Khảo sát thành phần hóa học từ phân đoạn Me40 từ cao chiết MeOH của cây Polycarpaea arenaria, họ Caryophyllaceae

Khóa luận khảo sát thành phần hóa học từ phân đoạn Me40 cây Polycarpaea arenaria tại ĐH SPKT TP.HCM

• Tác giả: Nguyễn Nhật Vy
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Linh Nhâm
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Khảo sát thành phần hóa học từ phân đoạn Me40 từ cao chiết MeOH của cây Polycarpaea arenaria, họ Caryophyllaceae
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về phân đoạn Me40 cây Polycarpaea arenaria

Nghiên cứu hóa thực vật mở ra triển vọng khám phá nhiều hoạt chất sinh học tự nhiên. Cây Polycarpaea arenaria thuộc họ Cẩm chướng (Caryophyllaceae), phân bố chủ yếu tại các vùng duyên hải nhiệt đới. Đề tài tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM tập trung khảo sát thành phần hóa học của cây này. Phân đoạn Me40 là sản phẩm thu được từ quá trình phân tách cao chiết methanol. Kỹ thuật chiết xuất sử dụng dung môi hữu cơ chọn lọc nhằm thu gom tối đa các chất chuyển hóa thứ cấp. Họ Caryophyllaceae nổi tiếng với nguồn hợp chất đa dạng gồm flavonoid, phenolic, peptide vòng và đặc biệt là saponin triterpenoid. Đề tài khóa luận do sinh viên thực hiện dưới sự hướng dẫn chuyên môn của TS. Nguyễn Linh Nhâm. Quá trình nghiên cứu đóng góp cơ sở dữ liệu quan trọng cho nguồn dược liệu bản địa tại Việt Nam. Việc sàng lọc phân đoạn Me40 giúp định hướng tinh chế các phân tử có hoạt tính sinh học. Kết quả thu được khẳng định tiềm năng nghiên cứu của sinh viên ngành Hóa học.

1.1. Đặc điểm thực vật học của loài Polycarpaea arenaria

Cây Polycarpaea arenaria là loài thực vật thân thảo thuộc họ Cẩm chướng. Loài cây này thường mọc thích nghi tại các vùng đất cát ven biển khô hạn. Hình thái cây đặc trưng với thân mảnh, lá nhỏ mọc đối và cụm hoa dày đặc. Khả năng sinh tồn trong điều kiện khắc nghiệt kích thích thực vật sinh tổng hợp nhiều hoạt chất đặc hữu. Hệ thống rễ và thân tích lũy lượng lớn hợp chất biến dưỡng thứ cấp bảo vệ mô thực vật. Y học dân gian từng sử dụng một số chi thuộc họ Caryophyllaceae để tiêu viêm và giải nhiệt. Tuy nhiên, dữ liệu khoa học về thành phần loài này còn ít. Công trình tại ĐH SPKT TP.HCM góp phần mở rộng hiểu biết khoa học.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu phân đoạn Me40 tại ĐH SPKT TP.HCM

Đề tài tốt nghiệp tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM hướng đến mục tiêu cô lập hoạt chất. Nhóm tác giả tiến hành chiết tách toàn phần mẫu cây khô bằng dung môi methanol tinh khiết. Dịch chiết cô đặc được phân bố phân đoạn qua hệ dung môi với các độ phân cực tăng dần. Phân đoạn Me40 chứa đựng các hợp chất có cực tính trung bình đến cao. Mục tiêu trọng tâm là làm sáng tỏ thành phần hóa học của phân đoạn Me40. Đề tài ứng dụng các công cụ phổ học tân tiến để xác định cấu trúc phân tử. Công trình tạo tiền đề vững chắc cho việc sàng lọc hoạt tính dược lý. Kết quả mang lại giá trị thực tiễn.

II. Phân tích thành phần hóa học phân đoạn Me40 Polycarpaea

Quá trình phân tích hỗn hợp hóa thực vật luôn đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật phức tạp. Phân đoạn Me40 từ Polycarpaea arenaria chứa hỗn hợp đa thành phần với cấu trúc rất gần nhau. Các hợp chất tự nhiên thường có độ phân cực tương đương khiến việc tách riêng biệt gặp trở ngại. Cấu trúc hóa học trong họ Caryophyllaceae rất phong phú với sự hiện diện của saponin, peptide vòng và dẫn xuất phenolic. Nhiều hợp chất xuất hiện ở hàm lượng vết, dễ bị phân hủy dưới tác động của nhiệt và ánh sáng. Khả năng hòa tan kém của một số cấu tử saponin cũng cản trở quá trình tinh chế. Việc phân lập đòi hỏi hệ thống dung môi có độ chọn lọc cao và phương pháp sắc ký chuẩn xác. Ngoài ra, việc giải mã cấu trúc phân tử qua phổ cộng hưởng từ hạt nhân đòi hỏi mẫu có độ tinh khiết cao. Nếu không tối ưu hóa quy trình phân tách, mẫu phân tích sẽ bị lẫn tạp chất. Điều này gây nhiễu tín hiệu phổ. Vì vậy, việc tối ưu điều kiện tách là điều cốt lõi.

2.1. Thách thức trong phân tách nhóm saponin và hợp chất phenolic

Họ Caryophyllaceae nổi bật với nhóm hợp chất saponin triterpenoid và các dẫn xuất phenolic phức tạp. Nhóm saponin thường tạo hiện tượng tạo bọt và có tính nhớt cao trong dung dịch. Đặc tính này làm giảm tốc độ chảy qua cột sắc ký và gây dính bám mẫu. Ngoài ra, các hợp chất phenolic như axit caffeic hay axit syringic rất nhạy cảm với oxy hóa. Khi tiếp xúc lâu với không khí, chúng dễ chuyển màu và biến đổi cấu trúc. Tỷ lệ liên kết giữa phần đường và aglycone trong saponin tạo ra nhiều đồng phân. Những phân tử này có thời gian lưu rất gần nhau. Sự tương đồng quang phổ làm tăng độ khó phân tích.

2.2. Hạn chế của dung môi thông thường khi chiết tách Me40

Phương pháp chiết tách truyền thống sử dụng dung môi đơn lẻ thường không đem lại hiệu suất cao. Các dung môi kém phân cực như n-hexane chỉ loại bỏ được sáp và lipid. Trong khi đó, methanol nguyên chất kéo theo quá nhiều đường tự do. Dịch chiết tổng trở nên đậm đặc và khó kết tinh hoạt chất. Phân đoạn Me40 yêu cầu sự cân bằng chính xác về tỷ lệ dung môi. Sự sai lệch nồng độ dung môi rửa giải dễ gây hiện tượng kéo vệt. Tình trạng này làm lẫn tạp các dải chất, gây lãng phí mẫu quý. Do đó, việc tìm kiếm giải pháp sắc ký hiện đại là bước đi tất yếu.

