Tổng quan luận án
Việt Nam có điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa với nhiệt độ trung bình hàng năm từ 15–27°C, lượng mưa lớn từ 1200–2800 mm và độ ẩm tương đối trên 80%, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của hệ thực vật. Theo thống kê, hệ thực vật Việt Nam có khoảng 10.500 loài (ước tính toàn bộ khoảng 12.000 loài), trong đó khoảng 3.200 loài được sử dụng trong y học dân tộc. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên cây thuốc đang đứng trước nguy cơ suy giảm đa dạng sinh học, trong khi việc điều tra cơ bản về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của nhiều loài cây thuốc dân gian trong nước vẫn còn hạn chế. Nhiều bài thuốc và cây thuốc được truyền miệng lâu đời nhưng chưa được làm sáng tỏ về mặt hóa thực vật và cơ chế tác dụng.
Nhằm góp phần nghiên cứu hóa thực vật và tạo cơ sở khoa học cho việc sử dụng nguồn dược liệu trong nước, luận án tiến sĩ hóa học của nghiên cứu sinh Lê Thị Kiều Nhi (chuyên ngành Hóa hữu cơ, mã số 1.02, thực hiện tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội năm 2001, dưới sự hướng dẫn của GS. TSKH. Phan Tống Sơn và TS. Nguyễn Văn Đậu) đã lựa chọn nghiên cứu cây Hy thiêm (Siegesbeckia orientalis L., họ Cúc – Asteraceae) và cây Bòn bọt (Glochidion eriocarpum Champ., họ Thầu dầu – Euphorbiaceae). Đây là hai loài cây mọc hoang dại phổ biến ở Việt Nam, được y học dân gian sử dụng để điều trị các chứng bệnh viêm nhiễm (mụn nhọt, lở ngứa, vết rắn cắn, bỏng, tiêu chảy, lỵ, viêm khớp), là những bệnh lý có liên quan đến các chủng vi khuẩn gây bệnh và sự gia tăng gốc tự do ở mô và tế bào.
Mục tiêu và nhiệm vụ chính của luận án được xác định gồm 4 nội dung:
- Tìm phương pháp thích hợp để thu nhận các phân đoạn giàu polyphenol (bao gồm flavonoid) và terpenoid bậc cao (diterpenoid và triterpenoid).
- Phân tách các hỗn hợp polyphenol và terpenoid bậc cao nhằm phân lập các hợp chất tinh khiết.
- Khảo sát cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được.
- Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật và khả năng chống oxy hóa in vitro của một số phân đoạn chiết và hợp chất tinh khiết thu nhận được.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng thực vật: Toàn bộ phần trên mặt đất của cây Hy thiêm (Siegesbeckia orientalis L.) thu hái tại Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình vào tháng 10 năm 1998, và cây Bòn bọt (Glochidion eriocarpum Champ.) thu hái tại Việt Nam.
- Phạm vi nội dung: Nghiên cứu thành phần hóa học tập trung vào nhóm polyphenol/flavonoid và terpenoid cao (diterpen, triterpen); khảo sát hoạt tính kháng khuẩn đối với vi khuẩn gram dương, gram âm, vi nấm và hoạt tính chống oxy hóa thông qua mô hình ức chế peroxy hóa lipid màng tế bào in vitro.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Luận án đã tổng thuật chi tiết các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến hai chi thực vật Siegesbeckia và Glochidion:
Chi Siegesbeckia (họ Asteraceae)
Theo Phạm Hoàng Hộ, tại Việt Nam có hai loài thuộc chi này là Siegesbeckia orientalis L. và Siegesbeckia integrifolia Gagn., trong đó S. orientalis được dùng phổ biến làm thuốc. Các nghiên cứu quốc tế đã công bố:
- Lederer (1949, 1953) phân lập glucosid darutosid ($C_{26}H_{44}O_8$) từ S. orientalis ở Madagascar; thủy phân thu được diterpen triol là darutigenol ($C_{20}H_{34}O_3$). Auffray cũng phân lập được chất này từ cây ở Mauritius. Diara và cộng sự xác định cấu trúc aglycon; Wenkert và cộng sự sử dụng phổ $^{13}\text{C-NMR}$ xác định cấu hình tại C(15)R; J. Tanaka chứng minh liên kết $\beta$-D-glucosyl nằm ở vị trí 3-equatorial hydroxy cấu hình R.
