I. Tổng quan nghiên cứu thành phần hóa học rễ cây Olax imbricata
Cây Dương đầu có tên khoa học là Olax imbricata Roxb., thuộc họ Olacaceae. Loài thực vật này phân bố phổ biến tại các vùng nhiệt đới châu Á, bao gồm Việt Nam. Y học cổ truyền từ lâu đã ghi nhận công dụng điều trị viêm nhiễm và hạ sốt của cây Dương đầu. Tuy nhiên, các nghiên cứu chuyên sâu về mặt hóa thực vật vẫn còn khá hạn chế. Tháng 07 năm 2025, nhóm tác giả tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã thực hiện đồ án tốt nghiệp khảo sát phân đoạn ET96.1-4 từ cao chiết methanol rễ cây. Nghiên cứu do giảng viên Võ Thị Ngà hướng dẫn trực tiếp. Sinh viên Phạm Thành Lợi và Lê Hồ Chơn Duyên chịu trách nhiệm triển khai thực nghiệm. Mục tiêu chính là làm rõ các hợp chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính sinh học. Quá trình chiết xuất sử dụng dung môi methanol để thu nhận tối đa các hợp chất phân cực và trung bình. Kết quả nghiên cứu bổ sung dữ liệu khoa học quý giá cho hệ thực vật Việt Nam. Đồng thời, công trình mở ra hướng khai thác bền vững nguồn dược liệu tự nhiên phong phú.
1.1. Đặc điểm sinh học và giá trị dược liệu của cây Dương đầu
Cây Dương đầu là dạng cây bụi leo thân gỗ. Thân cây có gai nhỏ, cành non thường nhẵn hoặc có lông mịn. Lá cây mọc so le, phiến lá hình bầu dục thuôn dài. Hoa nhỏ màu trắng hoặc ngà, mọc thành chùm ở nách lá. Quả hạch hình cầu khi chín có màu đỏ hoặc cam. Bộ phận rễ chứa hàm lượng hoạt chất thứ cấp phong phú nhất. Các hợp chất này bao gồm saponin, flavonoid, tannin và alkaloid. Những nhóm chất trên quyết định trực tiếp hoạt tính chống oxy hóa và kháng khuẩn. Dân gian thường dùng rễ cây ngâm rượu hoặc sắc nước uống để bồi bổ sức khỏe. Việc phân tích thành phần hóa học giúp bảo tồn tri thức bản địa theo cơ sở khoa học hiện đại.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu phân đoạn ET96.1 4 tại ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
Đề tài tốt nghiệp năm 2025 tập trung khảo sát chuyên sâu phân đoạn ET96.1-4. Mẫu thực vật rễ cây Olax imbricata được thu hái, làm sạch và sấy khô theo quy chuẩn. Sau đó, bột dược liệu được chiết hồi lưu bằng methanol để tạo cao tổng. Cao tổng tiếp tục được phân đoạn bằng dung môi etyl axetat và sắc ký cột nhanh. Phân đoạn ký hiệu ET96.1-4 thể hiện vết sắc ký mỏng rõ nét với nhiều dải màu đặc trưng. Nghiên cứu đặt trọng tâm vào việc cô lập các cấu tử chính từ phân đoạn này. Đội ngũ thực hiện xác định độ tinh sạch trước khi đo phổ cấu trúc. Kết quả tạo bước đệm phân loại hóa thực vật cho phân chi Olax tại Việt Nam.
II. Phân tích khó khăn khi tách hợp chất từ phân đoạn ET96
Quá trình phân lập hợp chất tự nhiên từ rễ cây Olax imbricata gặp nhiều trở ngại phức tạp. Cao methanol rễ chứa hỗn hợp đa dạng các nhóm chất có độ phân cực gần tương đương. Phân đoạn ET96.1-4 là phân đoạn trung gian, tập trung đồng thời các triterpenoid, steroid và polyphenol. Sự tương đồng về hệ số phân bố khiến quá trình rửa giải trên bản mỏng sắc ký xuất hiện hiện tượng kéo đuôi và chồng chập tín hiệu. Ngoài ra, hàm lượng của từng chất riêng biệt trong mẫu thực vật thường rất thấp. Việc làm giàu hoạt chất đòi hỏi lượng dung môi lớn và thời gian cô lập kéo dài. Hơn nữa, một số hợp chất hữu cơ dễ bị biến tính hoặc oxy hóa dưới tác động nhiệt và ánh sáng trong phòng thí nghiệm. Việc loại bỏ hoàn toàn tạp chất diệp lục, sáp màng và đường tự do là bài toán không đơn giản. Thiếu hụt dữ liệu phổ chuẩn của chi Olax cũng gây cản trở cho quá trình định danh sơ bộ. Người làm thực nghiệm cần kiểm soát nghiêm ngặt áp suất thổi, tốc độ dòng và tỷ lệ pha động để tránh thất thoát mẫu quý giá.
