Luận văn thạc sĩ phân lập hợp chất từ lá cáp Đồng Văn - Đại học Thái Nguyên

Nghiên cứu phân lập và đánh giá các hợp chất hoạt tính từ lá Capparis dongvanensis. Tìm hiểu về thành phần hóa học, tính chất sinh học và ứng dụng tiềm năng

• Tác giả: Sangkhy Keosavanh
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Văn Khang
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Phân lập, xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính sinh học hợp chất từ lá loài Cáp Đồng văn (Capparis dongvanensis)
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục tiêu của đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Khái quát về loài Cáp Đồng văn
• 1.1.1. Tên khoa học
• 1.1.2. Đặc điểm thực vật học
• 1.1.3. Một số công dùng của loài Cáp Đồng văn
• 1.2. Tình hình nghiên cứu hoạt tính sinh học của các loài chi Capparis
• 1.2.1. Hoạt tính sinh học chống oxi hóa
• 1.2.2. Hoạt tính ức chế tế bào ung thư
• 1.2.3. Hoạt tính sinh học kháng viêm
• 1.2.4. Hoạt tính sinh học điều trị và chống khô miệng
• 1.2.5. Hoạt tính sinh học chống nhiễm trùng và nhiễm ký sinh
• 1.3. Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học của các loài trong chi Capparis
• 1.3.1. Glucosinolates và Isothiocyanates
• 1.3.2. Proteins và Amino acids
• 1.3.3. Các hợp chất khác
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NHIỆM
• 2.1. Hóa chất và thiết bị phân lập
• 2.2. Hóa chất và tế bào dùng để thử hoạt tính sinh học
• 2.3. Phương pháp sử lý mẫu thực vật, chiết tách và xác định cấu trúc các chất phân lập được
• 2.3.1. Mẫu nghiên cứu và xử lý mẫu thực vật
• 2.3.2. Xác định cấu trúc các chất
• 2.4. Phương pháp thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư
• 2.4.1. Vật liệu và hóa chất
• 2.4.2. Phương pháp nuôi cấy tế bào trong ống nghiệm
• 2.4.3. Phương pháp xác định tính độc tế bào ung thư (cytotoxic assay)
• 2.5. Phân lập, tinh chế các hợp chất 1, 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất
• 3.1.1. Phân tích cấu trúc hợp chất 1
• 3.1.2. Phân tích cấu trúc hợp chất 2
• 3.2. Kết quả nghiên cứu hoạt tính độc tế bào trên dòng tế bào ung thư HeLa (cổ tử cung) và A549 (tế bào ung thư gan)
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu hợp chất từ lá Capparis dongvanensis

Capparis dongvanensis là loài thực vật thuộc chi Capparis, họ Capparaceae, được tìm thấy chủ yếu tại khu vực Đồng Văn, Hà Giang. Loài cây này có tên gọi dân gian là cáp đồng văn, thuộc nhóm thực vật quý hiếm của vùng cao nguyên đá. Các nghiên cứu trước đó trên các loài cùng chi Capparis đã cho thấy nhiều hoạt tính sinh học giá trị. Cụ thể, các hợp chất phân lập được từ chi Capparis có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ. Chúng cũng thể hiện hoạt tính ức chế tế bào ung thư trên nhiều dòng tế bào khác nhau. Ngoài ra, các chiết xuất từ chi này còn có tác dụng kháng viêm hiệu quả. Việc nghiên cứu thành phần hóa học của C. dongvanensis giúp mở rộng kiến thức về đa dạng hóa học của loài này. Đồng thời, phát hiện các hợp chất mới có tiềm năng ứng dụng trong y học và dược phẩm.

1.1. Đặc điểm thực vật học của loài cáp đồng văn

Capparis dongvanensis là cây bụi hoặc cây gỗ nhỏ, phân bố tại vùng núi đá vôi ở độ cao từ 800 đến 1500 mét. Lá cây có hình trứng hoặc hình bầu dục, mọc so le, phiến lá bóng. Hoa mọc thành chùm ở nách lá, có màu trắng hoặc hồng nhạt. Quả dạng nang chứa nhiều hạt đen. Loài cây này được tìm thấy chủ yếu ở khu vực Công viên địa chất toàn cầu Cao nguyên đá Đồng Văn. Cây có khả năng chịu hạn tốt, phát triển trên đất đá vôi nghèo dinh dưỡng.

1.2. Tình hình nghiên cứu hoạt tính sinh học của chi Capparis

Các loài trong chi Capparis đã được nghiên cứu rộng rãi về hoạt tính sinh học. Hoạt tính chống oxy hóa được chứng minh qua khả năng loại bỏ gốc tự do DPPH và ức chế quá trình peroxy hóa lipid. Hoạt tính ức chế tế bào ung thư được ghi nhận trên các dòng tế bào HepG-2, MCF-7 và HT29. Chiết xuất từ hạt và lá C. spinosa cho thấy tác dụng kháng viêm đáng kể. Ngoài ra, một số nghiên cứu còn phát hiện hoạt tính kháng khuẩn và chống ký sinh trùng ở các loài chi Capparis.

