Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu hướng phát triển của y dược học hiện đại, việc nghiên cứu sàng lọc các hoạt chất sinh học tự nhiên từ nguồn tài nguyên thực vật bản địa đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm chức năng. Việt Nam có hệ thực vật phong phú với khoảng 4.000 loài cây thuốc, tuy nhiên nhiều loài dược liệu tiềm năng vẫn chưa được đánh giá toàn diện về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học theo các tiêu chuẩn khoa học thực nghiệm.

Cây sâm nổ (Ruellia tuberosa L.), thuộc chi Ruellia L., họ Ô rô (Acanthaceae), là loài thực vật nhiệt đới có nguồn gốc từ châu Mỹ và đã di thực, phân bố rộng rãi tại nhiều tỉnh thành ở Việt Nam. Trong y học dân gian, cây sâm nổ thường được người dân sử dụng rễ củ nấu nước uống làm thuốc bổ mát, điều trị cảm sốt, ho gà, viêm lợi gây đau nhức răng, run chân tay, mệt mỏi, chóng mặt, sỏi bàng quang và các bệnh lý về thận. Trên thế giới đã có một số nghiên cứu ghi nhận các hoạt tính chống viêm, chống loét dạ dày, bảo vệ gan và kháng ung thư của loài này; tuy nhiên, dữ liệu thực nghiệm về dược liệu sâm nổ thu hái tại Việt Nam vẫn còn hạn chế. Do đó, đề tài "Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn và chống oxy hóa trên cây sâm nổ (Ruellia tuberosa L.)" được thực hiện nhằm cung cấp cơ sở dữ liệu định tính, định lượng và hoạt tính sinh học in vitro của các bộ phận rễ, thân, lá của cây.

Mục tiêu cụ thể của khóa luận bao gồm:

  1. Khảo sát thành phần nhóm hợp chất có trong rễ, thân, lá cây sâm nổ (Ruellia tuberosa L.) thu hái tại Việt Nam.
  2. Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn và khả năng chống oxy hóa từ cao chiết rễ, thân, lá của cây sâm nổ.

Nhiệm vụ nghiên cứu được phân chia thành 3 nội dung thực nghiệm:

  • Nội dung 1: Xác định thành phần các nhóm hợp chất hóa thực vật (định tính và định lượng polyphenol, flavonoid tổng số) trong rễ, thân, lá cây sâm nổ.
  • Nội dung 2: Khảo sát khả năng kháng khuẩn của cao chiết rễ, thân, lá đối với vi khuẩn gram âm Escherichia coli và vi khuẩn gram dương Staphylococcus aureus.
  • Nội dung 3: Khảo sát khả năng chống oxy hóa của dịch cao chiết rễ, thân, lá thông qua phương pháp trung hòa gốc tự do 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH).

Đối tượng nghiên cứu là mẫu cây sâm nổ (Ruellia tuberosa L.) ở giai đoạn bắt đầu ra hoa, được thu hái tại huyện Thới Bình, tỉnh Cà Mau vào tháng 3 năm 2023. Nghiên cứu phân tách mẫu thành 3 bộ phận riêng biệt gồm rễ, thân và lá. Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 03/2023 đến tháng 07/2023 tại Phòng nghiên cứu Dược liệu và Cây dược liệu (Bio309), Khoa Khoa học Sinh học, Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu dựa trên cơ sở lý thuyết về hóa thực vật học (phytochemistry) và dược lý học thực nghiệm (experimental pharmacology). Khung lý thuyết tập trung vào hai nhóm hợp chất chuyển hóa thứ cấp chính có hoạt tính sinh học cao:

  • Flavonoid: Nhóm hợp chất polyphenol có cấu trúc khung cơ bản $C_6-C_3-C_6$ (1,3-diphenylpropane) gồm hai vòng benzen liên kết qua mạch 3 carbon. Flavonoid đóng vai trò chất chống oxy hóa nội sinh ở thực vật, có khả năng quét gốc tự do và ức chế sinh trưởng vi sinh vật thông qua can thiệp vào tổng hợp acid nucleic và màng tế bào.
  • Hợp chất Phenolic (Polyphenol): Các hợp chất chứa một hoặc nhiều vòng thơm mang nhóm hydroxyl (-OH), có khả năng khử các gốc tự do, tạo phức tạo kết tủa với protein hoặc bất hoạt enzyme chức năng của vi khuẩn.

