Tổng quan nghiên cứu

Cây xạ đen (Celastrus hindsii Benth.) là một dược liệu quý phân bố rộng rãi tại các nước Đông Á và Đông Nam Á như Trung Quốc, Việt Nam, Myanmar, Thái Lan. Lá cây chứa nhiều hợp chất sinh học quan trọng như flavonoid, triterpenoid và polyphenol, trong đó acid oleanolic và acid ursolic được biết đến với tác dụng chống ung thư, kháng khuẩn và kháng virus trên các mô hình in vitro và in vivo. Theo ước tính, các sản phẩm thuốc và thực phẩm chức năng từ xạ đen đã bắt đầu xuất hiện trên thị trường, tuy nhiên việc tiêu chuẩn hóa dược liệu này vẫn còn hạn chế, ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu quả điều trị.

Luận văn tập trung vào phân lập và xây dựng quy trình định lượng acid oleanolic và acid ursolic trong lá cây xạ đen nhằm mục tiêu chuẩn hóa dược liệu, phục vụ sản xuất thuốc hỗ trợ điều trị ung thư và kiểm soát chất lượng các chế phẩm có nguồn gốc từ xạ đen. Nghiên cứu được thực hiện trên mẫu lá thu mua tại Viện Dược liệu Trung ương vào tháng 5 năm 2021, với phạm vi phân tích tập trung vào thành phần hóa học và phát triển phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) để định lượng chính xác hai hợp chất này. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển nguồn nguyên liệu dược liệu chất lượng cao, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về hóa học dược liệu và kỹ thuật phân tích hiện đại:

  • Hóa học dược liệu: Acid oleanolic và acid ursolic là hai triterpenoid năm vòng, đồng phân cấu tạo, có tác dụng sinh học đa dạng như chống viêm, kháng ung thư, kháng khuẩn và kháng virus. Mangiferin, một glucosylxanthon, cũng được nghiên cứu như một hợp chất sinh học quan trọng trong lá xạ đen.
  • Mô hình sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): Phương pháp sắc ký lỏng với đầu dò quang phổ diode (PDA) được sử dụng để phân lập và định lượng chính xác acid oleanolic và acid ursolic trong mẫu dược liệu.
  • Khái niệm chính: Định lượng dược liệu, phân lập hợp chất, độ tinh khiết, sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc ký cột cổ điển, phổ UV, IR, MS, NMR, thẩm định phương pháp phân tích.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Lá cây xạ đen được thu mua tại Viện Dược liệu Trung ương tháng 5/2021, sấy khô và xay thành bột thô.
  • Chiết xuất: Sử dụng ethanol 70% để ngấm kiệt chiết xuất các hợp chất từ lá xạ đen. Dịch chiết được phân đoạn bằng các dung môi khác nhau như n-hexan, dicloromethan, ethyl acetat, n-butanol.
  • Phân lập và tinh chế: Áp dụng sắc ký cột cổ điển với các hệ dung môi được khảo sát kỹ lưỡng để tách riêng acid oleanolic, acid ursolic và mangiferin. Độ tinh khiết được kiểm tra bằng sắc ký lớp mỏng và HPLC.
  • Xác định cấu trúc: Sử dụng phổ UV, IR, MS và NMR để xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập.
  • Phát triển quy trình định lượng: Xây dựng phương pháp HPLC với cột Gemini C18, đầu dò PDA, bước sóng phát hiện 205 nm, pha động gradient nước và methanol, tốc độ dòng 1 ml/phút.
  • Thẩm định phương pháp: Kiểm tra tính phù hợp hệ thống, độ đặc hiệu, độ tuyến tính, độ chính xác (lặp lại và trung gian), độ đúng và tỷ lệ phục hồi theo các tiêu chuẩn phân tích dược phẩm.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu thực hiện trong khóa học 2020-2022, với các bước từ thu thập mẫu, chiết xuất, phân lập, xác định cấu trúc đến xây dựng và thẩm định quy trình định lượng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Độ ẩm và xác định mẫu dược liệu: Độ ẩm của bột lá xạ đen được xác định trung bình 4,86%. Kết quả giải trình tự gen cho thấy mẫu có độ tương đồng 99,63% với Celastrus hindsii, xác nhận đúng nguồn gốc dược liệu.
  2. Chiết xuất và phân đoạn: Từ 2 kg bột lá xạ đen, chiết xuất bằng ethanol 70% thu được 408 g cao toàn phần, trong đó có 11,52 g cao dicloromethan và 5,23 g cao n-butanol. Hàm lượng chiết xuất cao nhất đạt 20,2% với ethanol 70%.
  3. Phân lập hợp chất: Từ cao dicloromethan phân lập được acid oleanolic (35,28 mg) và acid ursolic (31,21 mg). Từ cao n-butanol phân lập được mangiferin (23,95 mg). Độ tinh khiết các hợp chất đạt yêu cầu qua sắc ký lớp mỏng và HPLC.
  4. Định lượng HPLC: Hàm lượng acid oleanolic và acid ursolic trong lá xạ đen lần lượt khoảng 0,63 mg/g và 0,54 mg/g. Phương pháp HPLC cho kết quả tuyến tính với hệ số tương quan R² > 0,999, độ lặp lại RSD ≤ 2%, tỷ lệ phục hồi đạt 98-102%, đảm bảo độ chính xác và độ đúng cao.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp chiết xuất bằng ethanol 70% là tối ưu để thu nhận các hợp chất triterpenoid trong lá xạ đen, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về dược liệu có chứa acid oleanolic và acid ursolic. Việc phân lập thành công hai hợp chất này với độ tinh khiết cao khẳng định tính khả thi của quy trình sắc ký cột cổ điển kết hợp sắc ký lớp mỏng và HPLC.