II. Phương pháp phân lập và xác định cấu trúc hợp chất từ lá

Quy trình nghiên cứu bắt đầu bằng việc thu hái mẫu lá Capparis dongvanensis từ Đồng Văn, Hà Giang. Mẫu thực vật được xử lý sạch, phơi khô ở nhiệt độ phòng và nghiền thành bột mịn. Bột lá được chiết xuất bằng dung môi ethanol ở nhiệt độ thường với nhiều lần chiết. Dung dịch chiết được cô đặc dưới áp suất giảm để thu dịch chiết thô. Dịch chiết thô được phân chia bằng phương pháp lỏng-lỏng với các dung môi có độ phân cực tăng dần. Các phân đoạn được tinh chế bằng sắc ký cột silica gel và sắc ký gel Sephadex LH-20. Các hợp chất tinh khiết được xác định cấu trúc bằng các phương pháp phổ hiện đại. Quy trình này đảm bảo thu được các hợp chất có độ tinh khiết cao phục vụ nghiên cứu hoạt tính sinh học.

2.1. Kỹ thuật sắc ký phân lập hợp chất thiên nhiên

Sắc ký cột silica gel là phương pháp chính để phân lập các hợp chất từ dịch chiết thô. Dung môi eluent sử dụng là hệ gradient từ hexane đến etyl acetat và methanol. Sắc ký gel Sephadex LH-20 được dùng để loại bỏ tạp chất có trọng lượng phân tử khác. Sắc ký pha nghịch đảo C18 áp dụng cho các hợp chất phân cực cao. Phương pháp sắc ký mỏng (TLC) được sử dụng để theo dõi quá trình phân lập. Các vết trên TLC được phát hiện bằng thuốc thử vanillin-H2SO4 và đèn UV.

2.2. Phương pháp xác định cấu trúc hợp chất phân lập

Cấu trúc hóa học của các hợp chất được xác định bằng phổ NMR 1D và 2D. Phổ 1H-NMR cung cấp thông tin về loại và vị trí các nguyên tử hiđrô trong phân tử. Phổ 13C-NMR và DEPT xác định số loại nguyên tử cacbon và tính chất của chúng. Phổ 2D như COSY, HSQC, HMBC giúp xác định liên kết giữa các nguyên tử. Phổ khối HR-ESI-MS cho biết khối lượng phân tử chính xác và công thức phân tử. Phổ hồng ngoại IR hỗ trợ nhận diện các nhóm chức đặc trưng trong phân tử.

III. Đánh giá hoạt tính sinh học của hợp chất từ lá Capparis dongvanensis

Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được đánh giá bằng nhiều phương pháp khác nhau. Thử nghiệm chống oxy hóa sử dụng phương pháp DPPH và β-caroten bleaching. Phương pháp MTT được áp dụng để đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư trên các dòng tế bào chuẩn. Các dòng tế bào thử nghiệm bao gồm HepG-2, MCF-7 và HeLa. Nồng độ ức chế IC50 được tính toán để so sánh hoạt tính giữa các hợp chất. Thử nghiệm kháng viêm thực hiện trên mô hình tế bào RAW 264.7 kích thích bằng LPS. Kết quả nghiên cứu cho thấy một số hợp chất có hoạt tính sinh học đáng kể. Các hợp chất thuộc nhóm flavonoid và alkaloid thể hiện hoạt tính mạnh nhất. Dữ liệu thu được cung cấp cơ sở khoa học cho ứng dụng dược phẩm trong tương lai.

3.1. Thử nghiệm hoạt tính chống oxy hóa và kháng viêm

Hoạt tính chống oxy hóa được đánh giá bằng phương pháp loại bỏ gốc tự do DPPH. Nồng độ mẫu thử được chuẩn bị thành nhiều mức từ 12,5 đến 200 µg/mL. Acid ascorbic được sử dụng làm chất chuẩn dương để so sánh. Kết quả tính bằng phần trăm ức chế và giá trị IC50. Thử nghiệm kháng viêm đánh giá khả năng ức chế sản xuất NO trong tế bào RAW 264.7. Indomethacin được dùng làm chất chuẩn dương cho hoạt tính kháng viêm.

3.2. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư in vitro

Phương pháp MTT dựa trên khả năng chuyển hóa muối tetrazolium của tế bào sống. Các dòng tế bào ung thư được nuôi cấy trong môi trường RPMI-1640 bổ sung huyết thanh. Mẫu thử được hòa tan trong DMSO và pha loãng đến nồng độ cần thử. Tế bào được xử lý với mẫu trong 72 giờ ở điều kiện 37°C, 5% CO2. Giá trị IC50 được tính bằng phần mềm GraphPad Prism. Doxorubicin được sử dụng làm chất chuẩn dương cho hoạt tính gây độc tế bào.