Quy trình thực nghiệm và các phương pháp nghiên cứu được triển khai đồng bộ:

  1. Phương pháp xử lý mẫu và chiết xuất:

    • Mẫu thực vật rễ, thân, lá sau khi làm sạch được sấy sơ bộ ở 60°C trong 5 phút, nghiền nhỏ và rây qua rây đường kính 1 mm.
    • Xác định độ ẩm bột nguyên liệu dựa trên độ sấy khô đến khối lượng không đổi ở 105°C theo tiêu chuẩn TCVN 10788:2015.
    • Chiết xuất bằng kỹ thuật ngâm dầm (maceration) trong dung môi ethanol 70% với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1:10 (w/v), ngâm 2 lần, mỗi lần 24 giờ ở nhiệt độ phòng. Dịch chiết gộp được cô cách thủy đuổi dung môi ở nhiệt độ $\le 60^\circ\text{C}$ để thu cao chiết đậm đặc, sau đó xác định hiệu suất chiết và độ ẩm cao chiết theo Dược điển Việt Nam V.

  2. Phương pháp định tính hóa thực vật:

    • Khảo sát 7 nhóm hợp chất tự nhiên bằng các phản ứng màu và phản ứng kết tủa đặc trưng: định tính Flavonoid (phản ứng với $\text{NaNO}_2\ 15%$, $\text{AlCl}_3\ 10%$ và $\text{NaOH}\ 4%$), Saponin (thử nghiệm tạo bọt bền), Polyphenol (thử nghiệm tạo phức màu với $\text{FeCl}_3\ 5%$), Tanin (phản ứng kết tủa với dung dịch gelatin $1%$ - $\text{NaCl}\ 10%$), Alkaloid (thuốc thử Wagner/Bouchardat: $\text{I}_2/\text{KI}$), Terpenoid (thử nghiệm với chloroform và $\text{H}_2\text{SO}_4$ đậm đặc), Đường khử (phản ứng Fehling tạo kết tủa $\text{Cu}_2\text{O}$ đỏ gạch).

  3. Phương pháp định lượng quang phổ UV-Vis:

    • Định lượng Flavonoid tổng số (TFC): Phương pháp đo quang tại bước sóng $\lambda = 415\text{ nm}$ dựa trên phức màu tạo thành giữa flavonoid với $\text{AlCl}_3\ 10%$ và $\text{CH}_3\text{COOK}\ 1\text{ M}$. Hàm lượng được quy chuẩn theo đương lượng Quercetin ($\text{mg QE/g}$ bột mẫu khô) thông qua đường chuẩn Quercetin nồng độ $20 - 100\ \mu\text{g/mL}$.
    • Định lượng Polyphenol tổng số (TPC): Phương pháp đo quang tại bước sóng $\lambda = 765\text{ nm}$ với thuốc thử Folin-Ciocalteu và dung dịch $\text{Na}_2\text{CO}_3\ 7,5%$. Hàm lượng được tính theo đương lượng Gallic acid ($\text{mg GAE/g}$ bột mẫu khô) dựa trên đường chuẩn Gallic acid nồng độ $20 - 100\ \mu\text{g/mL}$.

  4. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn:

    • Thử nghiệm khuếch tán đĩa giấy (paper disc diffusion method) trên môi trường LB agar đối với 2 chủng vi sinh vật: Escherichia coli (vi khuẩn gram âm) và Staphylococcus aureus (vi khuẩn gram dương). Mật độ vi khuẩn được chuẩn hóa theo độ đục 0,5 McFarland (tương đương $10^8\text{ CFU/mL}$, kiểm tra $\text{OD}_{625}$ đạt $0,08 - 0,1$).
    • Mẫu cao chiết được pha trong DMSO ở 3 dải nồng độ: 100, 200 và 400 mg/mL, tẩm vào đĩa giấy Whatman đường kính 6 mm. Đối chứng dương sử dụng Amoxicillin 0,1%, đối chứng âm sử dụng nước cất vô trùng và dung môi DMSO. Đĩa ủ ở 37°C trong 24 giờ. Hoạt tính kháng khuẩn được đánh giá qua đường kính vòng vô khuẩn: $\text{ĐK (mm)} = D - d$ (với $D$ là đường kính tổng, $d = 6\text{ mm}$ là đường kính đĩa giấy).

