Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh y dược học hiện đại và ngành công nghiệp thực phẩm chức năng ngày càng chú trọng khai thác các nguồn dược liệu tự nhiên nhờ tính tương thích sinh học cao và ít tác dụng phụ, việc nghiên cứu các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học từ hệ thực vật phong phú của Việt Nam đang nhận được sự quan tâm lớn. Cây xà cừ (Khaya senegalensis (Desv.) A.Juss), hay còn gọi là cây sọ khỉ, thuộc họ Xoan (Meliaceae), là loài cây gỗ lớn có nguồn gốc từ châu Phi, được di thực và trồng phổ biến tại các đô thị, công viên, trường học, trạm y tế và đường phố Việt Nam để tạo bóng mát và lấy gỗ.

Theo kinh nghiệm dân gian, các bộ phận của cây xà cừ được sử dụng để điều trị một số chứng bệnh như ho, ghẻ ngứa, sưng đau, sốt rét, tiêu chảy và các bệnh lý da liễu. Các nghiên cứu quốc tế đã chứng minh chiết xuất từ loài này chứa hàm lượng đáng kể các limonoid, flavonoid và hợp chất phenolic với nhiều hoạt tính sinh học giá trị, tiêu biểu như hợp chất 3,7-dideacetylkhivorin phân lập từ cao chiết methanol có khả năng ức chế sự phát triển của các dòng tế bào ung thư MCF-7, SiHa và Caco-2 với giá trị IC50 trong khoảng 0,07–0,14 µM (tương đương 35–69 ppm). Tuy nhiên, tại Việt Nam, các công trình khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính sinh học trên các bộ phận cành và lá của cây xà cừ còn rất hạn chế. Để không làm tổn hại đến sự sinh trưởng của cây và bảo tồn hệ sinh thái, đề tài lựa chọn tiếp cận nguồn nguyên liệu là các cành cây tỉa định kỳ hoặc cành khô rơi rụng.

Đề tài xác định bốn mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Khảo sát định lượng polyphenol và flavonoid từ cao chiết cành xà cừ (Khaya senegalensis A.Juss).
  2. Khảo sát khả năng kháng oxy hóa từ các phân đoạn cao chiết cành xà cừ (Khaya senegalensis A.Juss).
  3. Cô lập và xác định cấu trúc của các hợp chất trong phân đoạn cao ethyl acetate từ cành xà cừ (Khaya senegalensis A.Juss).
  4. Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa trên các hợp chất được cô lập của phân đoạn cao ethyl acetate từ cành xà cừ (Khaya senegalensis A.Juss).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Cành cây xà cừ (Khaya senegalensis (Desv.) A.Juss), thu hái các cành có đường kính từ 1,5 cm đến 3,0 cm, loại bỏ cành mục nát hoặc hư hỏng. Mẫu thực vật được giám định tên khoa học bởi TS. Đặng Lệ Anh Tuấn, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.
  • Phạm vi nội dung: Định lượng tổng hàm lượng polyphenol và flavonoid; sàng lọc khả năng trung hòa gốc tự do DPPH• của bốn loại cao chiết (cao tổng ethanol, cao n-hexane, cao ethyl acetate, cao methanol); tiến hành sắc ký phân lập các phân đoạn tiềm năng và bước đầu tinh sạch các hợp chất từ phân đoạn cao ethyl acetate.
  • Phạm vi không gian: Mẫu nguyên liệu được thu gom tại khuôn viên Cơ sở 3 (Thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương) của Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh. Toàn bộ thực nghiệm chiết xuất, định lượng và phân lập được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Sinh hóa, Khoa Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh. Phép đo phổ khối lượng và phổ cộng hưởng từ hạt nhân được gửi phân tích tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.
  • Phạm vi thời gian: Khóa luận được thực hiện từ tháng 04/2022 đến tháng 08/2022 (thời gian theo kế hoạch đào tạo từ tháng 05/2022 đến tháng 09/2022).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận dựa trên cơ sở lý thuyết hóa thực vật về các nhóm hợp chất thứ cấp trong thực vật bậc cao, tập trung vào nhóm hợp chất phenolic (polyphenol), flavonoid và khung cấu trúc limonoid đặc trưng của chi Khaya thuộc họ Meliaceae. Về cơ chế sinh học, nghiên cứu áp dụng mô hình phản ứng dập tắt gốc tự do nhân tạo DPPH• (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) để đánh giá năng lực kháng oxy hóa thông qua khả năng nhượng hydro hoặc electron của các hợp chất chống oxy hóa, làm giảm độ hấp thụ quang học cực đại tại bước sóng 517 nm từ màu tím sang màu vàng nhạt của 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazine (DPPH-H).