III. Phương pháp phân lập phân đoạn Me40 cây Polycarpaea arenaria

Để giải quyết triệt để vấn đề phân tách, phòng thí nghiệm đã áp dụng giải pháp sắc ký đa tầng hiện đại. Bước khởi đầu sử dụng sắc ký cột nhanh nhằm gom nhóm các hợp chất theo độ phân cực. Tiếp theo, phân đoạn Me40 được hòa tan trong methanol HPLC rồi siêu âm khử bọt và lọc qua màng lọc PTFE 0,45 micromet. Quy trình phân tích định tính thực hiện trên máy HPLC với cột pha đảo Cosmosil C18-MS-II kích thước 4,6 nhân 250 mm. Cột sắc ký duy trì ổn định nhiệt độ tại 30 độ C để bảo đảm độ lặp lại của thời gian lưu. Pha động sử dụng hệ dung môi gradient gồm acetonitrile và nước bổ sung 0,1% axit formic. Đầu dò quang phổ ghi nhận đồng thời tín hiệu tại hai bước sóng 203 nm và 254 nm. Sau khi xác định chính xác số lượng pic trên HPLC phân tích, nhóm nghiên cứu tiến hành chuyển sang HPLC điều chế. Thiết bị điều chế phân tách thành công từng cấu tử đơn lẻ với độ tinh khiết rất cao. Mẫu tinh khiết được đo phổ NMR để giải cấu trúc.

3.1. Quy trình khảo sát trên hệ thống HPLC phân tích

Hệ thống HPLC phân tích đóng vai trò định hướng quan trọng trước khi thu nhận mẫu. Nhóm nghiên cứu chuẩn bị 10 mg cao phân đoạn Me40 hòa tan hoàn toàn trong 1 mL methanol. Dung dịch sau đó được lọc cẩn thận qua màng PTFE 0,45 micromet vào lọ vial. Thể tích tiêm mẫu cố định 10 microlit với tốc độ dòng 1 mL mỗi phút. Pha động gồm kênh C là acetonitrile và kênh D là dung dịch nước chứa 0,1% axit formic. Trong 20 phút đầu, tỷ lệ dung môi giữ ở mức 11% kênh C và 89% kênh D. Từ phút 20 đến phút 30, nồng độ kênh C tăng mạnh lên 80%. Bước sóng kép 203 nm và 254 nm giúp nhận diện đầy đủ pic.

3.2. Kỹ thuật phân lập và tinh sạch bằng HPLC điều chế

Sau khi khảo sát phổ phân tích, quá trình phân lập quy mô lớn được triển khai trên HPLC điều chế. Mẫu phân đoạn Me40 được hòa tan đồng nhất trong dung môi acetonitrile 11% chứa 0,1% axit formic. Dung dịch tiếp tục được siêu âm tan hoàn toàn và lọc kỹ trước khi bơm mẫu. Chương trình sắc ký điều chế vận hành với lưu lượng lớn để thu nhận hoạt chất. Các phân đoạn rửa giải được gom riêng theo từng pic tín hiệu sắc ký. Dung môi sau đó được cô quay thu hồi dưới áp suất giảm. Hợp chất tinh khiết sẵn sàng cho bước đo phổ NMR xác định cấu trúc hóa học.

IV. Kết luận ứng dụng từ phân đoạn Me40 cây Polycarpaea arenaria

Khóa luận tốt nghiệp tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã đạt nhiều kết quả khoa học ý nghĩa. Nghiên cứu thành công trong việc xây dựng quy trình phân lập chuẩn xác từ phân đoạn Me40 cây Polycarpaea arenaria. Sự kết hợp giữa kỹ thuật HPLC phân tích và HPLC điều chế chứng minh tính hiệu quả vượt bậc trong việc làm giàu hoạt chất. Các hợp chất thu được tạo nguồn nguyên liệu quý giá cho nghiên cứu dược lý và phát triển thuốc mới. Nhóm saponin và phenolic từ họ Caryophyllaceae sở hữu tiềm năng sinh học rộng mở như kháng khuẩn, kháng viêm và chống oxy hóa. Dữ liệu phổ học NMR thu thập được bổ sung nguồn thông tin quan trọng vào kho tàng hóa thực vật Việt Nam. Công trình cũng khẳng định năng lực đào tạo chuyên sâu của bộ môn Công nghệ Hóa học thuộc HCMUTE. Hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung đánh giá độc tính tế bào và thử nghiệm hoạt tính sinh học in vitro trên các mẫu này.

4.1. Tiềm năng ứng dụng trong y dược và công nghệ sinh học

Nguồn hoạt chất tinh sạch từ phân đoạn Me40 mở ra triển vọng ứng dụng lớn trong y dược. Các hợp chất saponin tự nhiên có tiềm năng làm tá dược hỗ trợ thẩm thấu và tăng đáp ứng miễn dịch. Nhóm chất phenolic đóng vai trò như các chất chống oxy hóa tự nhiên giúp bảo vệ tế bào. Công nghệ bào chế dược phẩm có thể ứng dụng các dẫn xuất này để sản xuất thực phẩm chức năng. Ngoài ra, ngành mỹ phẩm sinh học cũng quan tâm đến khả năng chống lão hóa da. Nghiên cứu tạo tiền đề khai thác bền vững nguồn thực vật tự nhiên.

4.2. Định hướng nghiên cứu mở rộng tại trường ĐH SPKT TP.HCM

Nghiên cứu tại ĐH SPKT TP.HCM đã tạo dựng quy trình thực nghiệm đồng bộ và chính xác. Đề tài mở ra các hướng phát triển nghiên cứu sâu hơn về hóa dược trong tương lai. Nhóm tác giả kiến nghị tiếp tục mở rộng phân lập các phân đoạn phân cực khác của cây. Việc thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn và kháng viêm trên tế bào cần được xúc tiến. Các kỹ thuật phân tích khối phổ hiện đại sẽ làm rõ thêm cơ chế phân mảnh. Nhà trường tiếp tục đầu tư trang thiết bị phục vụ nghiên cứu chuyên sâu. Kết quả khẳng định chất lượng đào tạo học thuật.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong y học cổ truyền, các loài thực vật từ lâu đã được nhân dân sử dụng làm nguồn dược liệu để điều trị nhiều chứng bệnh thông thường cũng như mạn tính. Dưới góc độ khoa học hiện đại, việc kết hợp tri thức y học dân gian với phương pháp hóa thực nghiệm cho phép phân lập, làm sáng tỏ cấu trúc hóa học và làm rõ cơ chế tác dụng sinh học của các hợp chất tự nhiên ở cấp độ phân tử. Nước ta sở hữu thảm thực vật nhiệt đới phong phú, tuy nhiên nhiều loài thảo dược bản địa vẫn chưa được khảo sát đầy đủ về mặt hóa học và hoạt tính sinh học.