- P. Fabre đăng ký bằng sáng chế quy trình chiết darutosid bằng butanol.
- Shin phân lập stigmasterol và $\beta$-sitosterol từ cây ở Triều Tiên.
- T. Yang và cộng sự phân lập 3,7-dimetylquercetin và hai terpenoid chưa rõ cấu trúc.
- Rybalko và cộng sự phân lập sesquiterpen lacton orientin. Baruah và cộng sự phân lập các lacton nhóm melampolid gồm orientalid và các dẫn xuất.
- Bohlmann và cộng sự phân lập 9 germacranolid, 3 melampolid và 3 ent-pimaren từ cây thu hái ở Úc.
- Guo và cộng sự phân lập các axit carboxylic mạch kauran; Xiong và cộng sự phân lập hai diterpenoid mới là orientalin A và orientalin B.
- Trên loài Siegesbeckia pubescens Makino, Woo và cộng sự phát hiện ancaloit; Yamamoto và cộng sự phân lập melampolid; Murakami, Canonica, J. Kim nghiên cứu cấu trúc diterpen kirenol (pimar-8(14)-en-2,15,16,19-tetraol); Du phân lập 12-hydroxi-kirenol; Kim và cs, Yamasaki và cs phân lập darutosid và diterpen glucosid khung daruten; một số tác giả khác phân lập axit 16,17-dihydroxi-16-(-)-kauran-19-oic và dẫn xuất siegesbeckiosid, siegesbeckiol, axit siegesbeckic.
- Trên loài Siegesbeckia glabrescens, X. Dong và cộng sự phân lập darutigenol, darutosid, neodarutosid; K. Liu và cộng sự phân lập kirenol, 16-acetyl-kirenol. Bohlmann và cộng sự tìm thấy hợp chất acetylenic trong rễ loài Siegesbeckia jorullensis.
- Tại Việt Nam, viên Hydan (bào chế từ hy thiêm, ngũ gia bì, mã tiền) đã được thử nghiệm lâm sàng trên 60 bệnh nhân viêm đa khớp dạng thấp và 55 bệnh nhân thấp khớp cho kết quả khỏi và đỡ 80%; Nguyễn Hải Nam bước đầu thử hoạt tính gây độc tế bào của chế phẩm hy thiêm trên một số dòng tế bào ung thư.
Chi Glochidion (họ Euphorbiaceae)
Các loài thuộc chi Glochidion phân bố ở vùng nhiệt đới châu Á, Úc; có khoảng 16 loài đã được nghiên cứu hóa học. Thành phần đặc trưng là các triterpenoid khung lupan, ngoài ra còn có khung oleanan, ancaloit và tannin thủy phân:
| Loài Glochidion |
Bộ phận nghiên cứu |
Các hợp chất đã phân lập và công bố |
Nguồn tài liệu |
| Loài Glochidion (New Guinea) |
Lá, vỏ cây |
Glochidin, glochidicin, N-(4-oxodecanoyl)-histamin, N-cinnamoyl-histamin |
Johns và cs (1966) |
| G. wrightii Benth. |
Thân cây |
Glochidonol, friedelin, lupenon, glochidon, friedelan-3-ol, lupeol, $\beta$-sitosterol, glochidiol |
Hui và cs (1968) |
| G. dasyphyllum K. |
Thân cây |
Lupenon, glochidon, glochidiol, $\beta$-sitosterol |
Hui và cs (1970) |
| G. hongkongense Muell. |
Thân cây |
Lupenon, glochidon, epi-lupeol, lupeol, glochidonol, glochidiol, $\beta$-sitosterol |
Hui và cs (1970) |
| G. macrophyllum Benth. |
Thân cây, lá |