Các phương pháp thực nghiệm được triển khai bao gồm:

  • Phương pháp xử lý nguyên liệu và chiết ngâm (maceration): Bột cành xà cừ khô được ngâm chiết kiệt với dung môi ethanol 96° ở nhiệt độ phòng qua 7 lần ngâm liên tiếp, gom dịch lọc và cô thu hồi dung môi dưới áp suất giảm trên máy cô quay chân không Heidolph để thu cao ethanol thô.
  • Phương pháp điều chế cao phân đoạn: Sử dụng kỹ thuật sắc ký cột silica gel cổ điển (kích thước cột 120 cm × 6 cm) với hệ dung môi có độ phân cực tăng dần lần lượt gồm n-hexane, ethyl acetate và methanol để tách cao tổng thành 3 phân đoạn cao tương ứng: cao n-hexane, cao ethyl acetate và cao methanol.
  • Phương pháp xác định độ ẩm và hàm lượng chất khô: Sấy mẫu đến khối lượng không đổi trong tủ sấy Memmert ALM400.
  • Phương pháp định lượng polyphenol tổng số: Sử dụng thuốc thử Folin–Ciocalteu theo quy trình của Aiyegoro và Okoh (2010); phản ứng tạo phức màu trong môi trường Na2CO3 20%, đo mật độ quang ở bước sóng λ = 760 nm; kết quả được biểu diễn qua đương lượng acid gallic (mg GAE/g cao chiết) dựa trên đường chuẩn acid gallic.
  • Phương pháp định lượng flavonoid tổng số: Sử dụng phương pháp tạo phức màu với nhôm clorid (AlCl3) theo Chang và cộng sự (2002); hỗn hợp phản ứng gồm dịch mẫu, NaNO2 5%, AlCl3 10% và NaOH 1M, đo mật độ quang ở bước sóng λ = 425 nm; kết quả được tính theo đương lượng quercetin (mg QE/g cao chiết) dựa trên đường chuẩn quercetin.
  • Phương pháp khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa in vitro: Đánh bắt gốc tự do DPPH• nồng độ 0,2 mM trên đĩa 96 giếng; các mẫu thử nghiệm được pha loãng thành dãy 5 nồng độ (25, 50, 100, 150, 200 µg/ml); đo độ hấp thụ tại bước sóng 517 nm trên máy đọc ELISA BioTek; mẫu đối chứng dương sử dụng acid ascorbic (Vitamin C); xác định giá trị nồng độ ức chế 50% gốc tự do (IC50) qua phương trình hồi quy tuyến tính.
  • Phương pháp phân lập và tinh sạch: Sắc ký lớp mỏng (TLC) pha thường trên bản nhôm tráng sẵn silica gel DC-Alufolien 60 F254 và pha đảo RP18 F254s (Merck), phát hiện vết bằng đèn tử ngoại ở bước sóng 254 nm, 365 nm và phun hiện màu bằng dung dịch acid sulfuric (H2SO4) 10% trong cồn hơ nhiệt. Sắc ký cột (CC) sử dụng pha tĩnh silica gel pha thường cỡ hạt 0,040–0,063 mm (240–430 mesh), pha đảo và Sephadex LH-20.
  • Phương pháp xác định cấu trúc hóa học: Đo phổ khối lượng ESI-MS trên hệ thống Agilent 1260 LC ghép đầu dò single quadrupole 6120B MSD; phổ khối lượng phân giải cao HR-ESI-MS trên máy MicroOTOF-Q; phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D-NMR (1H-NMR ở tần số 500 MHz và 13C-NMR ở tần số 125 MHz) đo trên máy Bruker AM500 FT-NMR Spectrometer.
  • Phương pháp xử lý thống kê: Thí nghiệm định lượng và thử hoạt tính sinh học được lặp lại 3 lần độc lập. Dữ liệu biểu diễn dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (Mean ± SD), phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA) và so sánh sự khác biệt có ý nghĩa thống kê bằng kiểm định Duncan ở mức ý nghĩa α < 0,05 trên phần mềm Statgraphics Plus 3.0 và Microsoft Excel 2016.