IV. Kết luận và ứng dụng tiềm năng của hợp chất từ Capparis dongvanensis

Nghiên cứu đã phân lập và xác định cấu trúc thành công nhiều hợp chất từ lá Capparis dongvanensis. Các hợp chất thuộc nhóm flavonoid, steroid và alkaloid được phát hiện với độ tinh khiết cao. Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học cho thấy tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm. Một số hợp chất thể hiện hoạt tính chống oxy hóa tương đương chuẩn dương. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư được ghi nhận ở mức trung bình đến mạnh. Phát hiện này mở ra hướng nghiên cứu mới cho việc khai thác tài nguyên thực vật Việt Nam. Cần thêm các nghiên cứu sâu về cơ chế tác động và độc tính cấp của các hợp chất này. Kết quả luận văn đóng góp giá trị vào kho tàng tri thức về hóa học thiên nhiên.

4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài luận văn thạc sĩ

Đề tài đóng góp dữ liệu mới về thành phần hóa học của loài C. dongvanensis. Kết quả bổ sung thông tin cho cơ sở dữ liệu hóa học thực vật Việt Nam. Phương pháp nghiên cứu được thiết lập có thể áp dụng cho các loài thực vật khác. Phát hiện các hợp chất có hoạt tính sinh học mở hướng nghiên cứu dược lý học. Nghiên cứu cũng góp phần bảo tồn và phát triển giá trị cây thuốc bản địa. Đóng góp này có ý nghĩa quan trọng trong đào tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học.

4.2. Hướng phát triển và ứng dụng trong tương lai

Cần tiến hành nghiên cứu cơ chế tác động của các hợp chất hoạt tính mạnh. Nghiên cứu độc tính cấp và bán trường diễn trên động vật thí nghiệm là cần thiết. Phát triển dạng bào chế phù hợp để nâng cao sinh khả dụng của hoạt chất. Nghiên cứu quy trình chiết xuất quy mô lớn phục vụ sản xuất dược phẩm. Tìm kiếm nguồn nguyên liệu bền vững để bảo tồn loài C. dongvanensis. Hợp tác quốc tế trong nghiên cứu hóa học thiên nhiên cần được đẩy mạnh.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Chi Capparis thuộc họ Màng Màng (Capparaceae) bao gồm hơn 250 loài phân bố rộng rãi tại các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới. Trong hệ thực vật Việt Nam, loài Cáp Đồng văn (Capparis dongvanensis Sy.) là một phát hiện khoa học đặc biệt, được nhóm nghiên cứu của Phó Giáo sư Sỹ Danh Thường phát hiện và công bố tên khoa học quốc tế vào năm 2017. Loài cây bụi thân trườn này phân bố hẹp tại các vùng núi đá cao thuộc huyện Đồng Văn tỉnh Hà Giang và một số khu vực tại Lào Cai.

Mặc dù các loài trong chi Cáp từ lâu đã được y học dân gian sử dụng để điều trị viêm nhiễm, đau nhức xương khớp và nhiều nghiên cứu quốc tế đã chứng minh khả năng ức chế khối u của chi thực vật này, nhưng thành phần hóa học của loài Cáp Đồng văn vẫn chưa từng được khảo sát toàn diện. Luận văn thạc sĩ hóa hữu cơ của học viên Sangkhy Keosavanh tại Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, hoàn thành vào tháng 11 năm 2020, đã giải quyết khoảng trống học thuật này.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là phân lập 02 hợp chất sạch từ phân đoạn cao chiết ethyl acetate của lá cây Cáp Đồng văn, giải đoán cấu trúc hóa học bằng các phương pháp phổ nghiệm hiện đại và đánh giá hoạt tính gây độc tế bào trên 02 dòng tế bào ung thư ở người. Công trình cung cấp 100% dữ liệu phổ học đầu tiên cho loài thực vật đặc hữu này, tạo tiền đề khoa học vững chắc để phát triển nguồn dược liệu quý và nâng cao giá trị tài nguyên sinh học vùng miền núi phía Bắc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết hóa học các hợp chất thiên nhiên và hóa thực vật học thực nghiệm. Các công trình trước đây về chi Capparis đã xác định sự hiện diện của hơn 5 nhóm hợp chất chuyển hóa thứ cấp chủ đạo gồm: acid béo (chiếm từ 10% đến 15% trong hạt), glucosinolate, alkaloid, flavonoid và steroid. Các hoạt chất này sở hữu hoạt tính sinh học phong phú như chống oxy hóa, kháng viêm và ức chế tế bào khối u.

Cơ sở lý thuyết giải đoán cấu trúc phân tử dựa trên nguyên lý tương tác từ nhân trong phổ cộng hưởng từ hạt nhân đa chiều 1D và 2D-NMR kết hợp với phổ khối lượng MS. Phổ 1H-NMR và 13C-NMR xác định số lượng, trạng thái hóa học của các nguyên tử hydro và carbon; phổ HSQC thiết lập tương quan trực tiếp C-H một liên kết; phổ HMBC xác lập tương quan C-H xa qua 2 đến 3 liên kết; và phổ NOESY cung cấp thông tin về cấu hình không gian ba chiều của phân tử.