Glochidon, glochidonol, glochidiol, lup-20(29)-en-1,3-diol, stigmasterol, friedelin, friedelan-3-ol |
Hui và cs (1976) |
| G. venulatum |
Thân cây |
Sitosterol, glochidon |
Ganguly và cs (1969) |
| G. multiloculare |
Thân cây |
Glochilocudiol, glochidiol, glochidon, dimedon |
Sengupta và cs (1971) |
| G. thomsoni |
Vỏ rễ, thân |
Glochidon, glochidonol, $\beta$-sitosterol, lup-20(29)-en-1,3-diol |
Bhakuni và cs (1971) |
| G. eriocarpum Champ. |
Thân cây |
Sitosterol, glochidiol |
D. B. Repke (1979) |
| G. puberum |
Vỏ cây |
Friedelin, lupenon, glochidon, friedelan-3-ol, sitosterol, glochidonol, glochidiol, lup-20(29)-en-1,3-diol và các dẫn xuất axetat |
Hui và cs (1981) |
| G. rubrum Blume |
Thân cây, lá |
Glochidon, $\beta$-sitosterol, glochidonol, bergenin; các tannin thủy phân: glochiin M1, glochiin M2, glochiin C1 |
Chen và cs (1995), Lee và cs (1998) |
| G. heyneanum Wall |
Toàn cây |
Glochidioside, glochidioside N, glochidioside Q, $\beta$-amyrin, axit epimachaerinic, D-mannitol |
Srivastava và cs (1993, 1995) |
Khoảng trống nghiên cứu: Đối với cây Bòn bọt (Glochidion eriocarpum Champ.) của Việt Nam, trước thời điểm luận án chỉ có duy nhất 1 công trình của D. B. Repke (1979) phân lập được sitosterol và glochidiol từ thân cây. Thành phần hóa thực vật của lá và cành non, cũng như các nhóm polyphenol, flavonoid, terpenoid khác và hoạt tính sinh học tương ứng của loài này tại Việt Nam chưa được khảo sát có hệ thống. Đối với cây Hy thiêm (Siegesbeckia orientalis L.), tuy trên thế giới có nhiều nghiên cứu nhưng mẫu thu hái tại Việt Nam chưa được phân tích đầy đủ về cấu trúc các thành phần phân lập và đánh giá song song hoạt tính kháng khuẩn, chống oxy hóa.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết và các con đường sinh tổng hợp
- Hợp chất phenolic thực vật: Được định nghĩa là các hợp chất không chứa nitơ mà vòng thơm là sản phẩm chuyển hóa của axit shikimic hoặc một polyketit.
- Con đường axit shikimic: Ngưng tụ phosphoenolpyruvat (PEP) và erythrose-4-phosphat tạo 3-desoxy-D-arabino-heptulosonat-7-phosphat (DAHP) $\rightarrow$ 3-dehydroquinat $\rightarrow$ 3-dehydroshikimat $\rightarrow$ shikimat $\rightarrow$ 5-enolpyruvylshikimat-3-phosphat (EPSP) $\rightarrow$ chorismat $\rightarrow$ prephenat $\rightarrow$ L-arogenat $\rightarrow$ L-phenylalanin / L-tyrosin. Qua phản ứng khử nhóm amin tạo axit cinnamic, axit caffeic, axit ferulic, và oxy hóa bẻ gãy mạch tạo các axit benzoic (axit protocatechuic, axit vanillic, axit gallic).
- Con đường polyketit: Bắt đầu từ acetyl-CoA ngưng tụ với malonyl-CoA tạo chuỗi poly-$\beta$-ketoeste, sau đó đóng vòng tạo các dẫn xuất thơm như axit orsellinic, phloracetophenon.