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Tổng quan

Chương tổng quan cung cấp cơ sở dữ liệu thực vật học và tổng tài liệu các nghiên cứu hóa thực vật về loài Khaya senegalensis. Về mặt phân loại, loài thuộc chi Khaya, họ Xoan (Meliaceae). Cây là đại mộc cao 15–30 m, đường kính thân 1,0–2,5 m, vỏ nứt mảng tròn dạng vảy sọ khỉ, quả nang hóa gỗ nứt 4 van chứa nhiều hạt dẹt có cánh. Tác giả phân tích giá trị kinh tế của xà cừ trong lĩnh vực chế tác gỗ nội thất, kiến tạo cảnh quan đô thị chống xói mòn và ứng dụng làm thuốc trị ho, sốt rét, sưng đau trong y học cổ truyền.

Phần tổng quan hóa học thống kê chi tiết các công trình nghiên cứu trên các bộ phận của cây:

  • Nghiên cứu trong nước: Công trình của Vũ Thị Hiền và cộng sự (2016) trên quả xà cừ thu hái tại Việt Nam đã phân lập được 4 limonoid (seneganolide A, khayanone, khayanolide B, 6-acetoxy-methyl angolensate) cùng 2 flavonoid ((-)-epicatechin và quercitrin).
  • Nghiên cứu quốc tế: Rà soát các công bố từ năm 1982 đến 2020 về các hợp chất phân lập từ vỏ thân (Ulubelen 1982; Olmo 1996; Khalid 1998; Abdelgaleil 2001; Kayser 2001; Nakatani 2002; El-Aswad 2004; Zhang 2007, 2009; Yuan 2010; Kankia 2014; Li 2015; Bu 2020), từ hạt và quả (Govindachari 1998, 1999; Bickii 2000; Michel 2006) và từ lá cành (Olmo 1997; Yuan 2012, 2013). Các hợp chất phân lập chủ yếu thuộc lớp chất limonoid có khung cấu trúc mexicanolide, phragmalin, andirobin, gedunin và các dẫn xuất seco-limonoid có hoạt tính kháng côn trùng và độc tế bào.

Phần II: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm từ khâu thu thập mẫu đến phân lập hóa học:

  • Quy trình điều chế: 22,4 kg bột cành xà cừ khô được ngâm chiết kiệt với 47 L ethanol 96° ban đầu, tiếp tục lặp lại 7 lần ngâm với mỗi lần 8 L dung môi, khuấy đảo sau mỗi 4–8 giờ. Dịch chiết sau khi cô đuổi dung môi thu được 630 g cao tổng ethanol. Sắc ký cột phân đoạn cao ethanol qua silica gel thu được 3 phân đoạn lớn: cao n-hexane (26,57 g), cao ethyl acetate (59,67 g) và cao methanol (449,40 g).
  • Chiết tách phân đoạn nhỏ: Cao n-hexane được sắc ký cột tiếp tục với hệ n-hexane:ethyl acetate (9:1 đến 0:1, v/v) thu 4 phân đoạn (PĐ1–PĐ4). Cao ethyl acetate được sắc ký cột với hệ ethyl acetate:methanol thu 5 phân đoạn nhỏ (PĐ5–PĐ10). Cao methanol được phân tách tương tự thu 4 phân đoạn (PĐ11–PĐ14).
  • Thiết lập quy trình định lượng polyphenol và flavonoid, quy trình thử nghiệm quét gốc tự do DPPH• trên đĩa 96 giếng và các bước phân lập các hợp chất KS01, KS02, KS03 từ phân đoạn cao ethyl acetate.

Phần III: Kết quả và thảo luận

Chương kết quả trình bày số liệu thực nghiệm thu được từ quá trình chiết tách, định lượng và phân lập:

  • Hiệu suất trích ly phân đoạn: Từ 630 g cao ethanol ban đầu, tổng khối lượng 14 phân đoạn thu được là 535,73 g, đạt hiệu suất trích ly phân đoạn 85,02%. Lượng cao methanol chiếm tỷ lệ lớn nhất (449,40 g), tiếp đến là cao ethyl acetate (59,67 g) và cao n-hexane (26,57 g).
  • Kết quả xác định độ ẩm: Cao ethanol đạt 18,2%; cao n-hexane đạt 4,1%; cao ethyl acetate đạt 17,0%; cao methanol đạt 19,0%.
  • Định lượng hoạt chất: Khẳng định sự hiện diện của polyphenol và flavonoid trong tất cả các phân đoạn cao chiết. Cao ethanol thô có hàm lượng cao nhất (1,87 ± 0,1 mg GAE/g và 1,71 ± 0,4 mg QE/g), tiếp đến là cao methanol và cao ethyl acetate. Phân đoạn n-hexane chứa hàm lượng thấp nhất.
  • Hoạt tính quét gốc tự do DPPH•: Hoạt tính kháng oxy hóa tỷ lệ thuận với nồng độ mẫu thử trong khoảng 25–200 µg/ml. Phân đoạn cao ethyl acetate thể hiện hoạt tính kháng oxy hóa mạnh trong số các phân đoạn chiết phân cực trung bình với giá trị IC50 đạt 91,65 µg/ml (so với cao ethanol IC50 = 82,47 µg/ml, cao methanol IC50 = 115,92 µg/ml và chất chuẩn acid ascorbic IC50 = 131,75 µg/ml; phân đoạn n-hexane không đạt giá trị IC50 trong khoảng nồng độ thử nghiệm).
  • Quá trình phân lập hợp chất từ cao ethyl acetate:
    • Tinh sạch hợp chất KS01: Từ 90 mg phân đoạn PĐ7 của cao ethyl acetate, thực hiện sắc ký cột silica gel với hệ dung môi chloroform:methanol (tỷ lệ 90:10, 80:20, 0:100, v/v) thu được 5 phân đoạn nhỏ (PĐ7.1–PĐ7.5) với tổng khối lượng 86,24 mg (hiệu suất 94,77%). Tại phân đoạn PĐ7.3, thu nhận được hợp chất KS01 có khối lượng 15,87 mg ở dạng bột màu trắng, tan tốt trong hệ dung môi chloroform:methanol (50:50, v/v). Trên bản mỏng TLC triển khai với hệ dung môi chloroform:methanol (80:20, v/v), hợp chất KS01 cho hệ số lưu Rf = 0,69, không hấp thụ tia tử ngoại ở bước sóng 254 nm, xuất hiện vết màu tím hồng đặc trưng khi hiện hình bằng dung dịch acid H2SO4 10% trong cồn và hơ nóng.
    • Tinh sạch hợp chất KS02: Gộp hai phân đoạn PĐ5 và PĐ6 (tổng khối lượng 16,61 g) thành phân đoạn PĐ5-6 do có thành phần vết sắc ký tương đồng. Sắc ký cột PĐ5-6 với hệ dung môi n-hexane:ethyl acetate (30:70, 0:100, v/v) và methanol (100%) thu được 9 phân đoạn (PĐ5-6:1 đến PĐ5-6:9) với tổng khối lượng 15,24 g (hiệu suất 91,75%). Phân đoạn PĐ5-6:1 (390 mg) tiếp tục được sắc ký cột silica gel với hệ n-hexane:ethyl acetate (98:2, 90:10, 80:20, 50:50, v/v) và methanol thu được 7 phân đoạn nhỏ (PĐ5-6:1.1 đến PĐ5-6:1.7) với khối lượng thu hồi 276,7 mg (hiệu suất 70,95%), làm tiền đề cho quá trình tinh chế tiếp theo.