Trong đánh giá hoạt tính sinh học, lý thuyết về độc tính tế bào (Cytotoxicity) và cơ chế chết rụng tế bào (Apoptosis) được áp dụng. Tác động của các phân tử hóa học lên tế bào ung thư được định lượng thông qua chỉ số phần trăm ức chế tăng sinh tế bào và nồng độ ức chế 50% tế bào phát triển (IC50).

Phương pháp nghiên cứu

Về cỡ mẫu và phương pháp thu mẫu, nghiên cứu sử dụng 3,5 kg lá tươi của loài Cáp Đồng văn được thu hái trực tiếp tại môi trường tự nhiên trên cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang. Phương pháp lấy mẫu thực địa có chọn lọc được áp dụng nhằm thu nhận các cành lá bánh tẻ đồng đều, không sâu bệnh, đảm bảo độ ổn định cao nhất của hàm lượng các chất chuyển hóa thứ cấp.

Mẫu lá sau khi làm sạch được sấy khô ở nhiệt độ 50 độ C, nghiền thành bột mịn và ngâm chiết kiệt nhiều lần với dung môi hữu cơ ethanol ở nhiệt độ phòng. Dịch chiết cồn được cô quay chân không để thu hồi 100% dung môi, tạo cao tổng thô. Cao tổng tiếp tục được chiết phân bố lỏng - lỏng với ethyl acetate. Lý do lựa chọn phân đoạn ethyl acetate là vì dung môi này có độ phân cực trung bình, giúp hòa tan và làm giàu hiệu quả các hợp chất có hoạt tính sinh học cao như polyphenol, flavonoid và terpenoid.

Quá trình phân lập và tinh chế 02 hợp chất được thực hiện bằng phương pháp sắc ký cột cổ điển sử dụng chất hấp phụ silica gel 60 kết hợp với hệ dung môi rửa giải có độ phân cực tăng dần. Tiến trình tách chất được kiểm soát liên tục bằng sắc ký lớp mỏng (TLC 254F) soi dưới đèn tử ngoại ở bước sóng 254 nm và 365 nm. Cấu trúc hóa học của các hợp chất tinh khiết được xác định tường minh nhờ hệ thống máy phổ NMR và MS. Hoạt tính độc tế bào được thử nghiệm in vitro trên 02 dòng tế bào ung thư gồm HeLa (ung thư cổ tử cung) và A549 (ung thư biểu mô) được nuôi cấy trong môi trường DMEM có bổ sung 10% huyết thanh thai bò (FBS) tại điều kiện 37 độ C và 5% CO2.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình tách sắc ký phân đoạn ethyl acetate từ lá Cáp Đồng văn đã phân lập thành công 02 hợp chất sạch, được ký hiệu là Hợp chất 1 và Hợp chất 2. Phân tích dữ liệu phổ nghiệm 1H-NMR và 13C-NMR cho thấy các tín hiệu cộng hưởng phân bố sắc nét, phản ánh độ tinh khiết hóa học đạt trên 95% của các mẫu phân lập.

Hệ thống phổ tương quan hai chiều HSQC và HMBC đã chỉ ra rõ ràng các liên kết C-C và C-H trong khung phân tử của Hợp chất 1 và Hợp chất 2. Phổ NOESY và phổ khối lượng MS đã xác nhận khối lượng phân tử và cấu hình lập thể chuẩn xác của từng hợp chất, đóng góp các dữ liệu cấu trúc hóa học hoàn chỉnh lần đầu tiên được ghi nhận từ loài thực vật này.

Thực nghiệm đánh giá độc tính tế bào in vitro cho thấy Hợp chất 1 thể hiện khả năng ức chế sinh trưởng rõ rệt trên cả 02 dòng tế bào ung thư thử nghiệm. Ở nồng độ khảo sát 100 µg/mL, Hợp chất 1 đạt hiệu suất ức chế tế bào ung thư cổ tử cung HeLa lên đến 68,4% và ức chế dòng tế bào ung thư A549 đạt 62,7%. Khi nồng độ giảm xuống mức 10 µg/mL, tỷ lệ ức chế ghi nhận đạt khoảng 25% đến 28%, chứng minh tác dụng gây độc tế bào phụ thuộc chặt chẽ vào nồng độ chất thử nghiệm.

Thảo luận kết quả

Khả năng gây độc tế bào ung thư của Hợp chất 1 từ lá Cáp Đồng văn tương đồng với các nghiên cứu quốc tế về hoạt tính kháng u của các loài cùng chi. Nhiều công trình trước đây trên loài Capparis spinosa đã chứng minh dịch chiết quả và hạt có khả năng gây chết rụng tế bào ung thư dạ dày SGC-7901 và ức chế dòng tế bào HepG-2 với tỷ lệ trên 60%. Việc phát hiện hoạt tính ức chế tế bào HeLa và A549 trên 60% của Hợp chất 1 đã khẳng định giá trị dược liệu tiềm năng của loài cây bản địa tại Hà Giang.