  5. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa:

    • Phương pháp quét gốc tự do DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) đo quang tại bước sóng $\lambda = 517\text{ nm}$. Mẫu thử ở các nồng độ 20, 40, 60, 80, 100 $\mu\text{g/mL}$ (pha trong DMSO 50%) phản ứng với dung dịch DPPH 0,004% trong methanol, ủ tối 30 phút. Acid ascorbic ($5 - 25\ \mu\text{g/mL}$) được sử dụng làm chất chuẩn đối chứng dương.
    • Tính toán tỷ lệ phần trăm ức chế gốc tự do và ngoại suy giá trị $\text{IC}_{50}$ (nồng độ cần thiết để trung hòa 50% gốc tự do DPPH) thông qua phương trình hồi quy tuyến tính.

  6. Phương pháp xử lý số liệu:

    • Dữ liệu thu thập từ các lần lặp lại thí nghiệm ($n = 3$) được phân tích thống kê bằng phần mềm Microsoft Excel và Minitab 16. Đánh giá sai số qua giá trị trung bình $\pm\text{SEM}$ hoặc $\pm\text{SD}$, phân tích phương sai một chiều (One-way ANOVA) và so sánh sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức bằng phép kiểm định Tukey ($p < 0,05$).

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Chương này nêu rõ tính cấp thiết của việc phát triển nguồn dược liệu tự nhiên của Việt Nam trong bối cảnh công nghệ sinh học ứng dụng vào dược phẩm. Tác giả trình bày vị trí phân loại, tiềm năng ứng dụng dân gian của cây sâm nổ (Ruellia tuberosa L.) và xác định mục tiêu, phạm vi cũng như 3 nội dung nghiên cứu chính về hóa thực vật, kháng khuẩn và chống oxy hóa.

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả tổng hợp hệ thống cơ sở lý thuyết và các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài:

  • Tổng quan thực vật học cây sâm nổ: Phân loại khoa học thuộc chi Ruellia L. (chi có khoảng 250 loài trên thế giới, tại Việt Nam ghi nhận 4 loài: R. macrosiphon, R. patula, R. repens, R. tuberosa). Mô tả đặc điểm hình thái thân vuông tím đỏ, lá bầu dục có lông, rễ củ chùm vàng nâu, hoa xanh tím và cơ chế quả nang nổ khi gặp nước.
  • Hoạt tính sinh học và giá trị dược liệu: Điểm lại các công bố quốc tế về dịch chiết sâm nổ: chống viêm và giảm đau tương đương Diclofenac/Indomethacin (Ashraful và ctv, 2009); chống loét dạ dày (Afzal và ctv, 2015; Arambewela và ctv, 2003); độc tính tế bào ung thư H460 và MDA-MB231 ($\text{IC}_{50}$ lần lượt 3,5 và $1,9\ \mu\text{g/mL}$, Chothani và ctv, 2008); ức chế sinh tinh ở chuột đực (Bhogaonkar và ctv, 2012); hạ đường huyết và bảo vệ gan trên chuột đái tháo đường do alloxan (Rajan và ctv, 2012).
  • Cơ sở lý thuyết về hợp chất tự nhiên: Phân loại cấu trúc flavonoid, 10 nhóm phenolic thực vật, vai trò sinh học và cơ chế chống oxy hóa.
  • Kỹ thuật chiết xuất: Ưu điểm của dung môi ethanol và phương pháp ngâm dầm trong bảo tồn hoạt chất và an toàn công nghiệp.
  • Đặc điểm vi sinh vật kiểm thử: Sinh học, độc lực và tính kháng kháng sinh của hai chủng khuẩn gây bệnh tiêu hóa và nhiễm trùng phổ biến là Escherichia coli và Staphylococcus aureus.

Chương 3: Vật liệu và phương pháp

Trình bày chi tiết toàn bộ điều kiện nghiên cứu, quy trình chuẩn bị hóa chất, nguồn gốc vật liệu thu hái tại Cà Mau, thông số các thiết bị phân tích và các công thức toán học xác định độ ẩm, hiệu suất chiết, hàm lượng TFC, hàm lượng TPC, đường kính vô khuẩn và tỷ lệ ức chế DPPH. Thiết kế bố trí thí nghiệm được kiểm soát 3 lần lặp lại và phân tích thống kê bằng phần mềm Minitab 16.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương này tập trung phân tích các dữ liệu thực nghiệm thu được qua 3 nội dung nghiên cứu:

  • Đánh giá chỉ tiêu độ ẩm bột mẫu ($9,17% - 11,17%$) và độ ẩm cao chiết ($8,12% - 13,57%$), chứng minh mẫu đạt tiêu chuẩn bảo quản dược liệu. Hiệu suất chiết ngâm dầm trong ethanol 70% đạt cao nhất ở bộ phận rễ ($42,17%$).
  • Phân tích phổ thành phần hóa thực vật: xác nhận sự hiện diện của flavonoid, polyphenol, saponin, terpenoid, đường khử và ghi nhận sự vắng mặt của alkaloid ở cả 3 bộ phận.
  • Xây dựng đường chuẩn và định lượng hàm lượng: Lá sâm nổ chứa hàm lượng flavonoid cao nhất ($36,13\text{ mg QE/g}$), trong khi thân và rễ có hàm lượng polyphenol cao vượt trội (thân đạt $91,25\text{ mg GAE/g}$, rễ đạt $89,05\text{ mg GAE/g}$).
  • Đánh giá khả năng kháng khuẩn: Cao chiết không ức chế được E. coli ở các dải nồng độ thử nghiệm ($100 - 400\text{ mg/mL}$), nhưng ức chế chọn lọc trên S. aureus ở nồng độ $400\text{ mg/mL}$ với đường kính vòng vô khuẩn ở thân ($5,33\text{ mm}$) cao hơn rễ và lá ($2,33\text{ mm}$).
  • Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa: Khảo sát đường chuẩn Ascorbic acid ($\text{IC}{50} = 20,41\ \mu\text{g/mL}$) và xác định dịch chiết thân thể hiện khả năng quét gốc tự do DPPH mạnh nhất ($\text{IC}{50} = 115,91\ \mu\text{g/mL}$), tiếp theo là rễ ($\text{IC}{50} = 368,15\ \mu\text{g/mL}$) và lá ($\text{IC}{50} = 491,20\ \mu\text{g/mL}$).

Chương 5: Kết luận và đề nghị

Tóm lược các kết quả định tính, định lượng và hoạt tính sinh học in vitro đạt được của đề tài; khẳng định bộ phận thân sâm nổ có giá trị dược tính cao nhất. Đưa ra 4 đề xuất nghiên cứu tiếp nối về dung môi chiết xuất, thử nghiệm cơ chế chống oxy hóa bổ sung, mở rộng phổ kháng khuẩn và đánh giá hoạt tính in vivo.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả thực nghiệm chi tiết

Bảng 1: Chỉ tiêu lý hóa và hiệu suất chiết xuất mẫu sâm nổ (Ruellia tuberosa L.)

Bộ phận mẫu Độ ẩm bột nguyên liệu (%) Độ ẩm cao chiết (%) Hiệu suất chiết cao (%)
Rễ $10,67 \pm 0,10$ $8,12 \pm 0,90$ $42,17 \pm 1,12$
Thân $9,17 \pm 0,10$ $8,81 \pm 2,00$ $11,38 \pm 0,21$
Lá $11,17 \pm 0,60$ $13,57 \pm 1,00$ $11,88 \pm 0,45$

Ghi chú: Giá trị biểu diễn dạng Trung bình $\pm\text{SEM}$ ($n = 3$). Độ ẩm bột đạt yêu cầu $< 13%$ (Bộ Y tế, 2011); độ ẩm cao chiết đạt tiêu chuẩn cao đặc $< 20%$ (Dược điển Việt Nam V).

Bảng 2: Kết quả định tính các nhóm hợp chất tự nhiên trong dịch chiết sâm nổ

Nhóm hợp chất Thuốc thử / Phản ứng Rễ Thân Lá
Polyphenol Thuốc thử $\text{FeCl}_3\ 5%$ (tạo phức xanh đen) $+$ $+$ $+$
Flavonoid $\text{NaNO}_2\ 15% + \text{AlCl}_3\ 10% + \text{NaOH}\ 4%$ $+$ $+$ $+$
Tanin Gelatin $1%$ trong dung dịch $\text{NaCl}\ 10%$ $-$ $\pm$ $+$
Terpenoid $\text{Chloroform} + \text{H}_2\text{SO}_4$ đậm đặc $+$ $+$ $-$
Saponin Phản ứng tạo bọt bền $+$ $-$ $+$
Alkaloid Thuốc thử Wagner / Bouchardat ($\text{I}_2/\text{KI}$) $-$ $-$ $-$
Đường khử Thuốc thử Fehling A và B (kết tủa $\text{Cu}_2\text{O}$ đỏ gạch) $+$ $+$ $-$

Ghi chú: $(+)$ Phản ứng dương tính; $(-)$ Phản ứng âm tính; $(\pm)$ Nghi ngờ.