Chi Polycarpaea thuộc họ Cẩm chướng (Caryophyllaceae) được ghi nhận trên thế giới với nhiều tiềm năng dược lý đáng chú ý như chống ung thư, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus, chống oxy hóa và kháng viêm. Mặc dù vậy, tại Việt Nam, các nghiên cứu hóa học chuyên sâu về chi này còn tương đối hạn chế. Đối với loài Polycarpaea arenaria (Lour.) Gagnep. (còn gọi là cây Đa Cát, Sài Hồ Cát, Sài Hồ Nam hay Quả Đa Cát), các công trình công bố trước đây chủ yếu dừng lại ở việc khảo sát sơ bộ hoạt tính sinh học trên các cao phân đoạn (như kháng khuẩn, ức chế tế bào ung thư và ngăn chặn sự hình thành mạch khối u) hoặc mới nhận diện được một số dẫn xuất saponin triterpenoid. Thành phần hóa học chi tiết trong các phân đoạn phân cực trung bình đến cao của loài này vẫn chưa được làm sáng tỏ toàn diện.

Xuất phát từ thực tiễn trên, khóa luận tốt nghiệp ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học của nhóm tác giả Nguyễn Nhật Vy và Phạm Tuấn Tú, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Linh Nhâm tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (thực hiện vào tháng 7 năm 2025), đã lựa chọn đề tài: "Khảo sát thành phần hóa học từ phân đoạn Me40 từ cao chiết MeOH của cây Polycarpaea arenaria, họ Caryophyllaceae". Nghiên cứu nhằm mục tiêu phân lập các chất tinh sạch và giải cấu trúc của chúng, tạo cơ sở dữ liệu hóa học ban đầu phục vụ các thử nghiệm dược lý chuyên sâu tiếp theo.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm 3 nội dung:

1. Điều chế cao phân đoạn Me40 từ cao chiết methanol (MeOH) của toàn cây Polycarpaea arenaria, họ Caryophyllaceae.
2. Phân lập các hợp chất tinh sạch từ cao phân đoạn Me40 bằng kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao điều chế (Prep-HPLC).
3. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được thông qua các phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) một chiều, hai chiều và phổ khối lượng (MS).

Đối tượng nghiên cứu là mẫu toàn cây Đa Cát (Polycarpaea arenaria), được thu hái tại huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, Việt Nam vào ngày 26 tháng 10 năm 2022. Mẫu thực vật đã được giám định khoa học bởi PGS. TS. Đặng Văn Sơn (Viện Sinh học nhiệt đới) và lưu trữ với mã hiệu PA-2022 tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc chiết xuất 4,2 kg nguyên liệu khô, tủa nhóm hợp chất saponin bằng dung môi kém phân cực, phân tách sắc ký cột nhanh pha đảo (FCC RP-18) để thu phân đoạn Me40, sau đó tinh chế và xác định cấu trúc các hợp chất thứ cấp trong phân đoạn này.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng hệ thống cơ sở lý thuyết dựa trên các tổng quan hóa thực vật học về họ Caryophyllaceae nói chung và chi Polycarpaea nói riêng. Họ Caryophyllaceae được biết đến là nguồn chứa phong phú các hợp chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính sinh học, bao gồm:

• Saponin triterpene: Nhóm hợp chất chiếm tỷ lệ lớn nhất, thường có khung aglycone chính là acid quillaic (QA), gypsogenin (Gyp), acid gypsogenic (GA) và 16α-hydroxy-gypsogenic acid (16α-OH-GA). Một số hợp chất oleanane đa hydroxyl hóa như arenarosides A–G đã được công bố từ chính loài P. arenaria.
• Phytoecdysteroid: Các dẫn xuất steroid tương đồng với hormone lột xác ecdysone ở côn trùng, tiêu biểu là 20-hydroxyecdysone, polypodine B, viticosterone E, α-ecdysone và taxisterone.
• Sterol: Đặc trưng bởi nhóm $\Delta^7$-sterol hiếm gặp ở thực vật bậc cao, nổi bật là 22-dihydrospinasterol và spinasterol 3-O-β-D-glucoside.
• Alkaloid, peptide vòng và hợp chất phenolic: Các alkaloid nhóm β-carboline (như drymaritin, dichotomines, buperbusines), các cyclopeptide mạch vòng tối đa 14 gốc acid amin, cùng các dẫn xuất acid phenolic (caffeic, p-coumaric, syringic) và flavonoid (các phân nhóm flavon, flavanol, anthocyanin).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được thiết kế theo quy trình chuẩn của hóa học hợp chất tự nhiên, bao gồm các kỹ thuật cụ thể:

• Phương pháp chiết ngâm dầm có hỗ trợ sóng siêu âm (Ultrasound-Assisted Extraction – UAE): Tận dụng hiện tượng tạo hốc và sóng chấn động cơ học phá vỡ thành tế bào thực vật, gia tăng tốc độ khuếch tán hoạt chất vào dung môi ở nhiệt độ thấp (< 40 °C) nhằm bảo vệ các chất nhạy cảm nhiệt.
• Phương pháp kết tủa phân đoạn: Hòa tan cao tổng trong lượng tối thiểu methanol và cho tủa bằng acetone lạnh với tỷ lệ thể tích 1:4 (v/v), dựa trên sự khác biệt về độ tan để thu nhận nhóm hợp chất saponin và flavonoid phân cực, loại bỏ bớt tạp chất kém phân cực.
• Phương pháp sắc ký cột nhanh pha đảo (Flash Column Chromatography – FCC): Sử dụng pha tĩnh silica gel pha đảo RP-18 (kích thước hạt 0,03 – 0,05 mm) kết hợp hút chân không, rửa giải bằng hệ dung môi $H_2O$ – MeOH với độ phân cực giảm dần để phân chia cao tủa thành 4 phân đoạn: $H_2O$, Me20, Me40 và Me100.
• Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao phân tích (Analytical HPLC): Thực hiện trên hệ thống Agilent 1100 series, cột phân tích Cosmosil C18-MS-II (4,6 mm I.D. $\times$ 250 mm), đầu dò UV-Vis tại bước sóng 203 nm và 254 nm, nhằm tối ưu hóa điều kiện rửa giải và xác định số pic thành phần trong phân đoạn Me40.
• Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao điều chế (Preparative HPLC): Vận hành trên thiết bị Buchi Pure C-835 Prep để tách và thu gom các pic hợp chất tinh sạch theo thời gian lưu.
• Phương pháp phổ nghiệm xác định cấu trúc: Đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D ($^1H$-NMR, $^{13}C$-NMR) và 2D (HSQC, HMBC, $^1H$-$^1H$ COSY, NOESY) trên máy Bruker Avance III (tần số 600 MHz đối với proton và 150 MHz đối với carbon) tại Viện Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Dữ liệu phổ được xử lý qua phần mềm MestReNova 15.0; cấu trúc phân tử được minh họa trên ChemDraw 21.0.