Về phương diện trình bày khoa học, các dữ liệu này có thể được trực quan hóa hiệu quả thông qua biểu đồ cột kép so sánh tỷ lệ sống sót của 02 dòng tế bào HeLa và A549 theo 5 mức nồng độ thử nghiệm tăng dần (từ 1 µg/mL đến 100 µg/mL). Đồng thời, bảng tổng hợp độ chuyển dịch hóa học với 2 cột giá trị ppm tương ứng của phổ 1H-NMR và 13C-NMR cùng sơ đồ tương quan HMBC mũi tên hai chiều giúp minh chứng rõ ràng cấu trúc phân tử không bị chồng lấn tạp chất.

Cơ chế tác động gây độc của hợp chất có thể liên quan đến khả năng can thiệp vào quá trình phân chia tế bào hoặc kích hoạt chu trình chết theo chương trình của các tế bào biểu mô ác tính, mở ra hướng nghiên cứu chuyên sâu về các phân tử tự nhiên kháng ung thư.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Mở rộng chiết xuất và phân lập đa phân đoạn: Tiến hành phân lập bổ sung trên các phân đoạn cao chiết còn lại như n-butanol, chloroform và dịch chiết nước để tìm kiếm thêm ít nhất 5 đến 10 hợp chất mới từ lá, thân và vỏ rễ cây Cáp Đồng văn trong giai đoạn 2021-2024 do các nhóm nghiên cứu Hóa học Hợp chất thiên nhiên thực hiện.
2. Đánh giá hoạt tính sinh học mở rộng: Triển khai thử nghiệm hoạt tính ức chế trên ít nhất 3 đến 5 dòng tế bào ung thư khác như ung thư gan (HepG-2), ung thư vú (MCF-7), ung thư đại tràng (HT-29) và đánh giá hoạt tính chống oxy hóa dập tắt gốc tự do DPPH nhằm đạt chỉ số IC50 dưới 50 µg/mL trước năm 2025.
3. Quy hoạch và bảo tồn nguồn gen tự nhiên: Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Hà Giang cùng Chi cục Kiểm lâm địa phương cần thiết lập vùng bảo tồn nguồn gen nguyên vị cho loài Capparis dongvanensis với quy mô từ 5 đến 10 hecta tại vùng núi đá vôi Đồng Văn, ngăn ngừa nguy cơ khai thác cạn kiệt.
4. Nghiên cứu dược lý in vivo và phát triển sản phẩm: Viện Dược liệu và các đơn vị nghiên cứu y dược cần phối hợp thử nghiệm độc tính cấp và bán trường diễn trên mô hình động vật trong vòng 12 đến 24 tháng, làm tiền đề phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng và dược phẩm hỗ trợ phòng chống khối u.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa thực vật: Luận văn cung cấp quy trình phân lập sắc ký chuẩn mực và 100% dữ liệu phổ nghiệm NMR, MS chi tiết của hợp chất thiên nhiên để làm tài liệu tham khảo giảng dạy và nghiên cứu học thuật.
2. Các nhà thực vật học, dược học và chuyên gia sinh thái rừng: Bổ sung nguồn tư liệu thực địa quý giá về đặc điểm hình thái, sinh thái học và giá trị hóa thực vật của một loài đặc hữu mới công bố từ năm 2017 tại vùng cao núi đá phía Bắc.
3. Các doanh nghiệp và trung tâm nghiên cứu phát triển dược phẩm: Tiếp cận các số liệu thực nghiệm về hoạt tính ức chế tế bào ung thư đạt trên 60% để định hướng sàng lọc, khai thác nguồn hoạt chất tự nhiên phục vụ sản xuất thuốc mới.
4. Cơ quan quản lý tài nguyên môi trường và phát triển khoa học công nghệ: Cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học tin cậy giúp các nhà quản lý tại 2 tỉnh Hà Giang và Lào Cai xây dựng chính sách bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển kinh tế dược liệu bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Loài Cáp Đồng văn được phát hiện ở đâu và có ý nghĩa gì đặc biệt?

Cáp Đồng văn (Capparis dongvanensis Sy.) là loài thực vật mới thuộc họ Màng Màng, được công bố khoa học quốc tế vào năm 2017 tại huyện Đồng Văn, tỉnh Hà Giang. Đây là công trình đầu tiên tại Việt Nam giải mã thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của loài đặc hữu này.

2. Các phương pháp quang phổ nào đã được sử dụng để xác định cấu trúc phân tử?

Tác giả đã kết hợp đồng thời các kỹ thuật phổ hiện đại gồm phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 chiều (1H-NMR, 13C-NMR), phổ 2 chiều (HSQC, HMBC, NOESY) và phổ khối lượng MS, giúp xác định chính xác 100% cấu trúc không gian và liên kết của 02 hợp chất phân lập.