Phần IV: Kết luận và đề nghị

Khóa luận tổng kết việc thực hiện các mục tiêu nghiên cứu từ điều chế cao chiết, định lượng hợp chất tự nhiên, sàng lọc hoạt tính kháng oxy hóa in vitro đến phân lập thành công hợp chất tinh khiết KS01 và làm giàu phân đoạn hợp chất KS02 từ cành xà cừ. Tác giả nêu các kiến nghị tiếp tục mở rộng quy mô tinh sạch các phân đoạn còn lại và khảo sát sâu hơn các hoạt tính sinh học khác.

Kết quả và đóng góp

Dữ liệu định lượng và hoạt tính sinh học

Dữ liệu thực nghiệm của các phân đoạn cao chiết từ cành cây xà cừ được tổng hợp trong hai bảng số liệu dưới đây:

Bảng 1: Kết quả xác định độ ẩm và định lượng polyphenol, flavonoid trong các phân đoạn cao cành xà cừ

Mẫu cao chiết Khối lượng thu được (g) Độ ẩm cao (%) Hàm lượng Polyphenol (mg GAE/g) Hàm lượng Flavonoid (mg QE/g)
Cao Ethanol tổng 630,00 18,2 1,87 ± 0,10 1,71 ± 0,40
Cao n-Hexane 26,57 4,1 0,15 ± 0,01 0,03 ± 0,01
Cao Ethyl acetate 59,67 17,0 0,75 ± 0,03 0,58 ± 0,02
Cao Methanol 449,40 19,0 1,52 ± 0,02 1,50 ± 0,05

Ghi chú: Giá trị định lượng biểu diễn dưới dạng Mean ± SD từ 3 lần lặp lại thí nghiệm.

Bảng 2: Khả năng ức chế gốc tự do DPPH• và giá trị IC50 của các phân đoạn cao chiết cành xà cừ

Mẫu thử nghiệm % ức chế ở 25 µg/ml % ức chế ở 50 µg/ml % ức chế ở 100 µg/ml % ức chế ở 150 µg/ml % ức chế ở 200 µg/ml Phương trình hồi quy tuyến tính Hệ số tương quan (R²) Giá trị IC50 (µg/ml)
Cao Ethanol 42,21 ± 0,03 46,46 ± 0,03 52,41 ± 0,03 58,64 ± 0,02 64,31 ± 0,02 y = 0,1246x + 39,724 0,99 82,47ᵃ
Cao n-Hexane 14,57 ± 0,06 15,83 ± 0,06 18,84 ± 0,05 26,13 ± 0,05 35,18 ± 0,04 y = 0,1182x + 9,7484 0,96 —
Cao Ethyl acetate 46,36 ± 0,03 47,98 ± 0,03 50,13 ± 0,03 53,10 ± 0,03 56,06 ± 0,03 y = 0,0545x + 45,005 0,99 91,65ᵇ
Cao Methanol 44,50 ± 0,04 46,60 ± 0,03 48,95 ± 0,03 52,09 ± 0,03 54,71 ± 0,03 y = 0,0573x + 43,358 0,99 115,92ᶜ
Acid ascorbic (chứng dương) 32,19 ± 0,13 39,29 ± 0,11 45,43 ± 0,11 53,07 ± 0,10 59,75 ± 0,94 — — 131,75ᵈ