Phương pháp HPLC xây dựng có độ phân giải tốt giữa acid oleanolic và acid ursolic, cho phép định lượng đồng thời hai hợp chất với độ chính xác và độ lặp lại cao. So sánh với các nghiên cứu tương tự, hàm lượng acid oleanolic và acid ursolic trong lá xạ đen ở mức tương đương hoặc cao hơn, chứng tỏ nguồn dược liệu có chất lượng tốt.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ sắc ký HPLC minh họa các pic sắc ký đặc trưng, bảng số liệu thẩm định phương pháp thể hiện các chỉ số RSD, độ tuyến tính và tỷ lệ phục hồi. Kết quả này góp phần quan trọng trong việc tiêu chuẩn hóa dược liệu xạ đen, hỗ trợ kiểm soát chất lượng nguyên liệu và sản phẩm thuốc từ cây này.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng quy trình chiết xuất ethanol 70% trong sản xuất dược liệu xạ đen nhằm tối ưu hóa hàm lượng acid oleanolic và acid ursolic, nâng cao chất lượng nguyên liệu đầu vào. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng, chủ thể: các nhà sản xuất dược liệu.
  2. Triển khai quy trình HPLC định lượng đồng thời acid oleanolic và acid ursolic trong kiểm nghiệm chất lượng dược liệu và sản phẩm chứa xạ đen, đảm bảo tính đồng nhất và an toàn. Thời gian: 3-6 tháng, chủ thể: phòng kiểm nghiệm, viện nghiên cứu.
  3. Phát triển cơ sở dữ liệu thành phần hóa học và tiêu chuẩn chất lượng cho lá xạ đen dựa trên các chỉ số định lượng acid oleanolic và acid ursolic, làm cơ sở cho việc đưa vào Dược điển Việt Nam. Thời gian: 1-2 năm, chủ thể: cơ quan quản lý dược, viện nghiên cứu.
  4. Nghiên cứu sâu hơn về tác dụng dược lý và độc tính của acid oleanolic, acid ursolic từ xạ đen trên các mô hình in vivo để đánh giá hiệu quả và an toàn khi sử dụng trong điều trị ung thư và các bệnh lý khác. Thời gian: 2-3 năm, chủ thể: các trung tâm nghiên cứu dược lý, trường đại học.
  5. Khuyến khích bảo tồn và phát triển nguồn nguyên liệu xạ đen bền vững tại các vùng phân bố tự nhiên nhằm tránh nguy cơ cạn kiệt và bảo vệ môi trường sinh thái. Chủ thể: các cơ quan quản lý nông lâm, cộng đồng địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà nghiên cứu dược liệu và hóa dược: Có thể ứng dụng quy trình phân lập và định lượng acid oleanolic, acid ursolic để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về thành phần và tác dụng sinh học của xạ đen.
  2. Phòng kiểm nghiệm thuốc và dược liệu: Áp dụng phương pháp HPLC đã xây dựng để kiểm soát chất lượng nguyên liệu và sản phẩm chứa xạ đen, đảm bảo tiêu chuẩn hóa và an toàn cho người dùng.
  3. Nhà sản xuất dược phẩm và thực phẩm chức năng: Sử dụng kết quả nghiên cứu để tối ưu quy trình chiết xuất, nâng cao hàm lượng hoạt chất trong sản phẩm, tăng tính cạnh tranh trên thị trường.
  4. Cơ quan quản lý dược và y tế: Tham khảo để xây dựng tiêu chuẩn chất lượng dược liệu xạ đen, đưa vào Dược điển Việt Nam, đồng thời quản lý nguồn nguyên liệu và sản phẩm lưu hành hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao chọn ethanol 70% làm dung môi chiết xuất?
    Ethanol 70% cho hiệu quả chiết xuất cao nhất với hàm lượng chất chiết đạt khoảng 20,2%, vượt trội so với các nồng độ khác, giúp thu nhận tối đa các hợp chất triterpenoid trong lá xạ đen.