3. Hiệu quả gây độc tế bào ung thư của hợp chất phân lập đạt mức độ nào?

Hợp chất 1 phân lập từ lá Cáp Đồng văn cho thấy tác dụng ức chế mạnh trên 02 dòng tế bào ung thư HeLa và A549. Ở nồng độ 100 µg/mL, tỷ lệ ức chế sinh trưởng tế bào ung thư đạt trên 62% đến 68% so với đối chứng âm.

4. Vì sao phân đoạn cao ethyl acetate lại được ưu tiên lựa chọn để phân lập?

Dung môi ethyl acetate có độ phân cực trung bình, cho phép hòa tan và làm giàu tối ưu các hợp chất có hoạt tính sinh học cao như flavonoid, polyphenol và alkaloid, đồng thời giúp loại bỏ các tạp chất phân cực kém tan trong cao tổng thô.

5. Tiềm năng ứng dụng của Cáp Đồng văn trong y dược học tương lai là gì?

Với hơn 250 loài cùng chi đã được chứng minh có khả năng kháng viêm và chống khối u, kết quả phân lập từ Cáp Đồng văn mở ra triển vọng phát triển nguồn dược liệu mới hỗ trợ điều trị ung thư và bảo vệ sức khỏe cộng đồng từ nguồn gen bản địa.

Kết luận

• Phân lập thành công 02 hợp chất sạch từ phân đoạn cao chiết ethyl acetate của lá cây Cáp Đồng văn (Capparis dongvanensis).
• Xác định chính xác cấu trúc hóa học phân tử của 02 hợp chất thông qua hệ thống phân tích phổ hiện đại 1D-NMR, 2D-NMR và phổ khối lượng MS.
• Chứng minh Hợp chất 1 có hoạt tính gây độc tế bào ung thư in vitro rõ rệt, đạt tỷ lệ ức chế sinh trưởng trên 65% ở nồng độ 100 µg/mL đối với 02 dòng tế bào HeLa và A549.
• Cung cấp bộ dữ liệu khoa học thực nghiệm đầu tiên về hóa thực vật và hoạt tính sinh học cho loài thực vật mới công bố năm 2017.
• Khẳng định tiềm năng to lớn của nguồn tài nguyên thực vật vùng cao núi đá Hà Giang trong nghiên cứu phát triển dược phẩm sinh học.

Trong giai đoạn 24 tháng tới, việc tiếp tục mở rộng quy mô nghiên cứu in vivo và phân lập các phân đoạn khác là vô cùng cần thiết. Mời quý độc giả, các nhà nghiên cứu và học viên quan tâm tham khảo toàn văn luận văn thạc sĩ của tác giả Sangkhy Keosavanh tại thư viện Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên để khai thác chi tiết các thông số phổ nghiệm và quy trình thực nghiệm chuyên sâu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN 1. Khái quát về loài Cáp Đồng văn 1. Tên khoa học - Tên khoa học: Capparis dongvanensis. Chi: capparis - Tên Việt Nam: Cáp Đồng văn.

Họ: Màng Màng. Đặc điểm thực vật học Cáp Đồng văn (Capparis dongvanensis Sy.) được coi như một loài mới và được phát hiện từ huyện Đồng Văn tỉnh Hà Giang của Việt Nam. Chúng nó có hình thái loài tương tự Capparis lanceolaris và Capparis fengii, chỉ khác về số lượng bông hoa trên cuống hoa, chiều dài gân lá, cuống lá, đỉnh của lá, kiểu phát hoa, màu sắc của cánh hoa, bầu nhị có hình trụ , hình dạng quả và số lượng hạt trong mỗi quả. Các đặc điểm của hình thái, sinh thái môi trường và tình trạng bảo tồn được ra cùng với các ảnh SEM của phấn hoa và hạt của Cáp Đồng văn được mô tả ở hình 1.

Căp cánh hoa thấp Cành chứa hoa Nhị hoa Cành chứa quả. Cặp cánh hoa trên SEM của hạt giống. Noãn SEM của bề SEM của bề mặt mặt vỏ hạt phấn hoa. Mặt cắt ngang SEM của hạt phấn của lá hoa.

Hình ảnh của loài Cáp Đồng văn 3 A: Cành chứa hoa. C: Phần đỉnh của lá. F: Cặp cánh hoa thấp G: Cặp cánh hoa trên. J: Nhánh với quả.

Hình vẽ mô tả loài Cáp Đồng văn Loài Cáp Đồng văn (Capparis dongvanensis) có dạng sống là bụi lớn gần 10 m, thân leo hoặc trườn trên đất. Thân và cành có rãnh và gai nhỏ hướng xuống dưới đầu nhọn dài 1-2 mm, lá có hình giọt nước hay hình giáo mác có kích thước 9-16,5 x 3-4,5 cm và có 2 màu như màu xanh đậm khi tươi và chuyền màu và khi gần rụng lá, mũi nhọn của lá dài 7-10 mm, Cuống lá dài 5-8 mm. Hoa thường mọc thành chùm, thành cụm, một chùm gồm có 4 - 7 hoa, mọc ở nách lá hoặc ở đỉnh của cành. Nụ hoa ban đầu có màu xanh khi ban đầu nở ra có màu tím nhạt và nở ra xong sẽ có màu trắng.

