỏng thu được khối lượng các phân đoạn:
  • Cao phân đoạn n-hexan: 76,47 g
  • Cao phân đoạn ethyl acetate (EtOAc): 131,96 g
  • Cao phân đoạn n-butanol (BuOH): 53,35 g
  • Phần cắn nước còn lại: 583,87 g
  1. Kết quả phân lập hợp chất từ cao EtOAc:
  • Tiến hành sắc ký cột silica gel pha thường trên 131,61 g cao EtOAc với gradient dung môi rửa giải n-hexan : aceton (20:1 → 1:1), DCM : aceton (9:1 → 1:1) và DCM : MeOH (8:2 → 1:1), thu được 8 phân đoạn lớn (ký hiệu từ 1A đến 1H).
  • Tinh chế phân đoạn 1C (1,54 g) qua sắc ký cột silica gel pha thường với hệ dung môi n-hexan : DCM : aceton (9:1:1, v/v/v), thu được hợp chất SS-1C dưới dạng chất bột màu trắng, khối lượng 21,09 mg.
  • Phân đoạn 1H (4,81 g) được phân tách bằng cột silica gel với hệ DCM : MeOH (20:1; 10:1; 5:1, v/v), thu được 5 phân đoạn nhỏ (2A ~ 2E). Phân đoạn 2B (1,56 g) tiếp tục sắc ký cột với hệ n-hexan : DCM : aceton (9:1:1 → 6:4:1, v/v/v) thu được 3 phân đoạn nhỏ (3A ~ 3C). Tinh chế phân đoạn 3B (172 mg) qua sắc ký cột pha đảo RP-18 sử dụng hệ dung môi aceton : H2O (1:1, v/v), thu được hợp chất SS-3B dạng tinh thể hình kim màu vàng nhạt, khối lượng 31,0 mg.
  1. Xác định cấu trúc hợp chất phân lập:
  • Hợp chất SS-1C:
    • Phổ 1H-NMR (500 MHz, CD3OD) thể hiện tín hiệu proton hydroxymethin tại δH 3,51 (1H, m, H-3); proton olefin tại δH 5,35 (1H, m, H-6); các mũi đơn của nhóm methyl tại δH 0,68 / 0,70 (s, H-18) và δH 1,01 (s, H-19); các tín hiệu doublet và triplet trong vùng δH 0,78 - 1,03 ppm; tín hiệu nối đôi trans đặc trưng tại δH 5,02 (1H, dd, J = 15,0; 8,0 Hz) và δH 5,15 (1H, dd, J = 15,0; 8,0 Hz).
    • Phổ 13C-NMR (125 MHz, CD3OD) và DEPT chỉ ra các carbon nối đôi tại δC 121,7; 129,3; 138,3; 140,9; một carbon hydroxymethin C-3 tại δC 71,8; cùng 12 CH, 14 CH2 và 9 CH3.