- Hợp chất flavonoid: Cấu trúc cơ sở gồm khung $C_{15}$ ($C_6-C_3-C_6$) với hai vòng thơm A và B nối nhau qua mạch 3 carbon. Sinh tổng hợp theo cơ chế hỗn hợp: vòng A xuất phát từ polyketit (3 phân tử malonyl-CoA), vòng B và đoạn $C_3$ xuất phát từ phenylalanine qua con đường shikimat tạo chalcon $\rightarrow$ flavanon $\rightarrow$ các phân nhóm flavon, flavonol, flavan-3-ol, anthocyanidin.
- Tecpen và tecpenoit: Cấu trúc gồm các đơn vị isopren ($C_5$). Sinh tổng hợp qua con đường axit mevalonic (từ 3 phân tử acetyl-CoA $\rightarrow$ HMG-CoA $\rightarrow$ axit 3R-mevalonic $\rightarrow$ isopentenyl pyrophosphat (IPP) và dimethylallyl pyrophosphat (DMAPP)). Sự ngưng tụ đầu-đuôi tạo GPP ($C_{10}$, monoterpen), FPP ($C_{15}$, sesquiterpen), GGPP ($C_{20}$, diterpen), GFPP ($C_{25}$, sesterterpen); sự ngưng tụ đuôi-đuôi (dime hóa) tạo squalen $\rightarrow$ triterpen ($C_{30}$) và tetraterpen ($C_{40}$).
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Giám định tên khoa học mẫu thực vật: Thực hiện bởi GS. Vũ Văn Chuyên (Trường Đại học Dược Hà Nội) và TS. Trần Ngọc Ninh (Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật – Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia).
- Phương pháp chiết tách và phân lập:
- Chiết hồi lưu bằng nước cất và ethanol 96%.
- Chiết phân bố chọn lọc lỏng - lỏng bằng các dung môi có độ phân cực tăng dần: ete dầu hỏa (PE, nhiệt độ sôi 30–60°C), cloroform ($CHCl_3$), ethyl axetat (EtOAc), n-butanol (n-Bu).
- Sắc ký lớp mỏng (TLC): Bản mỏng tráng sẵn silica gel DC-Alufolien $60\text{F}_{254}$ (Merck); thuốc thử phát hiện vết: đèn UV 254 nm, vanilin/$\text{H}_2\text{SO}_4$, dung dịch $\text{FeCl}_3$ 3%, dung dịch $\text{AlCl}_3$ 5%.
- Sắc ký cột thường (CC): Chất hấp phụ silica gel Merck (cỡ hạt 0,040–0,063 mm và 0,063–0,100 mm) và polyamid 6S (Riedel de Haën).
- Sắc ký cột nhanh (FC): Áp suất nén khí 0,2–0,3 bar, chất hấp phụ silica gel Merck (cỡ hạt 0,015–0,040 mm và 0,040–0,063 mm).
- Sắc ký lỏng trung áp (MPLC): Thiết bị Backströem Separo AB, cột $250 \times 25\text{ mm}$, chất hấp phụ silica gel Merck cỡ hạt 0,015–0,040 mm.
- Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): Hệ thống MERCK & HITACHI (Bơm L-6000, Detector UV L-4000, tiền cột Hibar RT-250-4 nối cột Lichrosorb RP-18 $10\text{ }\mu\text{m}$, kích thước $250 \times 4\text{ mm}$).
- Phương pháp xác định cấu trúc hóa học:
- Phổ khối lượng (MS) và phổ khối lượng phân giải cao (HR-MS): Máy Varian MAT 44S (70 eV, ion hóa va đập điện tử EI).
- Phổ hồng ngoại (FT-IR): Máy Impact-410-Nicolet FT-IR.
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ($^1\text{H-NMR}$, $^{13}\text{C-NMR}$, DEPT): Máy Bruker AM 300 và Bruker AM 400 trong dung môi $\text{CDCl}_3$ (chuẩn nội TMS). Phổ 2D-NMR gồm $^1\text{H-}^1\text{H COSY}$, HETCOR, HMQC, HMBC.