2.1. Độ phức tạp hóa học và ma trận mẫu thực vật rễ Dương đầu
Rễ cây Dương đầu tích tụ lượng lớn chất chuyển hóa thứ cấp qua nhiều năm sinh trưởng. Ma trận mẫu thực vật chứa nhiều chất béo, sáp và sắc tố tự nhiên. Những thành phần không phân cực này bám dính chặt trên bề mặt hạt silica gel. Hậu quả là cột sắc ký dễ bị tắc nghẽn hoặc giảm hiệu lực phân tách. Sự hiện diện của các polymer tự nhiên cũng làm tăng độ nhớt dung dịch chiết. Thêm vào đó, nhiều đồng phân vị trí có khối lượng phân tử tương tự nhau cùng tồn tại trong phân đoạn ET96.1-4. Sự sai khác rất nhỏ về cấu trúc lập thể làm các vết trên bản sắc ký mỏng xếp sát nhau. Thử thách này yêu cầu kỹ thuật viên phải liên tục tối ưu hóa hệ dung môi khai triển.
2.2. Hạn chế về hiệu suất tinh chế và rủi ro phân hủy hoạt chất
Hiệu suất thu hồi hợp chất sạch từ phân đoạn ET96.1-4 thường đối mặt với tỷ lệ hao hụt cao. Sau mỗi chu kỳ sắc ký cột silica gel, một phần chất tinh khiết bị hấp phụ không thuận nghịch. Ngoài ra, việc sử dụng nhiệt độ cao trong thiết bị cô quay chân không tiềm ẩn rủi ro phá hủy các liên kết glycoside nhạy cảm. Một số hợp chất chứa nhân thơm dễ bị đồng phân hóa khi tiếp xúc lâu với không khí. Lượng mẫu tinh sạch thu được đôi khi chỉ tính bằng miligram. Khối lượng nhỏ này gây khó khăn đáng kể cho việc kiểm tra phổ cộng hưởng từ hạt nhân đa chiều. Do vậy, việc kiểm soát thời gian thao tác và áp dụng điều kiện bảo quản lạnh là yêu cầu tiên quyết.
III. Phương pháp sắc ký cô lập hợp chất sạch từ cao Olax imbricata
Để giải quyết các rào cản phân tách, nhóm nghiên cứu đã áp dụng quy trình sắc ký đa bước phối hợp. Phương pháp chiết ngấm kiệt kết hợp siêu âm được dùng để tối ưu hóa hiệu suất trích xuất cao methanol. Phân đoạn ET96.1-4 được nạp lên cột sắc ký cổ điển với chất hấp phụ silica gel pha thường pha động đổi độ phân cực. Tỷ lệ dung môi n-hexan, etyl axetat và methanol được điều chỉnh tăng dần từ không phân cực đến phân cực mạnh. Từng phân đoạn nhỏ thoát ra được hứng trong các ống nghiệm và theo dõi sát sao qua sắc ký lớp mỏng (TLC). Thuốc thử hiện màu đặc trưng như dung dịch vanillin-acid sulfuric và đèn tử ngoại bước sóng 254 nm, 365 nm giúp gộp các phân đoạn đồng nhất. Đối với các hợp chất khó phân tách, nhóm áp dụng sắc ký cột gel lọc phân tử Sephadex LH-20. Cơ chế rây phân tử của Sephadex LH-20 giúp loại bỏ hoàn toàn các hợp chất cao phân tử và sắc tố còn sót lại. Quá trình kết tinh lại trong dung môi phù hợp cũng được khai thác để thu nhận các tinh thể đơn chất đạt độ tinh khiết cao.
3.1. Kỹ thuật sắc ký cột silica gel kết hợp rây phân tử Sephadex
Sắc ký cột silica gel pha thường là giải pháp cốt lõi để phân chia sơ bộ phân đoạn ET96.1-4. Hệ dung môi rửa giải n-hexan : ethyl axetat với tỷ lệ biến thiên từ 9:1 đến 1:1 mang lại hiệu quả phân tách rõ ràng. Tiếp theo, hệ dung môi ethyl axetat : methanol được sử dụng để rửa các hợp chất có độ phân cực cao hơn. Sau khi thu nhận các tiểu phân đoạn chứa ít vệt chất, cột gel Sephadex LH-20 được đưa vào sử dụng. Gel này sử dụng pha động là methanol hoặc hỗn hợp dichloromethane - methanol. Cơ chế tách dựa vào kích thước phân tử giúp giữ lại các tạp chất lớn và thu hồi chất mục tiêu mà không gây thất thoát do hấp phụ hóa học.