    • So sánh đối chiếu với dữ liệu phổ chuẩn khẳng định SS-1C là hỗn hợp của Stigmasterol và β-sitosterol.
Vị trí SS-1C: Cấu trúc A (Stigmasterol) Stigmasterol tham khảo SS-1C: Cấu trúc B (β-Sitosterol) β-Sitosterol tham khảo
δC (ppm) δC (ppm) δC (ppm) δC (ppm)
C-3 71,8 (δH 3,52) 71,9 (δH 3,52) 71,8 (δH 3,52) 71,9 (δH 3,52)
C-5 140,9 140,9 140,9 140,9
C-6 121,7 (δH 5,35) 121,8 (δH 5,36) 121,7 (δH 5,35) 121,9 (δH 5,36)
C-18 12,0 (δH 0,70) 12,1 (δH 0,85) 11,9 (δH 0,68) 12,0 (δH 0,85)
C-19 19,4 (δH 1,01) 19,5 (δH 1,01) 19,4 (δH 1,01) 19,2 (δH 0,82)
C-21 21,1 (δH 1,02) 21,2 (δH 1,03) 18,8 (δH 0,85) 18,9 (δH 0,92)
C-22 138,3 (δH 5,02) 138,5 (δH 5,00) 34,0 34,1
C-23 129,3 (δH 5,15) 129,4 (δH 5,15) 26,1 26,2
C-29 12,2 (δH 0,80) 12,4 (δH 0,81) 12,1 (δH 0,80) 12,2 (δH 0,85)
  • Hợp chất SS-3B:
    • Phổ 1H-NMR (600 MHz, DMSO-d6) cho thấy 4 proton thơm, gồm 2 proton ghép đôi dạng doublet tại δH 7,85 (1H, d, J = 9,6 Hz, H-3) và δH 6,15 (1H, d, J = 9,6 Hz, H-4); 2 proton dạng singlet tại δH 6,97 (1H, s, H-5) và δH 6,73 (1H, s, H-8).
    • Phổ 13C-NMR (150 MHz, DMSO-d6) ghi nhận 9 carbon, gồm 1 carbon carbonyl lacton tại δC 160,8 (C-2) và 8 carbon thơm/olefin nằm trong khoảng δC 102,6 - 150,4.
    • Dữ liệu hoàn toàn trùng khớp với cấu trúc dẫn xuất coumarin đơn giản là Esculetin (6,7-dihydroxycoumarin).
Vị trí carbon Dữ liệu SS-3B (δH, δC trong DMSO-d6) Dữ liệu Esculetin tham khảo (δH, δC trong DMSO-d6)
C-2 160,8 161,3
C-3 111,4 (δH 7,85; d, J = 9,6 Hz) 110,8 (δH 7,90; d, J = 9,5 Hz)
C-4 144,4 (δH 6,15; d, J = 9,6 Hz) 144,6 (δH 6,20; d, J = 9,5 Hz)
C-5 112,3 (δH 6,97; s) 112,3 (δH 7,10; s)
C-6 148,5 148,4
C-7 150,4 150,3
C-8 102,6 (δH 6,73; s) 102,5 (δH 6,79; s)
C-9 142,9 142,8
C-10 110,7 110,8