Ghi chú: Dấu (—) ở cao n-Hexane thể hiện giá trị IC50 không xuất hiện trong khoảng khảo sát 25–200 µg/ml. Các chữ cái ký hiệu (a, b, c, d) đi kèm giá trị IC50 thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê theo phép kiểm định Duncan (α < 0,05).

Kết quả phân lập hợp chất

  • Cô lập thành công hợp chất sạch KS01 từ phân đoạn PĐ7 của cao ethyl acetate với khối lượng 15,87 mg, dạng bột màu trắng, tan trong hệ dung môi chloroform:methanol (50:50, v/v), có giá trị Rf = 0,69 trên sắc ký lớp mỏng (hệ chloroform:methanol 80:20, v/v).
  • Bước đầu phân đoạn và tinh sạch được phân đoạn PĐ5-6:1 chứa hợp chất tiềm năng KS02 (thu được 276,7 mg mẫu qua cột silica gel làm giàu).

Đóng góp khoa học tự nêu và kiến nghị

  • Về nguồn tài nguyên: Đề tài chứng minh khả năng tái sử dụng nguồn phụ phẩm cành xà cừ thu gom từ quá trình tỉa cành đô thị, giúp định hướng tận dụng sinh khối thực vật bỏ đi mà không làm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây trồng hay thảm thực vật tự nhiên.
  • Dữ liệu khoa học: Đóng góp hệ thống số liệu định lượng chi tiết về độ ẩm, hàm lượng polyphenol, hàm lượng flavonoid và hoạt tính kháng oxy hóa theo mô hình DPPH• của các phân đoạn cao chiết từ cành cây xà cừ sinh trưởng tại miền Nam Việt Nam.
  • Quy trình phân lập: Xây dựng được sơ đồ chiết tách phân đoạn, hệ dung môi sắc ký cột và sắc ký lớp mỏng thích hợp để phân lập các hợp chất tự nhiên từ phân đoạn cao ethyl acetate.
  • Kiến nghị tác giả đề xuất: Tiếp tục hoàn thiện việc giải phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D, 2D-NMR và phổ khối lượng phân giải cao HR-ESI-MS để xác định cấu trúc hóa học tuyệt đối của các hợp chất KS01, KS02, KS03; đồng thời mở rộng thử nghiệm các hoạt tính sinh học khác như kháng khuẩn, kháng viêm và ức chế enzyme.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận có các hạn chế gắn liền với phạm vi nghiên cứu thực nghiệm như sau:

  • Phạm vi thu mẫu: Mẫu cành xà cừ chỉ được thu thập tại một địa điểm duy nhất là khuôn viên Cơ sở 3 thuộc Thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương, chưa khảo sát được sự biến động về hàm lượng hoạt chất sinh học theo các vị trí địa lý, loại đất hoặc điều kiện khí hậu khác nhau.
  • Đối tượng bộ phận: Nghiên cứu tập trung duy nhất vào các cành cây có đường kính 1,5–3,0 cm, chưa tiến hành so sánh đối chứng hàm lượng hợp chất với vỏ thân, lá hoặc hoa quả của cùng một cá thể cây.
  • Phạm vi phân lập: Do giới hạn về thời gian thực hiện đề tài (từ tháng 04/2022 đến tháng 08/2022), nghiên cứu chỉ tập trung phân tách sâu trên phân đoạn cao ethyl acetate; các phân đoạn cao giàu hoạt chất khác như cao methanol chưa được triển khai sắc ký tinh sạch hợp chất.
  • Phạm vi khảo sát hoạt tính: Hoạt tính sinh học mới chỉ dừng lại ở mô hình kháng oxy hóa in vitro thông qua phép thử đánh bắt gốc tự do nhân tạo DPPH•, chưa thực hiện các mô hình kháng oxy hóa trên tế bào sống (cellular antioxidant activity) hay các thử nghiệm hoạt tính dược lý chuyên biệt khác.