- Phổ tử ngoại (UV): Máy Spectrophotometer Secomam S-1000 trong MeOH và khi thêm các thuốc thử chuyển dịch phổ: natri methylat ($\text{NaOMe}$), $\text{AlCl}_3$, $\text{AlCl}_3/\text{HCl}$, natri axetat ($\text{NaOAc}$), $\text{NaOAc}/\text{H}_3\text{BO}_3$.
- Phương pháp thử nghiệm hoạt tính sinh học in vitro:
- Khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật (trên vi khuẩn gram dương, gram âm và vi nấm): Kỹ thuật khuếch tán trên môi trường thạch đặc.
- Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa: Phương pháp xác định hàm lượng malonyl dialdehyd (MDA) hình thành trong quá trình peroxy hóa lipid màng.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương này tổng kết cơ sở lý luận và tổng quan tài liệu về:
- Đặc điểm thực vật học, phân bố và kinh nghiệm sử dụng trong y học dân gian của cây Hy thiêm (Siegesbeckia orientalis L.) và cây Bòn bọt (Glochidion eriocarpum Champ.).
- Lịch sử nghiên cứu hóa học trên thế giới về chi Siegesbeckia (các diterpenoid darutigenol, darutosid, kirenol, các sesquiterpen lacton nhóm germacranolid, melampolid, diterpen kauran và pimaradien) và chi Glochidion (các triterpenoid lupen, oleanan, ancaloit, tannin).
- Khái quát lý thuyết về định nghĩa, phân loại và cơ chế sinh tổng hợp các hợp chất phenolic (con đường shikimat, polyketit), flavonoid (sinh tổng hợp hỗn hợp), terpenoid (con đường axit mevalonic).
- Vai trò dược lý của flavonoid và polyphenol trong việc tăng độ bền thành mạch, ức chế enzyme, kháng khuẩn, dập tắt gốc tự do, cũng như ứng dụng của diterpenoid và triterpenoid trong y dược (taxol, artemisinin, axit fusidic).
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu
Trình bày chi tiết nguồn gốc mẫu thực vật, quy trình xử lý, các hệ dung môi chiết phân bố, quy chuẩn kỹ thuật của các thiết bị phân tích sắc ký (TLC, CC, FC, MPLC, HPLC), thông số kỹ thuật các dòng máy quang phổ (MS, IR, NMR, UV) cùng quy trình pha chế thuốc thử dịch chuyển phổ UV và các phương pháp sinh học đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, chống oxy hóa in vitro.
Chương 3: Phần thực nghiệm
Trình bày các bước thực nghiệm chiết xuất, phân tích định tính và phân tách phân lập các hợp chất từ cây Hy thiêm (Siegesbeckia orientalis L.):
- Xử lý nguyên liệu: 800 g bột khô phần trên mặt đất của cây Hy thiêm được chiết hồi lưu với nước cất (8 giờ), sau đó chiết tiếp 2 lần bằng ethanol 96% (mỗi lần 8 giờ). Gộp dịch chiết nước và dịch chiết ethanol theo tỷ lệ 1:1 (v/v), cô áp suất giảm rồi phân bố lần lượt với ete dầu hỏa (PE), ethyl axetat (EtOAc) và n-butanol (n-Bu).
- Hiệu suất thu hồi các phân đoạn chiết thô so với nguyên liệu khô:
- Phân đoạn chiết ete dầu hỏa ($O_1$): 6,55%
- Phân đoạn chiết ethyl axetat ($O_2$): 0,30%
- Phân đoạn chiết n-butanol ($O_3$): 0,70%
- Thử nghiệm định tính hóa học trên các phân đoạn:
- Phản ứng cyanidin (Shinoda): Phân đoạn $O_2$ và $O_3$ cho kết quả dương tính rõ rệt (xuất hiện màu hồng/cam), chứng minh sự hiện diện của flavonoid.
- Phản ứng với $\text{FeCl}_3$ 1%: Cho màu xanh lục/tím đen, khẳng định có hợp chất phenolic.
- Phản ứng với dung dịch kiềm ($\text{NaOH}$): Cho màu vàng cam/nâu sẫm.