Chương 4: Bàn luận

Chương 4 tập trung phân tích, bàn luận về phương pháp thực nghiệm và đối chiếu các tác dụng sinh học đã công bố của các hoạt chất phân lập được:

  • Về phương pháp định tính và chiết xuất: Bộ phản ứng hóa học chứng minh Sa sâm nam Thanh Hóa chứa 10 nhóm chất chính, phù hợp với các công bố quốc tế về chi Launaea. Dung môi ngâm lạnh EtOH 80% được đánh giá là dung môi phân cực đa năng, hòa tan tốt nhiều nhóm hoạt chất sinh học, an toàn môi trường và kinh tế. Việc phân bố lỏng - lỏng liên tục qua n-hexan, EtOAc và BuOH đã phân loại hiệu quả các chất theo độ phân cực, giúp cao EtOAc trở thành phân đoạn trung gian tối ưu để tinh chế sterol và coumarin.
  • Về kết quả phân lập và nhận diện cấu trúc: Khóa luận khẳng định hỗn hợp Stigmasterol - β-sitosterol (SS-1C) và Esculetin (SS-3B) lần đầu tiên được phân lập từ phần trên mặt đất của Launaea sarmentosa cũng như từ chi Launaea. Việc SS-1C tồn tại dưới dạng hỗn hợp hai sterol được giải thích do sự tương đồng lớn về mặt cấu trúc hóa học giữa stigmasterol và β-sitosterol (chỉ khác biệt ở nối đôi C22=C23 tại chuỗi nhánh), khiến việc tách rời hai chất bằng phương pháp sắc ký thông thường gặp nhiều khó khăn.
  • Bàn luận về hoạt tính sinh học của hỗn hợp Stigmasterol và β-sitosterol:
    • Kháng viêm và giảm phù nề: Hoạt chất làm giảm phù nề qua trung gian tế bào trên mô hình quá mẫn kiểu chậm (DTH), ức chế biểu hiện phân tử kết dính mạch máu khi kích thích bởi TNF-α trong tế bào nội mô động mạch chủ người (HAEC) và ức chế phosphoryl hóa yếu tố phiên mã NF-κB trong đại thực bào.
    • Hạ lipid máu và huyết áp: Cạnh tranh hấp thu với cholesterol ngoại sinh tại đường ruột, làm giảm nồng độ cholesterol toàn phần và apo-B trong LDL huyết tương ở bệnh nhân tăng lipid máu; sự bão hòa chuỗi nhánh tại C22 đóng vai trò then chốt đối với hoạt tính chống tăng huyết áp.
    • Hạ đường huyết: Sự kết hợp giữa β-sitosterol và stigmasterol thể hiện tác dụng hiệp đồng làm giảm đường huyết rõ rệt trên chuột mắc đái tháo đường do alloxan; giảm T3, T4 và glucose-6-phosphatase tại gan đồng thời gia tăng bài tiết insulin.
    • Chống oxy hóa và bảo vệ thần kinh: Phục hồi tỷ lệ GSH/glutathione tổng số thông qua kích hoạt con đường estrogen receptor/PI3K; ngăn ngừa peroxy hóa màng tế bào, mở ra triển vọng hỗ trợ điều trị bệnh Alzheimer.
  • Bàn luận về hoạt tính sinh học của Esculetin (6,7-dihydroxycoumarin):
    • Chống đông máu và bệnh tim mạch: Ức chế chọn lọc sự tăng sinh bất thường của tế bào cơ trơn mạch máu (VSMCs) thông qua chẹn con đường tín hiệu Ras-Raf-MEK-ERK/MAPK và Ras-PI3K-Akt, ngăn chặn hiện tượng tái hẹp sau tổn thương mạch máu; thúc đẩy biểu hiện kênh vận chuyển ABCA1 và ABCG1 qua thụ thể PPAR-γ; ức chế enzyme metalloproteinase MMP-9 do TNF-α gây ra.
    • Bảo vệ gan: Giảm thiểu stress oxy hóa trên mô hình hoại tử gan do tert-butyl hydroperoxide (t-BHP) và CCl4, giảm sự thâm nhiễm bạch cầu và giảm hình thành xơ gan.
    • Kháng khuẩn: Làm giảm tỷ lệ sống sót của vi khuẩn đường ruột nguy hiểm Escherichia coli O157:H7 trong phân và đường ruột, đồng thời ức chế gen mã hóa độc tố Shiga stx2 trên mô hình giun tròn Caenorhabditis elegans.
    • Hỗ trợ điều trị đái tháo đường: Ở mức liều 40 mg/kg, esculetin làm tăng nồng độ insulin, giảm glucose huyết tương và hạ chỉ số HbA1c trên chuột đái tháo đường do streptozotocin.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã thu được các kết quả nghiên cứu cụ thể với số liệu định lượng minh xác:

  • Định tính thành phần hóa thực vật: Xác nhận phần trên mặt đất của Sa sâm nam thu hái tại Thanh Hóa chứa 10 nhóm chất: chất béo, carotenoid, phytosterol, saponin (saponin steroid), coumarin, flavonoid, acid amin, đường khử, polysaccharid và alcaloid. Đồng thời kết luận không có sự hiện diện của acid hữu cơ, tannin và anthranoid.
  • Hiệu suất chiết xuất: Từ 3,0 kg dược liệu khô, quá trình ngâm chiết kiệt với ethanol 80% thu được 1,0 kg cao toàn phần (tỷ lệ thu hồi 33,33%). Khối lượng các cao phân đoạn phân bố lỏng - lỏng thu được gồm: cao n-hexan (76,47 g), cao ethyl acetate (131,96 g), cao n-butanol (53,35 g) và cắn nước (583,87 g).
  • Phân lập thành công 2 hợp chất hóa học tinh khiết từ phân đoạn cao EtOAc:
    • Hợp chất SS-1C: 21,09 mg, dạng bột màu trắng, xác định là hỗn hợp của hai phytosterol: Stigmasterol và β-sitosterol.
    • Hợp chất SS-3B: 31,0 mg, dạng tinh thể hình kim màu vàng nhạt, xác định là dẫn xuất coumarin: Esculetin.
  • Đóng góp khoa học mới:
    • Đây là công trình thực nghiệm đầu tiên phân lập và nhận danh thành công hỗn hợp Stigmasterol - β-sitosterol và hợp chất Esculetin từ phần trên mặt đất của loài Launaea sarmentosa.
    • Là công bố đầu tiên ghi nhận sự xuất hiện của hai cấu trúc hóa thực vật này trong toàn bộ chi thực vật Launaea.
    • Cung cấp bộ dữ liệu phổ 1D-NMR thực nghiệm đầy đủ, chi tiết của các hợp chất phân lập từ dược liệu Việt Nam làm cơ sở tham khảo cho các nghiên cứu hóa thực vật tiếp theo.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của nghiên cứu:
    • Khóa luận mới tiến hành khảo sát và phân lập hoạt chất trên phân đoạn cao ethyl acetate (EtOAc), chưa triển khai tinh chế hoạt chất trên các phân đoạn cao n-hexan, n-butanol và cắn nước còn lại.
    • Nghiên cứu chưa thực hiện các thử nghiệm sinh học trực tiếp in vitro hoặc in vivo trên các phân đoạn cao và các chất tinh chế (SS-1C, SS-3B) mà chỉ dừng lại ở tổng quan, bàn luận dược lý dựa trên các công bố quốc tế.
    • Điều kiện thực nghiệm trong giai đoạn hoàn thành khóa luận chịu ảnh hưởng bởi dịch bệnh Covid-19, dẫn đến giới hạn về thời gian triển khai một số nội dung chuyên sâu.
  • Hướng nghiên cứu tiếp (theo đề xuất của tác giả):
    • Tiếp tục mở rộng phân lập các hợp chất tự nhiên khác từ các phân đoạn còn lại của cao EtOAc và các cao phân đoạn n-hexan, n-butanol, cắn nước từ loài Sa sâm nam (Launaea sarmentosa).
    • Triển khai thử nghiệm sàng lọc hoạt tính sinh học thực tế (hoạt tính kháng viêm, chống oxy hóa, bảo vệ gan, hạ men gan) của các hợp chất phân lập được để chứng minh cơ sở khoa học cho kinh nghiệm sử dụng dược liệu trong dân gian.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo hữu ích đối với sinh viên đại học, học viên sau đại học và nghiên cứu viên thuộc các chuyên ngành Dược học, Dược liệu học, Hóa thực vật và Hóa học các hợp chất thiên nhiên:

  • Tham khảo về phương pháp luận hóa thực vật: Toàn bộ quy trình thử nghiệm 13 phản ứng định tính bằng ống nghiệm là tài liệu thực hành mẫu mực, dễ áp dụng cho các đề tài sàng lọc thành phần hóa học dược liệu.
  • Tham khảo về quy trình công nghệ chiết xuất: Sơ đồ chiết xuất phân đoạn lỏng - lỏng bằng các hệ dung môi có độ phân cực tăng dần (n-hexan → EtOAc → BuOH → nước) từ lượng mẫu lớn (3 kg) cung cấp thông số thực nghiệm chuẩn xác về lượng dung môi và tỷ lệ thu hồi cao.
  • Tham khảo về kỹ thuật sắc ký: Các thông số sắc ký cột silica gel pha thường và pha đảo RP-18, tỷ lệ hệ dung môi rửa giải ba thành phần (n-hexan : DCM : aceton) và hệ pha đảo (aceton : nước) có giá trị ứng dụng cao cho việc phân tách các phân đoạn chứa phytosterol và coumarin.
  • Tham khảo về phân tích cấu trúc: Bảng so sánh chi tiết các độ dịch chuyển hóa học trên phổ 1H-NMR và 13C-NMR giữa thực nghiệm và tài liệu chuẩn của Stigmasterol, β-sitosterol và Esculetin là nguồn dẫn liệu phục vụ việc định danh nhanh các hợp chất tự nhiên tương tự.