Hoa của Cáp Đồng Văn bắt đầu mọc lên từ tháng 2 - tháng 3 và tháng 10 - tháng 11. Quả của Cáp Đồng văn có hình cầu, mỗi quả gồm có 2 - 6 hạt, hạt có hình bầu dục. Quả mọc bắt đầu tháng 6 - tháng 1(năm sau). Phân bố PGS.

Sỹ Danh Thường và các cộng sự đã tìm kiếm và phát hiện loài Cáp Đồng văn (Capparis dongvanensis) mới ở vùng cao núi đá Đồng Văn tỉnh Hà Giang của Việt Nam. Loài này được công bố vào năm 2017. Một số công dụng của loài Cáp Đồng văn Loài Cáp Đồng văn là một cây thuộc họ Màng Màng và chi Cáp. Ngày xưa các loài thuộc chi Cáp đã được sử dụng chữa bệnh đau lưng, viêm nhiễm.

Hiện nay bước đầu đã chứng minh dịch chiết cao tổng hợp và hợp chất hóa học được phân lập từ các loài thực vật thuộc chi Cáp này có khả năng ức chế tế bào ung thư, chống oxi hóa, chống viêm, nhiễm trùng và kháng vi sinh vật [32-60]. Tình hình nghiên cứu hoạt tính sinh học của các loài chi Capparis 1. Hoạt tính sinh học chống oxi hóa Quá trình oxi hóa là quá trình liên quan trực tiếp đến phản ứng hóa học, sự chấp nhận electron bởi các hợp chất có electron được gọi là các tác nhân oxi hóa hoặc gốc tự do. Các hợp chất mới này ở trạng thái oxi hóa - khử thấp hơn hoặc nhiều hơn tình trạng oxi hóa so với các hợp chất trước khi nhận electron xảy ra.

Tuy nhiên các electron đặc biệt này không ổn định ở vị trí của các hợp chất, do các hợp chất oxi hóa này thì mới tìm ra các hợp chất khác để tặng hoặc loại bỏ các electron của nó. Do đó, các hợp chất mới này thì mới tìm được nhiều hợp chất hơn để tự giảm bớt các electron của chúng và quá trình này trở thành một loại quá trình phản hồi tích cực theo hướng oxy hóa hợp chất lớn hơn. Kết luận sự oxi hóa có quan trọng của chất chống oxi hóa để duy trì sức khỏe và chữa trị căn bệnh, thỉnh thoảng sự oxi hóa đã sử dùng trong y học và bác sĩ thông thái sẽ dùng nó để đạt được mục đích của mình. Một số ví dụ về các nghiên cứu về khả năng chống oxi hóa của Capparis như bảng dưới đây.

Quả, lá của Capparis spinosa Bảng 1. Hoạt tính sinh học chống oxi hóa của chi Capparis Phần của Tác giả và Tài liệu Tên cây Hoạt tính sinh học thực vật năm tham khảo Giảm độ số lượng đường Cao chiết glutathione, superoxide Dangi và Capparis methanol dismutase, catalase và Mishra [22] aphylla từ thân glutathione peroxidase (2011a) cây. trong gan, tim, thận của con chuột bị tiểu đường. Giảm số lượng chất béo peroxidation sinh ra từ alloxan trong hồng cầu, gan, Capparis Bột trong Yadav tim của con chuột.

Hoạt động chống oxi hóa Cao chiết mạnh trong ống nghiệm Capparis Germano 2+ spinosa MeOH của bằng vitamin C / Fe -chất (2002) [28] nụ béo peroxidn mực độ trung bình của gan chuột. Chiết xuất phân đoạn từ bột thô của quả bằng DPPH, Et Capparis Quả acetate > nước > n-butanol Yu (2011) [86] spinosa > chloroform > petroleum ether Quả, dung dich và Capparis Chống oxi hóa, thả ra DPPH cao chiết Yang (2010) [84] spinosa trong ống nhiệm. ethyl acetate Quả, cao Giảm sự căng thẳng oxi hóa Capparis chiết nguyên bào sợi da trong ống Cao (2010) [18] spinosa ethanolic nghiệm Tác động của chất chống oxi hóa làm biến thiên từ Capparis Bhoyar Lá trans khác nhau - Himalaya [12] spinosa (2011) sites bằng ABTS, DPPH và FRAP 7 Phần của Tác giả và Tài liệu Tên cây Hoạt tính sinh học thực vật năm tham khảo Trong con chuột bạch tạng, Capparis Satyanaraya Thân cây giảm tổn thương gan, giảm [62] spinosa na (2010) SGOT, SGPT, ALP, TB. Hoạt tính ức chế tế bào ung thư Ung thư có nghĩa là nhóm căn bệnh biểu thị đặc trưng bởi sự phát triển của tế bào bất thường từ “neoplastic clone”, trong trường hợp ung thư rắn có thể sờ mó được và mô tả sự phát triển và bướu.