Bảng 3: Hàm lượng Flavonoid tổng số (TFC) và Polyphenol tổng số (TPC)

Bộ phận mẫu Hàm lượng Flavonoid (TFC) ($\text{mg QE/g}$ bột mẫu) Hàm lượng Polyphenol (TPC) ($\text{mg GAE/g}$ bột mẫu)
Rễ $17,14^{\text{c}} \pm 1,17$ $89,05^{\text{a}} \pm 2,05$
Thân $23,93^{\text{b}} \pm 0,50$ $91,25^{\text{a}} \pm 1,66$
Lá $36,13^{\text{a}} \pm 1,25$ $39,80^{\text{b}} \pm 1,15$

Ghi chú: Giá trị biểu diễn dạng Trung bình $\pm\text{SD}$. Các chữ cái viết hoa/thường khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ($p < 0,05$, Tukey's test). Phương trình đường chuẩn Flavonoid: $y = 0,0082x - 0,0226$ ($R^2 = 0,9992$); Polyphenol: $y = 0,0081x - 0,0111$ ($R^2 = 0,9950$).

Bảng 4: Kết quả đường kính vòng vô khuẩn (kháng khuẩn) và giá trị $\text{IC}_{50}$ (chống oxy hóa)

Mẫu thử nghiệm Đường kính kháng E. coli (mm) ở 400 mg/mL Đường kính kháng S. aureus (mm) ở 400 mg/mL Hoạt tính chống oxy hóa $\text{IC}_{50}\ (\mu\text{g/mL})$
Cao chiết Rễ $-$ $2,33 \pm 0,33$ $368,15 \pm 6,57$
Cao chiết Thân $-$ $5,33 \pm 0,33$ $115,91 \pm 5,43$
Cao chiết Lá $-$ $2,33 \pm 0,33$ $491,20 \pm 27,10$
Amoxicillin 0,1% (ĐC dương) $23,67 \pm 0,88$ $23,67 \pm 0,88$ Chưa khảo sát
Acid ascorbic (ĐC dương) Chưa khảo sát Chưa khảo sát $20,41 \pm 0,62$

Ghi chú: $(-)$ Không ghi nhận vòng vô khuẩn. Ở các nồng độ 100 mg/mL và 200 mg/mL, các mẫu cao chiết sâm nổ đều không thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đối với cả 2 chủng.

2. So sánh và đóng góp khoa học của tác giả

  • So sánh với các nghiên cứu trước:

    • Về thành phần hóa học: Kết quả định tính phù hợp với nghiên cứu của Arirudran và ctv (2011) về sự hiện diện của flavonoid, polyphenol, terpenoid, tanin và đường khử trong dịch chiết toàn thân cây sâm nổ.
    • Về hàm lượng: Hàm lượng flavonoid trong lá sâm nổ ($36,13\text{ mg QE/g}$) và polyphenol trong thân ($91,25\text{ mg GAE/g}$) cao hơn so với một số dược liệu đối chứng được công bố trong nước như Rau đắng đất ($\text{TFC} = 2,621\text{ mg QE/g}$), Lá vối ($\text{TFC} = 15,44 - 22,42\text{ mg/g}$), Dền gai ($\text{TPC} = 80,46\text{ mg GAE/g}$), Húng lủi ($\text{TPC} = 47,6\text{ mg GAE/g}$).
    • Về hoạt tính kháng khuẩn: Kết quả kháng chọn lọc trên S. aureus và không kháng E. coli tương đồng với phát hiện của Arirudran và ctv (2011).
    • Về hoạt tính chống oxy hóa: Khả năng trung hòa DPPH của dịch chiết thân sâm nổ bằng ethanol trong nghiên cứu này ($\text{IC}{50} = 115,91\ \mu\text{g/mL}$) cao hơn so với dịch chiết methanol ($\text{IC}{50} = 228\ \mu\text{g/mL}$) và dịch chiết nước ($\text{IC}_{50} = 429\ \mu\text{g/mL}$) trong nghiên cứu của Chen và ctv (2006).