Nguồn dữ liệu trong nghiên cứu là số liệu thực nghiệm đo đạc trực tiếp từ quá trình điều chế 4,2 kg nguyên liệu khô và các tín hiệu phổ nghiệm thực tế của các hợp chất phân lập được.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về chi Polycarpaea và loài Polycarpaea arenaria (Lour.)

Chương mở đầu hệ thống hóa các tư liệu học thuật liên quan đến phân loại thực vật học, giải phẫu, thành phần hóa học và hoạt tính dược lý của chi Polycarpaea và loài P. arenaria:

• Phân loại và phân bố: Chi Polycarpaea gồm khoảng 79 loài, được Jean-Baptiste Lamarck mô tả năm 1792, phân bố ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Tại Việt Nam, 12 loài thuộc chi này đã được ghi nhận (trong đó có các loài đặc hữu), phân bố rải rác ở các đồi cát ven biển thuộc các tỉnh như Quảng Trị, Hải Phòng, Ninh Thuận, Bình Thuận, Thừa Thiên Huế, Kiên Giang, Khánh Hòa, Bà Rịa – Vũng Tàu. Loài P. arenaria (Lour.) Gagnep. là loài cỏ đa niên, thích nghi với vùng đất cát duyên hải.
• Đặc điểm hình thái và vi phẫu giải phẫu: Văn bản mô tả chi tiết giải phẫu cắt ngang của rễ, thân và lá cây P. arenaria. Vi phẫu thân có biểu bì phủ lông che chở, trụ bì hóa mô cứng gần liên tục, các bó libe-gỗ xếp thành vòng quanh tủy nhu mô. Vi phẫu rễ có lớp nội bì với đai Caspary rõ, trụ giữa có các bó gỗ và libe xếp xen kẽ, xuất hiện tầng sinh phụ ở trụ bì sinh libe-gỗ phụ. Vi phẫu lá có phiến uốn lượn, gân chính lồi ở vị trí bó dẫn, được bao quanh bởi vòng tế bào bao bó mạch.
• Hóa thực vật và dữ liệu chiết xuất: Tác giả tổng hợp dữ liệu phân tích thành phần hóa học của chi, tiêu biểu là các phân tích GC-MS trên loài tương cận P. corymbosa:
  • Phân đoạn rễ chiết bằng methanol chứa 30 hợp chất; trong đó 5-hydroxymethylfurfural (26,68%), 2-chlorophenyl isothiocyanate (11,10%), 1-isobutyl-7,7-dimethyl-octahydro isobenzofuran-3a-ol (9,26%) và 4-methylurazole (9,00%) chiếm hàm lượng cao.
  • Phân đoạn thân và lá chiết bằng methanol chứa 24 hợp chất; nổi bật với octadecanoic acid (26,68%), Z,E-2,13-octadecadien-1-ol (9,00%), stigmasta-7,16-dien-3-ol (9,26%) và heneicosane (4,74%).
  • Chiết xuất toàn cây bằng ethanol nhận diện 13 hợp chất chính; trong đó furazano[3,4-b]pyrazin-5(4H)-one, 6-(1-pyrrolidinyl)- (27,18%), 1-(2-acetoxyethyl)-3,6-diazahomoadamantan-9-one oxime (21,36%) và cyclobarbital (11,65%) chiếm ưu thế.
• Hoạt tính sinh học: Tổng quan chỉ ra dịch chiết từ chi này có khả năng kháng khuẩn trên 15 chủng vi khuẩn và 6 chủng nấm; thể hiện hoạt tính diệt tinh trùng in vivo trên mô hình chuột; kháng oxy hóa hiệu quả trên các gốc tự do DPPH, hydroxyl, superoxide và ABTS; ức chế phù chân chuột do carrageenan ở liều 500 mg/kg tương đương chất đối chứng indomethacin (10 mg/kg); và gây độc dòng tế bào ung thư biểu mô thanh quản người Hep-2 với giá trị $IC_{50} = 62,45\ \mu\text{g/mL}$.

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm

Chương 2 mô tả chi tiết danh mục hóa chất, thông số thiết bị và các bước thực nghiệm chiết tách, phân đoạn và phân lập:

• Xử lý mẫu và chiết UAE: 4,2 kg toàn cây khô xay mịn được chia thành các mẻ nhỏ (75 g/túi lọc), ngâm dầm với methanol trong 15 phút, sau đó chiết siêu âm 2 giờ ở nhiệt độ khống chế dưới 40 °C. Quá trình chiết lặp lại cho đến khi dịch chiết không còn đổi màu qua 3 lần liên tiếp. Dịch chiết sau khi gom lại được thu hồi dung môi bằng máy cô quay chân không Yamato RE 301A-W và sấy chân không (Yamato DP 410), thu được 275,2091 g cao tổng thô.
• Quy trình tủa saponin: Hòa tan 50 g cao tổng trong lượng tối thiểu methanol (khoảng 100 mL) có hỗ trợ siêu âm, sau đó nhỏ giọt từ từ vào 400 mL acetone lạnh (tỷ lệ 1:4). Để yên hỗn hợp ở nhiệt độ thấp trong tủ lạnh suốt 1 giờ cho lắng tủa, sau đó gạn dịch và thu tủa. Áp dụng tuần tự trên toàn bộ 275,2 g cao tổng, thu được 165,2359 g cao tủa saponin (hiệu suất đạt 60,04%).
• Sắc ký cột nhanh pha đảo (FCC RP-18): Lấy 20 g cao tủa saponin hòa tan trong MeOH, phối trộn với 20 g silica gel C18 (tỷ lệ 1:1 w/w), làm khô hoàn toàn dưới áp suất giảm rồi nạp lên cột sắc ký nhanh C18 (tỷ lệ khối lượng mẫu nạp so với pha tĩnh là 1:15). Rửa giải bằng hệ $H_2O$ – MeOH với độ phân cực giảm dần ($H_2O$, MeOH 20%, MeOH 40%, MeOH 100%), thu được 4 phân đoạn tương ứng: $H_2O$, Me20, Me40 và Me100.
• Khảo sát và phân lập trên phân đoạn Me40:
  • Lấy 10 mg cao Me40 hòa tan trong 1 mL methanol HPLC, lọc qua màng PTFE 0,45 $\mu\text{m}$, tiêm vào máy HPLC Agilent 1100. Pha động gồm kênh C (acetonitrile – ACN) và kênh D ($H_2O$ chứa 0,1% acid formic). Chương trình rửa giải: 0 – 20 phút giữ đẳng dung 11% C : 89% D; 20 – 30 phút tăng gradient lên 80% C : 20% D; tốc độ dòng 1 mL/phút; thể tích tiêm 10 $\mu\text{L}$; bước sóng quan sát 203 nm và 254 nm. Kết quả ghi nhận 8 đỉnh pic chính.
  • Mẫu Me40 sau đó được hòa tan trong dung môi ACN 11% (chứa 0,1% acid formic) và đưa vào máy sắc ký điều chế Buchi Pure C-835 Prep để thu riêng các phân đoạn pic tinh sạch.