Câu hỏi thường gặp

1. Mẫu dược liệu Sa sâm nam dùng trong đề tài được thu hái tại địa phương nào và có thông tin tiêu bản ra sao?
Dược liệu là phần trên mặt đất của cây Sa sâm nam, thu hái tại phường Quảng Thành, thành phố Thanh Hóa, tỉnh Thanh Hóa vào ngày 05/02/2022. Tiêu bản mẫu được ThS. Nguyễn Quỳnh Nga và ThS. Phan Văn Trường (Viện Dược liệu) giám định tên khoa học là Launaea sarmentosa (Willd. et Chun), họ Cúc (Asteraceae), mang số hiệu lưu trữ DV-050222 tại Phòng Tiêu bản thuộc Khoa Tài nguyên Dược liệu – Viện Dược liệu.

2. Kết quả định tính hóa thực vật xác định phần trên mặt đất Sa sâm nam có và không có những nhóm hoạt chất nào?
Kết quả thực nghiệm xác định dược liệu dương tính với 10 nhóm chất: chất béo, carotenoid, phytosterol, saponin (sơ bộ là saponin steroid), coumarin, flavonoid, acid amin, đường khử, polysaccharid và alcaloid. Ba nhóm chất cho kết quả âm tính (không có) là acid hữu cơ, tannin và anthranoid.

3. Khối lượng cao tổng và các cao phân đoạn thu được từ 3,0 kg dược liệu khô là bao nhiêu?
Từ 3,0 kg dược liệu khô chiết với ethanol 80%, tác giả thu được 1,0 kg cao toàn phần. Quá trình chiết phân đoạn lỏng - lỏng phân tán trong nước nóng mang lại: 76,47 g cao n-hexan; 131,96 g cao ethyl acetate; 53,35 g cao n-butanol và 583,87 g phần cắn nước.

4. Hai hợp chất tinh khiết được phân lập và xác định cấu trúc trong khóa luận là gì?
Hai hợp chất được tinh chế từ cao phân đoạn ethyl acetate gồm:

  • Hợp chất SS-1C (21,09 mg): Dạng chất bột màu trắng, được xác định là hỗn hợp của hai phytosterol gồm Stigmasterol và β-sitosterol.
  • Hợp chất SS-3B (31,0 mg): Dạng tinh thể hình kim màu vàng nhạt, được xác định là Esculetin (dẫn xuất 6,7-dihydroxycoumarin).

5. Đóng góp phát hiện mới về hóa thực vật của khóa luận đối với loài Sa sâm nam và chi Launaea là gì?
Khóa luận là công trình đầu tiên trên thế giới công bố việc phân lập và xác định cấu trúc thành công của hỗn hợp Stigmasterol - β-sitosterol cũng như hợp chất Esculetin từ phần trên mặt đất của loài Launaea sarmentosa, đồng thời cũng là lần đầu tiên hai hợp chất này được ghi nhận sự xuất hiện trong toàn bộ chi Launaea.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Tô Minh Ngọc đã thực hiện khảo sát hóa thực vật trên phần trên mặt đất của loài Sa sâm nam (Launaea sarmentosa (Willd. et Chun), họ Cúc) thu hái tại Thanh Hóa, làm sáng tỏ sự hiện diện của 10 nhóm chất hữu cơ tự nhiên bằng các phản ứng định tính tiêu chuẩn. Từ 3,0 kg dược liệu thô, nghiên cứu đã xây dựng quy trình chiết xuất và phân lập thành công hai hợp chất tinh khiết từ phân đoạn ethyl acetate là hỗn hợp phytosterol Stigmasterol - β-sitosterol (SS-1C, 21,09 mg) và dẫn xuất coumarin Esculetin (SS-3B, 31,0 mg) bằng phương pháp sắc ký cột pha thường kết hợp pha đảo. Cấu trúc hóa học của các phân tử đã được chứng minh thông qua hệ thống phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D-NMR và đối chiếu dữ liệu chuẩn. Kết quả của khóa luận là công bố đầu tiên về sự có mặt của hai hợp chất này trong bộ phận trên mặt đất của Launaea sarmentosa và chi Launaea, cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho việc nghiên cứu phát triển các chế phẩm thuốc từ nguồn dược liệu biển Việt Nam.