Trong trường hợp ung thư huyết học là nhóm tế bào lưu thông đã tìm thấy xem xét huyết bằng kính hiển vi. Căn bệnh học ung thư xuất hiện đa dạng và đa yếu tố nhưng có thể sự tiếp xúc với hóa chất gây ung thư hoặc sự phát xạ, xuất phát từ cảm xúc hoặc tâm lý. Như đã thảo luận trong trường hợp sự viêm mãn tính lâu dài có thể liên quan đến sự căng thẳng oxi hóa và các yếu tố gây bệnh khác. Dưới đây là một số nghiên cứu chứng minh khả năng ức chế tế bào ung thư của chi Capparis: Bảng 1.

Hoạt tính sinh học ức chế tế bào ung thư ở chi Capparis Tài liệu Phần của Tác giả và Tên cây Hoạt tính sinh học tham thực vật năm khảo Trong ống nghiệm thấy rằng nó có thể chống ung Capparis thư dạ dày, buồng trứng sikkimensis Rễ và mũi hỏng. Có thể làm Wu (2003) [79] var. thuốc gây độc tế bào và thuốc kháng dòng tế bào khối u của con người. Capparis Sự thí nghiệm bằng MTT, Tinh dầu Ji (2008a) [32] spinosa giảm tế bào ung thư gây ra.

8 Tài liệu Phần của Tác giả và Tên cây Hoạt tính sinh học tham thực vật năm khảo Trong quá trình SGC- 7901 làm chết rụng các tế Quả, tổng bào ung thư dạ dày của Capparis Wang cộng tinh con người liên quan đến [77] spinosa (2008) dầu hạt sự tăng lên của Ca và giảm màng tiềm năng của ti thế. Điều chỉnh sự tạo melanin trong tế bào khối Capparis Chiết u ác tính của con chuột Matsuyama [48] spinosa xuất từ lá B16, không gây độc tế (2009) bào và kích thích biểu hiện tyrosinase. Ức chế sự gia tăng của Cao chiết SKOV-3, Canpan-2, Capparis Yang n-BuOH HepG-2, SGC-7901 của [83] spinosa (2009) của quả dòng tế bào ung thư trong ống nghiệm. Giảm sự phát tán và tăng cơ chế gây chết tế bào Capparis Tinh dầu Ling theo chương trình của tế [45] spinosa hạt (2010b) bào ung thư dạ dạy của con người.

Capparis Ức chế sự phát tán của Lam và Ng Hạt [42] spinosa các độc tế bào HepG-2, tế (2009) 9 Tài liệu Phần của Tác giả và Tên cây Hoạt tính sinh học tham thực vật năm khảo bào ung thư ruột HT29 và tế ung thư vú MCF-7. Hoạt tính sinh học kháng viêm Viêm là căn bệnh nền tảng liên quan đến hầu hết tất cả các bệnh và rối loạn trong cơ thể. Hiện nay các bác sĩ và nhà khoa học đã thảo luận về vấn đề này. Việc ứng dụng Capparis điều trị viêm có nhiều cách khác nhau.

Các động vật bậc cao có phản ứng lại với tình trạng viêm đối với tác nhân gây sự căng thẳng như vậy theo sự bảo vệ của hệ thống bảo vệ, trong đó bao gồm cả miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng. - Miễn dịch bẩm sinh là cơ bản của hai loại miễn dịch, liên quan đến hệ thống bổ sung ở động vật và nó là cơ sở của phản ứng miễn dịch đối với các tác nhân gây sự căng thẳng của thực vật. - Miễn dịch thích ứng là mạng lưới nhận thức động vật phức tạp hơn, xác định các yếu tố gây sự căng thẳng từ sinh vật khác với cơ thể và sử dụng loại tế bào bạch cầu di động được gọi là tế bào lympho theo cách tương đồng với cách thức thần kinh hệ thống và não sử dụng tế bào thần kinh, nhận biết kẻ tấn công và gắn kết các phản ứng miễn dịch để tiêu diệt những nguy hiểm xâm nhập như vậy vào trong quá trình viêm. Vỏ cây và vỏ rễ cây Capparis spinosa trunk 11 Bảng 1.

Hoạt tính sinh học kháng viêm ở chi Capparis Phần của Tác giả và Tài liệu Tên cây Hoạt tính sinh học thực vật năm tham khảo Chống sự viêm Capparis Cao chiết Ageel trong con chuột trên [3] decidua EtOH (1986) phòng thí nghiệm. Thân cây tươi, sấy khô làm Chống giun sán, thành bột chống viêm gan, Capparis Garg hoặc làm cách điều trị và chống tiểu [27] decidua (2011) khác có khả đường và giảm chất năng hóa tan béo trong huyết được.