- Khảo sát sắc ký lớp mỏng (TLC) trên silica gel:
Kết quả khảo sát TLC phân đoạn chiết PE ($O_1$) (hệ dung môi cloroform – metanol 9:1, v/v):
| STT |
$R_f$ |
Soi UV trước phun |
Hiện màu với vanilin/$\text{H}_2\text{SO}_4$ (Ánh sáng thường) |
Hiện màu với vanilin/$\text{H}_2\text{SO}_4$ (UV) |
Hiện màu với $\text{FeCl}_3$ 3% (Ánh sáng thường) |
Hiện màu với $\text{FeCl}_3$ 3% (UV) |
| 1 |
0,68 |
Phát quang hồng |
Xanh |
Xanh |
Đen |
Đen |
| 2 |
0,59 |
Nâu |
Tím |
Tím |
Xanh |
Xanh |
| 3 |
0,49 |
Phát quang hồng |
Xanh |
Xanh |
Xanh |
Xanh |
| 4 |
0,44 |
- |
Tím |
Tím |
Xanh |
Xanh |
| 5 |
0,36 |
- |
Xanh |
Xanh |
- |
- |
| 6 |
0,31 |
- |
Xanh |
Xanh |
- |
- |
| 7 |
0,18 |
Phát quang sáng |
Tím |
Tím |
- |
Phát quang sáng |
Kết quả khảo sát TLC phân đoạn chiết ethyl axetat ($O_2$) (hệ dung môi EtOAc – MeOH – $\text{H}_2\text{O}$ 100:17:13, v/v):
| STT |
$R_f$ |
Soi UV trước phun |
$\text{FeCl}_3$ 3% (Ánh sáng thường) |
$\text{FeCl}_3$ 3% (UV) |
$\text{AlCl}_3$ 5% (Ánh sáng thường) |
$\text{AlCl}_3$ 5% (UV) |
Vanilin/$\text{H}_2\text{SO}_4$ (Ánh sáng thường) |
Vanilin/$\text{H}_2\text{SO}_4$ (UV) |
| 1 |
0,87 |
Xanh thẫm |
Hồng |
Xanh đen |
Vàng |
Vàng |
Xanh đen |
Tím xanh |
| 2 |
0,73 |
Phát quang da cam |
Da cam |
Xanh đen |
Vàng da cam |
Vàng da cam |
Đen |
Tím |
| 3 |
0,68 |
Phát quang sáng |
Vàng sẫm |
Xanh đen thẫm |
Phát quang hồng |
Phát quang vàng lục |
Tím hồng |
Tím hồng |
| 4 |
0,59 |
Phát quang hồng |
Xanh sẫm |
Xanh đen |
Vàng |
Vàng |
Xanh đen |
Tím hồng |
| 5 |
0,55 |
Phát quang hồng |
Xanh đen |
Xanh đen |
Vàng |
Vàng |
Tím hồng |
Tím hồng |
| 6 |
0,50 |
Phát quang xanh |
- |
Xanh đen thẫm |
Vàng |
Vàng |
Xanh đen |
Tím xanh |
| 7 |
0,46 |
Vàng |
Vàng ánh hồng |
Xanh đen |
Vàng |
Vàng |
Vàng |
Vàng |
| 8 |
0,26 |
Xanh đen |
Nâu nhạt |
Xanh đen |
Vàng ánh tím |
Vàng tối |
Xanh đen |
Tím |
| 9 |
0,19 |
Xanh đen |
Nâu nhạt |
Xanh đen |
Vàng |
Vàng |
Vàng |
Vàng |
Kết quả khảo sát TLC phân đoạn chiết n-butanol ($O_3$) (hệ dung môi EtOAc – MeOH – $\text{H}_2\text{O}$ 100:17:13, v/v):
| STT |
$R_f$ |
Soi UV trước phun |
$\text{FeCl}_3$ 3% (Ánh sáng thường) |
$\text{AlCl}_3$ 5% (Ánh sáng thường) |
Vanilin/$\text{H}_2\text{SO}_4$ (Ánh sáng thường) |
| 1 |
0,73 |
Hồng |
Xanh đen nhạt |
Vàng nhạt |
Vàng da cam |
| 2 |
0,65 |
Nâu nhạt |
Xanh đen |
Vàng nhạt |