Thông số vận hành	Quy trình HPLC phân tích	Quy trình HPLC điều chế
Thiết bị	Agilent Technologies 1100 series	Buchi Pure C-835 Prep
Pha tĩnh (Cột)	COSMOSIL C18-MS-II (4,6 mm $\times$ 250 mm)	Cột điều chế C18 chuyên dụng
Pha động	Kênh C: Acetonitrile (ACN) Kênh D: $H_2O$ (0,1% acid formic)	Kênh C: ACN (0,1% acid formic) Kênh D: $H_2O$ (0,1% acid formic)
Chương trình dung môi	0–20 phút: 11% C, 89% D (đẳng dung) 20–30 phút: gradient đến 80% C, 20% D	0–120 phút: 100% C, 0% D 120–150 phút: gradient đến 10% C, 90% D
Nhiệt độ cột	30 °C	Nhiệt độ phòng
Tốc độ dòng	1,0 mL/phút	Lưu lượng điều chế
Thể tích tiêm	10 $\mu\text{L}$	Thể tích nạp nồng độ cao
Bước sóng phát hiện	203 nm và 254 nm	203 nm và 254 nm

Chương 3: Kết quả và bàn luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm tinh chế và luận giải cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ phân đoạn Me40:

• Kết quả phân lập tinh sạch: Từ 8 đỉnh pic phát hiện trên sắc ký đồ phân tích của phân đoạn Me40, quá trình chạy Prep-HPLC đã cô lập thành công các phân đoạn đơn chất. Các chất sau phân lập được kiểm tra lại độ tinh khiết bằng HPLC phân tích và lựa chọn gửi đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân.
• Cấu trúc hợp chất Me40-5 (Hợp chất 1):
  • Hợp chất được phân lập dưới dạng chất sạch. Phổ $^1H$-NMR và $^{13}C$-NMR thể hiện các tín hiệu đặc trưng của khung aglycone dạng flavone gắn các gốc đường qua liên kết C–glycoside.
  • Phân tích tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết (HMBC) trên các mảnh cấu trúc: mảnh dị vòng C cho thấy các tương tác định vị nhóm carbonyl C-4 và nối đôi C-2/C-3; mảnh vòng B thể hiện kiểu thế hydroxyl hóa đặc trưng của nhân luteolin (vòng benzen mang hai nhóm -OH ở vị trí C-3' và C-4'); mảnh vòng A ghi nhận các liên kết C–C giữa carbon C-6, C-8 của khung flavonoid với carbon dị đầu (anomeric carbons) của hai phân tử đường.
  • Đối chiếu toàn bộ độ chuyển dịch hóa học ($\delta_H$, $\delta_C$), hình dạng mũi và hằng số ghép cặp ($J$) với dữ liệu phổ chuẩn đã công bố, nhóm tác giả khẳng định hợp chất 1 (Me40-5) đồng nhất với Lucenin-1 (luteolin-6,8-di-C-glycoside).
• Cấu trúc hợp chất Me40-6 (Hợp chất 2):
  • Dữ liệu phổ $^1H$-NMR và $^{13}C$-NMR của hợp chất 2 tương tự như hợp chất 1 ở vùng tín hiệu của các gốc đường liên kết C–glycoside tại vị trí C-6 và C-8 của vòng A.
  • Tuy nhiên, tại mảnh cấu trúc vòng B, hệ thống tín hiệu proton thể hiện dạng ghép cặp đối xứng $A_2B_2$ đặc trưng cho vòng benzen chỉ có một nhóm thế hydroxyl tại vị trí C-4' (khung aglycone apigenin).
  • Tương tác tương quan HMBC khẳng định các vị trí gắn kết của khung aglycone và các đơn vị đường. So sánh dữ liệu phổ nghiệm thực nghiệm với tài liệu tham khảo cho thấy sự trùng khớp với hợp chất Vicenin-3 (apigenin-6,8-di-C-glycoside).

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu mang lại các kết quả định lượng cụ thể thông qua quá trình thực nghiệm:

• Xử lý thành công 4,2 kg mẫu thô toàn cây P. arenaria, thu được 275,2091 g cao chiết tổng methanol.
• Ứng dụng quy trình tủa acetone lạnh (tỷ lệ 1:4 v/v) thu hồi được 165,2359 g cao tủa saponin, đạt hiệu suất thu hồi 60,04%.
• Tách phân đoạn cao tủa trên cột nhanh C18 thu được phân đoạn Me40; xây dựng thành công điều kiện phân tích HPLC nhận diện được 8 đỉnh pic thành phần.
• Phân lập bằng Prep-HPLC và làm sáng tỏ cấu trúc hóa học của 2 hợp chất flavonoid di-C-glycoside tinh sạch:
  1. Hợp chất Me40-5: Xác định là Lucenin-1.
  2. Hợp chất Me40-6: Xác định là Vicenin-3.

Về mặt đóng góp khoa học, đây là một trong những công trình khảo sát chuyên sâu tại Việt Nam phân lập thành công các hợp chất tự nhiên nhóm flavonoid C-glycoside từ loài Polycarpaea arenaria. Kết quả nghiên cứu bổ sung dữ liệu phổ nghiệm ($^1H$-NMR, $^{13}C$-NMR, 2D-NMR) thực nghiệm vào ngân hàng dữ liệu hóa thực vật của chi Polycarpaea, đồng thời củng cố cơ sở dữ liệu về các thành phần hóa học phân cực có trong họ Caryophyllaceae tại Việt Nam.

Về đề xuất giải pháp, nhóm tác giả kiến nghị tiếp tục khai thác các đỉnh pic còn lại trong tổng số 8 pic đã nhận diện trên phân đoạn Me40, đồng thời mở rộng quy trình điều chế sắc ký để thu hồi lượng lớn hai hợp chất Lucenin-1 và Vicenin-3 phục vụ đánh giá hoạt tính sinh học.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận tồn tại một số hạn chế gắn liền với phạm vi và điều kiện thực nghiệm của đề tài tốt nghiệp đại học:

• Nghiên cứu mới chỉ tập trung phân lập và giải cấu trúc trên một phân đoạn dung môi duy nhất là Me40; các phân đoạn còn lại từ cột sắc ký nhanh ($H_2O$, Me20, Me100) chưa được khảo sát chi tiết thành phần.
• Trong số 8 đỉnh pic nhận diện được trên sắc ký đồ HPLC phân tích của phân đoạn Me40, nhóm tác giả mới hoàn thiện việc phân lập và giải cấu trúc chi tiết cho 2 hợp chất (Me40-5 và Me40-6). Sáu pic còn lại chưa được công bố cấu trúc trong phạm vi văn bản này.
• Nghiên cứu dừng lại ở mức độ hóa học thực nghiệm (chiết tách và phổ nghiệm cấu trúc), chưa triển khai các thử nghiệm hoạt tính sinh học in vitro (như thử nghiệm kháng oxy hóa DPPH, kháng viêm hay độc tính tế bào) trên hai chất tinh khiết thu được do giới hạn về thời gian và lượng mẫu.