3.2. Ứng dụng phổ học hiện đại để xác định cấu trúc hóa học
Sau khi cô lập các hợp chất đơn lẻ đạt độ sạch quang phổ, nhóm tiến hành giải mã cấu trúc. Kỹ thuật phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D-NMR (gồm 1H-NMR và 13C-NMR) cung cấp dữ liệu số lượng proton và carbon. Bên cạnh đó, các phép đo phổ 2D-NMR như HSQC, HMBC và COSY làm sáng tỏ vị trí liên kết giữa các nguyên tử. Phổ khối lượng phân giải cao HR-ESI-MS xác định chính xác công thức phân tử và khối lượng ion phân tử. Sự kết hợp đồng thời các dữ liệu quang phổ cho phép vẽ cấu trúc không gian ba chiều của hợp chất một cách tin cậy. Phương pháp này loại bỏ sai lệch so với việc chỉ đối chiếu sắc ký thuần túy.
IV. Kết luận cấu trúc và tiềm năng ứng dụng của phân đoạn ET96
Nghiên cứu thành phần hóa học phân đoạn ET96.1-4 của cao methanol rễ cây Dương đầu đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu đề ra. Đồ án tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM năm 2025 khẳng định sự hiện diện của các khung hợp chất tự nhiên có giá trị dược tính cao. Quy trình chiết xuất và tinh chế thiết lập được chứng minh có tính lặp lại tốt và độ tin cậy vượt trội. Các dữ liệu phổ NMR và MS thu nhận đóng góp tài liệu quan trọng cho cơ sở dữ liệu hóa thực vật học Việt Nam. Về mặt ứng dụng, các hợp chất phân lập từ Olax imbricata mở ra triển vọng sáng giá cho việc phát triển các dòng sản phẩm hỗ trợ điều trị chống viêm và kháng oxy hóa. Đây là nguồn vật liệu sinh học tiềm năng cho các nghiên cứu thử nghiệm tiền lâm sàng tiếp theo. Đồ án tạo tiền đề vững chắc cho việc bảo tồn và nâng cao giá trị thương mại của nguồn dược liệu bản địa. Kết quả nghiên cứu đồng thời ghi nhận năng lực chuyên môn và tinh thần nghiên cứu khoa học nghiêm túc của sinh viên tốt nghiệp ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học.
4.1. Đóng góp khoa học của đồ án tốt nghiệp ĐH SPKT TP.HCM
Công trình tốt nghiệp tháng 07/2025 do sinh viên Phạm Thành Lợi và Lê Hồ Chơn Duyên thực hiện mang giá trị học thuật nổi bật. Dưới sự hướng dẫn của giảng viên Võ Thị Ngà, đề tài đã xây dựng thành công quy trình chiết tách bài bản cho rễ cây Olax imbricata. Nghiên cứu cung cấp bằng chứng thực nghiệm rõ ràng về thành phần hóa học của phân đoạn ET96.1-4. Hệ thống dữ liệu phổ NMR và MS chuẩn xác trở thành nguồn tài liệu tham khảo đáng tin cậy cho sinh viên và nhà nghiên cứu hóa học các khóa sau. Đồ án khẳng định vai trò của trường đại học trong nghiên cứu ứng dụng thực tiễn.
4.2. Định hướng khai thác dược tính sinh học trong tương lai
Các hợp chất sạch cô lập từ phân đoạn ET96.1-4 là tiền đề quan trọng cho các thử nghiệm hoạt tính sinh học kế tiếp. Định hướng ưu tiên gồm đánh giá khả năng ức chế enzyme gây viêm và khả năng quét gốc tự do in vitro. Kết quả sinh học khả quan sẽ mở đường cho việc bào chế các chế phẩm dược liệu hoặc thực phẩm chức năng có nguồn gốc thiên nhiên. Ngoài ra, việc nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất bán phần từ các khung phân tử tự nhiên này có thể nâng cao hoạt tính điều trị. Hướng tiếp cận này giúp nâng cao giá trị kinh tế của cây thuốc bản địa và hỗ trợ nền công nghiệp dược phẩm trong nước phát triển tự chủ.