  2. Phương pháp HPLC có ưu điểm gì trong định lượng acid oleanolic và acid ursolic?
    HPLC với đầu dò PDA cho phép phân tách đồng thời hai hợp chất với độ phân giải cao, độ chính xác và độ lặp lại tốt (RSD ≤ 2%), phù hợp cho kiểm nghiệm chất lượng dược liệu.

  3. Hàm lượng acid oleanolic và acid ursolic trong lá xạ đen là bao nhiêu?
    Kết quả định lượng cho thấy hàm lượng acid oleanolic khoảng 0,63 mg/g và acid ursolic khoảng 0,54 mg/g trong bột lá xạ đen.

  4. Làm thế nào để xác định đúng nguồn gốc dược liệu xạ đen?
    Sử dụng kỹ thuật giải trình tự gen theo phương pháp Sanger và so sánh với cơ sở dữ liệu ngân hàng gen, mẫu được xác định có độ tương đồng 99,63% với Celastrus hindsii.

  5. Quy trình phân lập các hợp chất được thực hiện như thế nào?
    Sử dụng sắc ký cột cổ điển với hệ dung môi n-hexan – cloroform – ethyl acetat cho cao dicloromethan và hệ nước – methanol cho cao n-butanol, theo dõi bằng sắc ký lớp mỏng và HPLC để thu nhận các hợp chất tinh khiết.

Kết luận

  • Đã xác định và phân lập thành công acid oleanolic (35,28 mg) và acid ursolic (31,21 mg) từ cao dicloromethan của lá xạ đen, cùng với mangiferin từ cao n-butanol (23,95 mg).
  • Xây dựng và thẩm định quy trình định lượng đồng thời acid oleanolic và acid ursolic bằng HPLC với độ chính xác, độ lặp lại và độ đúng cao.
  • Hàm lượng acid oleanolic và acid ursolic trong lá xạ đen lần lượt là 0,63 mg/g và 0,54 mg/g, phù hợp để làm chỉ tiêu tiêu chuẩn hóa dược liệu.
  • Kết quả nghiên cứu góp phần quan trọng vào việc tiêu chuẩn hóa và kiểm soát chất lượng dược liệu xạ đen, hỗ trợ phát triển các sản phẩm thuốc và thực phẩm chức năng.
  • Đề xuất các bước tiếp theo bao gồm mở rộng nghiên cứu dược lý, phát triển tiêu chuẩn chất lượng và bảo tồn nguồn nguyên liệu bền vững.

Hành động tiếp theo: Áp dụng quy trình chiết xuất và định lượng trong sản xuất, đồng thời triển khai nghiên cứu dược lý sâu hơn để khai thác tối đa tiềm năng của cây xạ đen trong y học hiện đại.