Hướng nghiên cứu mở rộng được đề xuất:

• Tiếp tục tối ưu hóa chương trình dung môi Prep-HPLC để tinh chế và xác định cấu trúc của 6 hợp chất còn lại trong phân đoạn Me40.
• Khảo sát thành phần hóa học của các phân đoạn lân cận (đặc biệt là phân đoạn Me20 và Me100).
• Thực hiện các thử nghiệm sàng lọc dược lý chuyên sâu đối với Lucenin-1 và Vicenin-3 phân lập từ cây Đa Cát nhằm đánh giá tiềm năng ứng dụng trong y dược.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo chuyên môn trực tiếp đối với:

• Sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học, Hóa Hữu cơ, Hóa Dược và Dược liệu học quan tâm đến quy trình chiết xuất và phân lập hợp chất tự nhiên từ thực vật.
• Các nhóm nghiên cứu đang làm việc trên đối tượng họ Caryophyllaceae hoặc các loài thảo dược mọc trên vùng đồi cát duyên hải miền Trung và Nam Bộ.

Các nội dung có giá trị tham khảo kỹ thuật cao trong văn bản bao gồm:

• Quy trình chiết ngâm dầm hỗ trợ siêu âm (UAE) tối ưu hóa theo mẻ nhỏ cho khối lượng mẫu lớn (4,2 kg).
• Quy trình và tỷ lệ thể tích kết tủa phân đoạn saponin/flavonoid bằng acetone lạnh (tỷ lệ 1:4 v/v) đạt hiệu suất 60,04%.
• Chương trình gradient pha động HPLC phân tích trên cột Cosmosil C18-MS-II sử dụng hệ dung môi ACN và $H_2O$ (0,1% acid formic).
• Dữ liệu quy kết tín hiệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D và 2D-NMR phân tích các mảnh phân tử flavonoid liên kết C-glycoside.

Câu hỏi thường gặp

1. Mẫu dược liệu Polycarpaea arenaria sử dụng trong nghiên cứu được thu hái ở đâu và có lý lịch thực vật như thế nào?
Mẫu toàn cây Polycarpaea arenaria được thu hái tại huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, Việt Nam vào ngày 26 tháng 10 năm 2022. Mẫu được giám định tên khoa học bởi PGS. TS. Đặng Văn Sơn (Viện Sinh học nhiệt đới) và được lưu trữ mẫu tiêu bản tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh dưới mã số PA-2022.

2. Khối lượng cao tổng thô và cao tủa saponin thu được từ quá trình chiết xuất là bao nhiêu?
Từ 4,2 kg mẫu dược liệu khô, quá trình chiết siêu âm bằng dung môi methanol thu được 275,2091 g cao chiết tổng thô. Sau khi tiến hành kết tủa toàn bộ lượng cao tổng này trong acetone lạnh với tỷ lệ 1:4 (v/v), nhóm nghiên cứu thu được 165,2359 g cao tủa saponin, đạt hiệu suất thu hồi là 60,04%.

3. Phân đoạn Me40 được tạo ra từ kỹ thuật sắc ký nào và hệ dung môi rửa giải ra sao?
Phân đoạn Me40 được tạo ra từ kỹ thuật sắc ký cột nhanh pha đảo (Flash Column Chromatography – FCC) sử dụng chất hấp phụ silica gel pha đảo RP-18 (kích thước hạt 0,03 – 0,05 mm). Mẫu cao tủa saponin được phối trộn với silica gel C18 theo tỷ lệ 1:1 (w/w) và nạp lên cột với tỷ lệ mẫu/pha tĩnh là 1:15. Hệ dung môi rửa giải là $H_2O$ – MeOH với độ phân cực giảm dần từ 100% $H_2O$ đến 100% MeOH, qua đó thu được 4 phân đoạn gồm $H_2O$, Me20, Me40 (rửa giải với MeOH 40% trong nước) và Me100.

4. Điều kiện sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) phân tích khảo sát phân đoạn Me40 được thiết lập như thế nào?
Hệ thống HPLC Agilent 1100 series được vận hành với cột COSMOSIL C18-MS-II (4,6 mm $\times$ 250 mm), duy trì ở nhiệt độ 30 °C. Pha động gồm kênh C (acetonitrile) và kênh D ($H_2O$ chứa 0,1% acid formic), tốc độ dòng 1 mL/phút, thể tích tiêm 10 $\mu\text{L}$, bước sóng quan sát UV tại 203 nm và 254 nm. Chương trình dung môi chạy đẳng dung 11% C và 89% D trong 20 phút đầu, sau đó chuyển gradient lên 80% C và 20% D tại phút thứ 30. Kết quả sắc ký đồ ghi nhận tách được 8 đỉnh pic chính.

5. Hai hợp chất tinh khiết phân lập được từ phân đoạn Me40 có tên là gì và thuộc nhóm cấu trúc hóa học nào?
Hai hợp chất tinh sạch phân lập được từ phân đoạn Me40 là hợp chất Me40-5 (chất 1) và Me40-6 (chất 2). Qua phân tích dữ liệu phổ $^1H$-NMR, $^{13}C$-NMR và các tương quan HMBC, cấu trúc của hợp chất Me40-5 được xác định là Lucenin-1 (dẫn xuất luteolin-6,8-di-C-glycoside) và hợp chất Me40-6 được xác định là Vicenin-3 (dẫn xuất apigenin-6,8-di-C-glycoside). Cả hai chất đều thuộc nhóm hợp chất tự nhiên flavonoid di-C-glycoside.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Nhật Vy và Phạm Tuấn Tú đã thực hiện thành công quy trình chiết xuất và phân tách hóa thực vật từ 4,2 kg mẫu khô cây Đa Cát (Polycarpaea arenaria, họ Caryophyllaceae) thu hái tại Bà Rịa – Vũng Tàu. Nghiên cứu đã áp dụng hiệu quả kỹ thuật chiết UAE, tủa phân đoạn bằng acetone lạnh để thu 165,2359 g cao tủa saponin (hiệu suất 60,04%), và tách cột nhanh pha đảo C18 để thu nhận phân đoạn Me40. Thông qua hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao phân tích và điều chế kết hợp phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân đa chiều, đề tài đã phân lập và xác định được cấu trúc của 2 hợp chất flavonoid di-C-glycoside là Lucenin-1 và Vicenin-3. Các phát hiện thực nghiệm này cung cấp dữ liệu khoa học tin cậy, đóng góp vào việc nhận diện thành phần hóa học của chi Polycarpaea tại Việt Nam và tạo tiền đề cho các hướng nghiên cứu dược lý tiếp theo trên loài cây này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Tổng quan về chi Polycarpaea. Polycarpaea là một chi thực vật thuộc họ Caryophyllaceae (họ Cẩm chướng), gồm khoảng 79 loài phân bố chủ yếu tại các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới như Nam Mỹ, châu Phi, Madagascar, tiểu lục địa Ấn Độ, Đông Dương, miền Nam Trung Quốc, Đài Loan, Philippines, New Guinea và Úc [1]. Chi này lần đầu tiên được mô tả bởi nhà thực vật học Jean-Baptiste Lamarck vào năm 1792 [2].