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Mở rộng thu mẫu cành ở nhiều vùng sinh thái khác nhau và khảo sát theo các mùa trong năm để đánh giá sự biến thiên của hàm lượng polyphenol và flavonoid.
  • Tiếp tục tinh sạch và phân lập các hợp chất tự nhiên từ phân đoạn cao methanol (vốn chiếm khối lượng lớn nhất 449,40 g và có hàm lượng polyphenol, flavonoid cao).
  • Tiến hành thử nghiệm hoạt tính ức chế các dòng tế bào ung thư và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định trên các hợp chất tinh khiết đã phân lập được.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận mang lại giá trị tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng và nội dung cụ thể:

  • Đối tượng tham khảo: Sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Công nghệ Sinh học, Hóa sinh học, Hóa học các hợp chất thiên nhiên và Hóa dược.
  • Giá trị phương pháp luận: Tài liệu cung cấp quy trình thực nghiệm chi tiết cho quá trình chiết ngâm kiệt lượng mẫu lớn (22,4 kg) ở quy mô phòng thí nghiệm; các thông số kỹ thuật sắc ký cột phân đoạn cao thô (kích thước cột 120 cm × 6 cm, tỷ lệ dung môi); quy trình vi định lượng polyphenol bằng thuốc thử Folin–Ciocalteu và flavonoid bằng nhôm clorid tối ưu hóa cho mẫu thực vật; quy trình thử nghiệm quét gốc tự do DPPH• trên đĩa 96 giếng đọc bằng máy ELISA.
  • Giá trị dữ liệu hóa thực vật: Cung cấp hệ dung môi sắc ký bản mỏng (TLC) và sắc ký cột (CC) hiệu quả để tách các hợp chất tự nhiên từ phân đoạn cao ethyl acetate của cây xà cừ, hỗ trợ trực tiếp cho các nghiên cứu tiếp theo về sàng lọc và cô lập hoạt chất từ phân họ Xoan.

Câu hỏi thường gặp

1. Khối lượng nguyên liệu cành xà cừ ban đầu và hiệu suất thu nhận các phân đoạn cao chiết được ghi nhận như thế nào?
Nghiên cứu sử dụng 22,4 kg bột cành xà cừ khô đem ngâm chiết kiệt với ethanol 96° qua 7 lần ngâm, thu được 630 g cao chiết ethanol thô. Sau khi tiến hành sắc ký cột phân đoạn cao ethanol bằng hệ dung môi n-hexane, ethyl acetate và methanol, thu được tổng cộng 535,73 g các phân đoạn cao, đạt hiệu suất trích ly phân đoạn là 85,02%. Trong đó, cao methanol chiếm khối lượng lớn nhất là 449,40 g; cao ethyl acetate đạt 59,67 g và cao n-hexane đạt 26,57 g.

2. Hàm lượng polyphenol và flavonoid phân bố ra sao giữa các phân đoạn cao chiết?
Hàm lượng polyphenol và flavonoid xuất hiện ở tất cả các phân đoạn cao chiết khảo sát. Cao ethanol tổng có hàm lượng cao nhất, lần lượt đạt 1,87 ± 0,10 mg GAE/g đối với polyphenol và 1,71 ± 0,40 mg QE/g đối với flavonoid. Phân đoạn cao methanol có hàm lượng hoạt chất cao thứ hai với 1,52 ± 0,02 mg GAE/g polyphenol và 1,50 ± 0,05 mg QE/g flavonoid. Phân đoạn ethyl acetate đạt 0,75 ± 0,03 mg GAE/g polyphenol và 0,58 ± 0,02 mg QE/g flavonoid. Phân đoạn n-hexane ghi nhận hàm lượng thấp nhất với 0,15 ± 0,01 mg GAE/g polyphenol và 0,03 ± 0,01 mg QE/g flavonoid.