  • Đóng góp của khóa luận:

    • Cung cấp dẫn liệu khoa học thực nghiệm có hệ thống đầu tiên về sự phân bố hàm lượng polyphenol và flavonoid giữa 3 bộ phận riêng biệt (rễ, thân, lá) của cây sâm nổ thu hái tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long (Cà Mau).
    • Xác định bộ phận thân cây sâm nổ mang giá trị dược tính cao nhất cả về hàm lượng polyphenol ($91,25\text{ mg GAE/g}$), hoạt tính kháng tụ cầu vàng S. aureus (vòng vô khuẩn $5,33\text{ mm}$) và khả năng chống oxy hóa ($\text{IC}_{50} = 115,91\ \mu\text{g/mL}$).
    • Đề xuất quy trình chiết xuất ngâm dầm bằng dung môi thân thiện ethanol 70%, tạo tiền đề kỹ thuật cho việc định hướng ứng dụng dược liệu quy mô công nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận được tác giả chỉ rõ một số hạn chế và định hướng phát triển trong Chương 5:

  • Hạn chế thực nghiệm:

    • Phản ứng định tính tanin ở mẫu rễ và thân còn hiện tượng nghi ngờ ($\pm$) do acid gallic và pseudotanin nồng độ cao có thể gây kết tủa gelatin, chưa thể khẳng định triệt để nếu không thực hiện sắc ký chuyên sâu.
    • Thử nghiệm kháng khuẩn mới dừng lại ở 2 chủng vi khuẩn chuẩn (E. coli và S. aureus) và chỉ ghi nhận hoạt tính ở nồng độ cao ($400\text{ mg/mL}$), chưa xác định được giá trị nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC).
    • Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa mới thực hiện trên 1 mô hình in vitro đơn lẻ là thử nghiệm quét gốc tự do DPPH.

  • Hướng nghiên cứu đề xuất:

    1. Thử nghiệm các phương pháp chiết xuất hiện đại (chiết có hỗ trợ siêu âm, vi sóng, dung môi phân cực khác nhau) để tối ưu hóa hiệu suất thu hồi hoạt chất.
    2. Mở rộng đánh giá hoạt tính chống oxy hóa bằng các mô hình bổ trợ: phương pháp bắt gốc tự do peroxide, phương pháp khử màu $\beta$-carotene, phương pháp tạo phức với ion sắt ($\text{Fe}^{2+}$).
    3. Mở rộng thử nghiệm phổ kháng khuẩn trên các chủng vi khuẩn gram dương, gram âm khác và vi nấm gây bệnh.
    4. Triển khai các thử nghiệm sinh học in vitro và in vivo chuyên sâu về tính chống viêm, chống loét dạ dày và khả năng kháng tế bào ung thư của cao chiết thân cây sâm nổ.

Giá trị tham khảo

Khóa luận tốt nghiệp này có giá trị tham khảo chuyên môn trong các trường hợp sau:

  • Đối tượng sử dụng:
    • Sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu viên các ngành Công nghệ Sinh học, Dược học, Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Y học cổ truyền.
    • Các nhóm nghiên cứu đang thực hiện đề tài chiết xuất, tiêu chuẩn hóa dược liệu và sàng lọc hoạt tính sinh học từ nguồn thực vật thuộc họ Acanthaceae.
  • Nội dung tham khảo giá trị:
    • Quy trình chiết xuất và xác định chỉ tiêu dược liệu: Tham khảo chi tiết phương pháp xác định độ ẩm bột, độ ẩm cao chiết theo TCVN 10788:2015 và Dược điển Việt Nam V tại [Mục 3.2.1 và 3.2.3, Trang 12-14].
    • Quy trình định lượng quang phổ UV-Vis: Quy trình pha hóa chất, dựng đường chuẩn Quercetin ($\lambda = 415\text{ nm}$) và Gallic acid ($\lambda = 765\text{ nm}$), phương trình tính toán quy đổi hàm lượng TFC và TPC tại [Mục 3.2.5 và 3.2.6, Trang 16-18].
    • Giao thức thử nghiệm sinh học in vitro: Quy trình chuẩn hóa mật độ vi khuẩn 0,5 McFarland, kỹ thuật đĩa giấy khuếch tán trên LB agar và quy trình thử nghiệm quét gốc tự do DPPH đo quang 517 nm tại [Mục 3.3 và 3.4, Trang 19-21].