Các phân tích phát sinh loài dựa trên dữ liệu phân tử gần đây cho thấy chi Polycarpaea có tính đa ngành, và cần được định nghĩa lại về mặt phân loại học. Hiện nay, chi này được chia thành ba nhánh phân loài riêng biệt, trong đó một nhánh có mối quan hệ gần nhất với loài Polycarpaea corymbosa. Trong nhiều nền văn hóa, các loài thuộc họ Caryophyllaceae đã được sử dụng trong y học dân gian từ lâu đời. Đặc biệt, các loài trong chi Polycarpaea, đặc biệt phần rễ, thường được dùng trong các bài thuốc truyền thống để hạ sốt, điều trị chứng ra mồ hôi trộm và các bệnh khác [3].

Các nghiên cứu thực vật học và dược lý học về chi này ngày càng gia tăng, tuy nhiên tại Việt Nam, các loài thuộc chi Polycarpaea vẫn còn ít được nghiên cứu rõ ràng. Đến nay, chỉ có một loài được ghi nhận là P. eriantha, với các dữ liệu liên quan đến thành phần hóa học và hoạt tính chống tế bào gây độc [4]. Ngoài ra, các báo cáo về hóa thực vật và độc tính tế bào đã chỉ ra rằng nhiều loài trong họ Caryophyllaceae có tiềm năng sinh học quan trọng, như khả năng chống ung thư, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus, chống oxy hóa và chống viêm [3].

Các nghiên cứu này cho thấy tiềm năng ứng dụng trong y học và dược phẩm của các loài thuộc họ này trong tương lai. Tổng quan về loài Polycarpaea arenaria (Lour. Phân loại và phân bố Tên khoa học là Polycarpaea arenaria (Lour. đã được vào nghiên cứu phân lập, được phân phối rộng rãi ở miền nam Trung Quốc và Việt Nam.

Chi có tên tiếng việt là Đa Cát hay Sài Hồ Cát, Sài Hồ Nam, Quả Đa Cát. Thuộc giới Plantae, ngành Magnoliophyta, lớp Magnoliopsida, bộ Caryophyllales, họ Caryophyllaceae, chi Polycarpaea. Trong y học cổ truyền chúng được dùng để làm thuốc hạ sốt và thuốc giảm đau [4]. arenaria thường phân bố ở các tính Ninh Thuận, Gia Lai, Bình Thuận, Bình Dương, mọc rải rác trên khu vực đồi cát và thường ở vùng ven biển [5].

Mô tả thực vật Cỏ đa niên, thân có lóng và mấu hơi phình, rễ cái phình to từ gốc thân; lá đơn, nguyên, mọc đối chéo chữ thập; lá kèm dạng vảy; lá phụ dài nhọn 3 – 4 mm cụm hoa kiểu xim 2 ngả nhiều hoa; hoa đều, lưỡng tính, mẫu; quả nang [1]. Vi phẫu thân có trụ bì hóa mô cứng thành vòng gần như liên tục. Vi phẫu lá với bề dày của thịt lá và gân giữa gần tương đương, các bó dẫn đều bị cắt ngang và được bao bởi vòng tế bào mô mềm. Vi phẫu rễ có tượng tầng phụ ở vùng trụ bì sinh ra các vòng libe-gỗ phụ.

arenaria thân non dày đặc lông xám trắng, lá kèm có mũi nhọn dài, phát hoa dày đặc; lá đài và cánh hoa có chiều dài gần tương tương; vi phẫu rễ không có nhu bì, các bó libe gỗ phụ không có dạng bó đuốc; vi phẫu thân biểu bì có lông che chở, lỗ khí nằm bằng hay hơi nhô so với tế bào biểu bì, tủy không có mô cứng; vi phẫu lá mặt trên uốn lượn và hơi lồi ở vị 2 trí có bó dẫn, mặt dưới phẳng [6, 7]. Chi Polyparpaea phân bố đa dạng chủ yếu ở châu Phi, châu Á, Úc và các quần đảo. Hình thái đặc điểm thực vật và giải phẫu của cây Đa Cát ( Polycarpaea arenaria (Lour.) 3 Mô tả vi phẩu: Đây là lát cắt ngang thân cây hai lá mầm (hình 1. Các mô và cấu trúc chính từ ngoài vào trong gồm: Biểu bì (Epidermis): lớp ngoài cùng, gồm các tế bào xếp khít nhau.

Vỏ (Cortex): lớp tế bào lớn dưới biểu bì, có thể chứa tế bào nhu mô. Tầng phát sinh (Cambium): một lớp mỏng nằm giữa libe và gỗ, giúp cây phát triển thứ cấp. Libe (Phloem): mô dẫn truyền chất hữu cơ. Gỗ (Xylem): mô dẫn truyền nước và khoáng.

Tủy (Pith): phần rỗng ở trung tâm, gồm các tế bào nhu mô. Với so đồ vi phẩu thân dễ nhận ra các bó libe – gỗ xếp thành vòng. Có vòng tầng phát sinh (cambium) giữa libe và gỗ. Các mô vỏ và tủy có thể hieenh tính chất đối xứng.

Với vi phẩu rễ gồm: Biểu bì rễ (Rhizodermis): lớp ngoài cùng, có thể có lông hút. Vỏ (Cortex): gồm nhu mô lớn, có chức năng dự trữ. Nội bì (Endodermis): lớp trong cùng của vỏ, có vách dày và đai Caspary. Trụ giữa (Stele): Libe ở phía ngoài; gỗ ở phía trong, xếp thành hình chữ thập hoặc ngôi sao.

Không có tủy rõ ràng như ở thân. Với sơ đồ vi phẩu rễ có thể thấy sự bố trí mô gỗ và libe xen kẽ nhau trong trụ giữa, có lớp nội bì rõ ràng, không có tầng phát sinh (ở rễ non). Với vi phẩu lá (hình 1. Đây là lát cắt ngang của một lá hai lá mầm (dicot leaf), được nhuộm màu để làm nổi bật các mô.