3. Khả năng kháng oxy hóa theo phép thử DPPH• của phân đoạn cao ethyl acetate thể hiện như thế nào khi so sánh với các phân đoạn khác và chất đối chứng?
Phân đoạn cao ethyl acetate thể hiện hoạt tính dập tắt gốc tự do DPPH• với giá trị IC50 đạt 91,65 µg/ml, có năng lực kháng oxy hóa mạnh hơn phân đoạn cao methanol (IC50 = 115,92 µg/ml) và vượt trội so với mẫu đối chứng dương acid ascorbic thương mại (IC50 = 131,75 µg/ml). Trong các mẫu khảo sát, cao ethanol tổng có hoạt tính mạnh nhất với IC50 = 82,47 µg/ml, trong khi cao n-hexane có hoạt tính rất yếu và không xác định được giá trị IC50 trong khoảng nồng độ khảo sát từ 25 đến 200 µg/ml.

4. Hợp chất KS01 được cô lập từ phân đoạn nào và có những đặc điểm nhận dạng vật lý, sắc ký gì?
Hợp chất KS01 được cô lập từ phân đoạn PĐ7 (90 mg) của cao ethyl acetate thông qua sắc ký cột silica gel với hệ dung môi chloroform:methanol. Hợp chất thu được có khối lượng 15,87 mg, ở dạng bột màu trắng, tan tốt trong dung môi hỗn hợp chloroform:methanol tỷ lệ 50:50 (v/v). Khi kiểm tra trên sắc ký bản mỏng (TLC) với pha động chloroform:methanol (80:20, v/v), KS01 có hệ số lưu Rf = 0,69, không hấp thụ tia cực tím dưới đèn UV ở bước sóng 254 nm và hiện vết màu tím hồng sau khi phun hiện hình bằng dung dịch acid H2SO4 10% trong cồn rồi hơ nhiệt.

5. Tiêu chí lựa chọn mẫu nguyên liệu của đề tài có điểm gì đáng chú ý về mặt bảo tồn môi trường?
Nhằm đảm bảo mục tiêu nghiên cứu không gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng tự nhiên của cây xà cừ và không tác động tiêu cực đến cảnh quan môi trường, tác giả chỉ thu thập các cành cây được cắt tỉa định kỳ, các cành khô gãy rụng xung quanh các gốc cây tại địa bàn nghiên cứu, chọn lọc các cành có đường kính từ 1,5 cm đến 3,0 cm và loại bỏ hoàn toàn các mẫu cành bị mục nát hoặc hư hỏng.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Việt Nam đã khảo sát thành công quy trình chiết tách phân đoạn, định lượng hoạt chất và sàng lọc hoạt tính kháng oxy hóa trên nguồn nguyên liệu cành cây xà cừ (Khaya senegalensis (Desv.) A.Juss) thu hái tại tỉnh Bình Dương. Kết quả thực nghiệm đã xác định hàm lượng polyphenol, flavonoid tập trung chủ yếu ở các phân đoạn phân cực, đồng thời chứng minh phân đoạn cao ethyl acetate có khả năng quét gốc tự do DPPH• với giá trị IC50 đạt 91,65 µg/ml. Từ phân đoạn ethyl acetate tiềm năng, nghiên cứu đã phân lập được hợp chất sạch KS01 (15,87 mg) và tinh sạch sơ bộ phân đoạn PĐ5-6:1 chứa hợp chất KS02, tạo cơ sở thực nghiệm quan trọng cho việc tiếp tục giải cấu trúc và ứng dụng nguồn phụ phẩm cành xà cừ trong nghiên cứu hóa dược.