Câu hỏi thường gặp

1. Mẫu cây sâm nổ trong nghiên cứu được thu hái ở đâu, vào thời điểm nào và được xử lý ban đầu ra sao?
Mẫu sâm nổ được thu hái tại huyện Thới Bình, tỉnh Cà Mau vào tháng 3 năm 2023 ở giai đoạn cây bắt đầu ra hoa. Sau khi thu hái, mẫu được làm sạch, tách riêng 3 bộ phận rễ, thân, lá, sấy khô ở 60°C trong 5 phút, nghiền nhuyễn và rây qua rây đường kính 1 mm để thu bột nguyên liệu phục vụ chiết xuất.

2. Nhóm hợp chất tự nhiên nào hoàn toàn không hiện diện trong toàn bộ các bộ phận của cây sâm nổ được khảo sát?
Kết quả định tính bằng thuốc thử đặc hiệu Wagner/Bouchardat ($\text{I}_2/\text{KI}$) cho thấy hợp chất nhóm Alkaloid hoàn toàn âm tính $(-)$ ở cả 3 bộ phận rễ, thân và lá cây sâm nổ.

3. Hàm lượng Flavonoid và Polyphenol tổng số phân bố như thế nào giữa các bộ phận của cây?

  • Hàm lượng Flavonoid tổng số (TFC) cao nhất ở lá ($36,13 \pm 1,25\text{ mg QE/g}$), tiếp theo là thân ($23,93 \pm 0,50\text{ mg QE/g}$) và thấp nhất ở rễ ($17,14 \pm 1,17\text{ mg QE/g}$).
  • Hàm lượng Polyphenol tổng số (TPC) đạt cao nhất ở thân ($91,25 \pm 1,66\text{ mg GAE/g}$) và rễ ($89,05 \pm 2,05\text{ mg GAE/g}$), cao gấp $2,23 - 2,29$ lần so với lá ($39,80 \pm 1,15\text{ mg GAE/g}$).

4. Cao chiết sâm nổ có khả năng ức chế vi khuẩn Escherichia coli và Staphylococcus aureus ở nồng độ nào?
Ở nồng độ 100 mg/mL và 200 mg/mL, cao chiết cả 3 bộ phận đều không thể hiện tính kháng khuẩn. Ở nồng độ 400 mg/mL, cao chiết hoàn toàn không ức chế được vi khuẩn gram âm E. coli, nhưng thể hiện hoạt tính ức chế đối với vi khuẩn gram dương S. aureus với đường kính vòng vô khuẩn ở thân là $5,33\text{ mm}$, rễ và lá là $2,33\text{ mm}$.

5. Hoạt tính chống oxy hóa quét gốc tự do DPPH của các bộ phận cây sâm nổ được xếp hạng như thế nào?
Khả năng chống oxy hóa được xếp theo thứ tự giảm dần: Thân > Rễ > Lá, tương ứng với giá trị $\text{IC}{50}$ lần lượt là $115,91 \pm 5,43\ \mu\text{g/mL}$ < $368,15 \pm 6,57\ \mu\text{g/mL}$ < $491,20 \pm 27,10\ \mu\text{g/mL}$ (giá trị $\text{IC}{50}$ càng nhỏ biểu thị hoạt tính chống oxy hóa càng mạnh; đối chứng dương Acid ascorbic có $\text{IC}_{50} = 20,41 \pm 0,62\ \mu\text{g/mL}$).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Thị Anh Thư đã hoàn thành đầy đủ các mục tiêu đề ra, xác định được thành phần hóa thực vật và định lượng chính xác hàm lượng polyphenol và flavonoid trong rễ, thân, lá của cây sâm nổ (Ruellia tuberosa L.) tại Cà Mau. Nghiên cứu chứng minh cao chiết ethanol 70% của cây sâm nổ có hoạt tính quét gốc tự do DPPH mạnh và khả năng ức chế chọn lọc vi khuẩn gram dương Staphylococcus aureus ở nồng độ $400\text{ mg/mL}$. Trong đó, bộ phận thân thể hiện giá trị dược tính vượt trội nhất về cả hàm lượng polyphenol ($91,25\text{ mg GAE/g}$), hiệu quả kháng khuẩn ($5,33\text{ mm}$) và hoạt tính chống oxy hóa ($\text{IC}_{50} = 115,91\ \mu\text{g/mL}$), cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho các nghiên cứu ứng dụng nguồn dược liệu này trong thực tiễn.