Dạng lát cắt hình lượn sóng (dạng lá cuộn hoặc gợn sóng), với gân lá lớn ở giữa, hai bên là gân phụ nhỏ hơn. Biểu bì trên và biểu bì dưới (Upper & Lower Epidermis); hai lớp tế bào mỏng ở trên và dưới bề mặt lá. Tế bào nhỏ, xếp khít nhau. Thường có lớp cutin phủ ngoài.

Với bó dẫn có nhiều bó mạch phân cố dọc theo phiến lá, nổi bật là bó mạch chính ở giữa. Bao gồm: gỗ ở phía trên và libe ở phía dưới. Các bó mạch thường được baoo quanh bởi bao bó dẫn (bundle sheath) – các tế báo lớn, có màu đậm hơn. Bảng phân bố chi Polycarpaea ở Việt Nam STT Tên khoa học Vùng phân bố TLTK 1 P.

arenaria Gagnep Quảng Trị [8] Hải Phòng, Thái Bình, 2 P.) Lam [3] Ninh Thuân Bình Thuận P. Truong & 3 Bình Thuận [2] N. Truong & 4 Kiên Giang [2] N. gaudichaudii Gagnep Thừa Thiên Huế [3] P.

Truong Đảo Phú Quốc, Kiên 6 [2] & N. Truong 7 Khánh Hòa [2] & N. lignosa Gagnep Bà Rịa Vũng Tàu [3] 9 P. stylosa Gagnep Hà Tĩnh [3] 10 P.

rosulans Gagnep Kiên Giang [3] 11 P. thymoidea Gagnep Khánh Hòa [3] P. 12 Khánh Hòa [2] Binh sp. Ở Việt Nam tính đến nay, chi Polycarpaea có đến 12 loài thực vật được phát hiện, trong số đó một vài loài là thực vật đặc hữu mới chỉ xuất hiện ở Việt Nam.

Tình hình tổng quan nghiên cứu về thành phần hóa học trong họ Caryophyllaceae Các chất chuyển hóa thứ cấp chính của Caryophyllaceae là saponin, phytoecdysteroid, các sterol khác, flavonoid, lignan, các polyphenol khác, tinh dầu và các hợp chất chứa N như vitamin, alkaloid và peptide vòng [9]. Trong trường nghiên cứu các hợp chất mới, giá trị mang lại từ dược liệu là hoạt tính sinh học của hợp chất có mặt trong dược liệu. Ở chi Polycarpaea, chỉ mới có P. corymbosa được nghiên cứu với phương pháp GC-MS.

Với chi mới, nhưng đã chỉ ra sự hiện diện của các hợp chất sinh học như kiềm, terpenoid, acid báo bão hòa và không bão hòa; do đó có thể chứng minh giá trị dược liệu P. corymbosa nói riêng cũng như chi Polycarpaea nói chung [10, 11]. Nhóm nghiên cứu M.Manase và cộng sự đã chứng minh sự tồn tại hợp chất trierpenoid saponin khẳng định hoạt tính chống ung thư. Nhóm nghiên cứu của Nham-Linh Nguyen và cộng sự công bố Arenarosides A-G, các loại oleanane đa hydroxyl từ cây P.arenaria cũng như hoạt tính chống ung thư cũng như hình thành mạch của tế khối u [12].

Hợp chất saponin Saponin là một nhóm hợp chất không đồng nhất bao gồm sterol và triterpen glycoside, phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Chúng có khả năng tác động lên nhiều mục tiêu khác nhau trong tế bào ung thư, từ đó thể hiện tiềm năng chống tăng sinh đối với nhiều loại ung thư, kể cả các dạng kháng thuốc [13]. Trong họ Caryophyllaceae, saponin triterpene chiếm tỷ lệ lớn nhất trong số các hợp chất thực vật đã được biết đến. Cấu trúc của saponin trong họ này có thể thay đổi tùy theo chi và cơ quan thực vật [13, 14], khiến hợp chất trở thành nguồn tài liệu quan trọng trong việc phát hiện các ứng viên thuốc chống ung thư mới.

Bài tổng quan này tập hợp các nghiên cứu từ tháng 1/2020 đến tháng 10/2021, nhằm cập nhật những tiến bộ gần đây về saponin steroid và triterpenoid tự nhiên có hoạt tính chống ung thư, từ đó gợi ý các hướng phát triển dược phẩm mới [15, 16]. Trong nhiều thập kỷ qua, saponin thuộc các chi khác nhau đã được nghiên cứu rộng rãi, tạo ra một bộ dữ liệu phong phú. Các hợp chất này chủ yếu dựa trên bốn aglycone chính: acid quillaic (QA), gypsogenin (Gyp), acid gypsogenic (GA) và 16a-hydroxy- gypsogenic acid (16a-OH-GA) [17]. Cấu trúc hóa học của triterpene saponins của họ Caryophyllaceae.

Cấu trúc của saponin cũng phản ánh mối liên hệ chặt chẽ với một số chi thực vật nhất định. Trong phân loài Polycarpaea, saponin có thể được tìm thấy ở rễ, hạt hoặc lá với thành phần tương đồng hoặc khác biệt. Một tổng quan thống kê dược lý gần đây 7 đã hệ thống hóa các saponin liên quan đến các aglycone đặc trưng trong các loài thuộc chi này [19-21]. Hợp chất phytoecdysteroid Phytoecdysteroid là các hợp chất steroid có cấu trúc tương đồng với hormone ecdysone ở côn trùng, phân bố rộng rãi trong họ Caryophyllaceae [22].

Nghiên cứu cho thấy rễ các loài thuộc chi Polycarpaea tích lũy hàm lượng đáng kể 20-hydroxyecdysone - hoạt chất phổ biến nhất nhóm này, cùng nhiều dẫn xuất phytoecdysteroid đa dạng khác [23, 24]. Đáng chú ý, họ Caryophyllaceae còn sản xuất hàng loạt ecdysteroid đặc biệt như viticosterone E, α-ecdysone, taxisterone, polypodine B, 20,26-dihydroxyecdysone và 2- deoxyecdysterone. Phân tích sắc ký lớp mỏng (TLC) và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) trên mẫu chồi và rễ tái sinh in vitro xác nhận khả năng sinh tổng hợp mạnh 20- hydroxyecdysone và polypodine B [24, 25]. Cấu trúc hóa học của phytoecdysteroids trong họ Caryophyllaceae.

Tinh dầu và hợp chất dễ bay hơi Phân tích bằng sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) đã xác định sự hiện diện phong phú của các hợp chất dễ bay hơi và tinh dầu trong rễ và thân các loài thuộc chi Polycarpaea (họ Caryophyllaceae). Các nghiên cứu cho thấy tinh dầu từ chi này, khi được chiết xuất bằng phương pháp chưng cất, chứa đa dạng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi bao gồm: Terpene và terpenoid, các dẫn xuất phenolic, thành phần aliphatic [26]. Đi sâu vào thành phần hóa học, các loài thuộc chi trong cùng họ cho thấy sự khác biệt đáng kể.