Tím xanh |
| 3 |
0,58 |
Phát quang sáng |
Xanh đen sẫm |
Vàng nhạt |
Tím hồng |
| 4 |
0,49 |
Phát quang xanh sáng |
Xanh đen |
Vàng nhạt |
Tím hồng |
| 5 |
0,42 |
Phát quang hồng |
Xanh đen nhạt |
Vàng nhạt |
Tím ánh xanh |
| 6 |
0,34 |
Nâu nhạt |
Xanh đen nhạt |
Vàng nhạt |
Vàng |
| 7 |
0,28 |
Nâu nhạt |
Xanh đen |
Vàng nhạt |
Tím |
| 8 |
0,19 |
Phát quang vàng |
Xanh đen sẫm |
Vàng nhạt |
Vàng |
- Quy trình phân tách và phân lập các chất từ cây Hy thiêm:
- Từ 8 g phân đoạn $O_1$: Phân tách bằng MPLC với silica gel ($0,015–0,040\text{ mm}$), rửa giải bằng hệ gradien $\text{PE}$, $\text{PE}/CHCl_3$, $CHCl_3/\text{EtOAc}$, $CHCl_3/\text{MeOH}$, thu 99 phân đoạn, gộp thành 8 nhóm ($O_{1-1}$ đến $O_{1-8}$). Nhóm $O_{1-4}$ (0,25 g) qua sắc ký cột thường (CC) thu được hợp chất H6. Nhóm $O_{1-6}$ và $O_{1-8}$ qua CC và sắc ký cột nhanh (FC, áp suất ~0,2 bar) phân lập được các hợp chất H7, H4 và H5.
- Từ 4 g phân đoạn $O_2$: Phân tách bằng MPLC silica gel với hệ dung môi toluen – axeton (gradien), thu 5 nhóm phân đoạn ($O_{2-1}$ đến $O_{2-5}$). Tinh chế các phân đoạn $O_{2-2}$ và $O_{2-4}$ bằng CC với hệ dung môi $CHCl_3/\text{EtOAc}$ và toluen – axeton (4:6) thu được hai hợp chất H1 và H2.
- Từ 8 g phân đoạn $O_3$: Tẩm trên silica gel rồi chạy MPLC với hệ dung môi toluen – axeton, thu 4 nhóm phân đoạn ($O_{3-1}$ đến $O_{3-4}$). Nhóm $O_{3-3}$ tiếp tục chạy MPLC với hệ $\text{EtOAc}/\text{MeOH}$ thu các phân đoạn nhỏ. Gộp nhóm $O_{3-2}$ và $O_{3-32}$ (2,6 g), tẩm polyamid 6S và chạy sắc ký cột polyamid 6S (rửa giải bằng hệ dung môi $\text{H}_2\text{O}/\text{MeOH}$ từ 70% $\text{H}_2\text{O}$ đến 100% $\text{MeOH}$), phân lập được hợp chất H3.
- Tổng cộng từ 3 phân đoạn của cây Hy thiêm đã phân lập được 7 hợp chất tinh khiết (ký hiệu từ H1 đến H7).
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về khoa học và thực tiễn
- Thiết lập quy trình chiết hồi lưu kết hợp cồn – nước và phân bố lỏng – lỏng chọn lọc để làm giàu các nhóm hoạt chất polyphenol/flavonoid và terpenoid từ cây Hy thiêm và cây Bòn bọt thu hái tại Việt Nam.
- Ứng dụng kết hợp hiệu quả hệ thống sắc ký lỏng trung áp (MPLC), sắc ký cột nhanh (FC), sắc ký cột thường với hai loại chất hấp phụ silica gel và polyamid 6S để phân tách thành công các hỗn hợp phức tạp. Từ các phân đoạn chiết của cây Hy thiêm đã phân lập được 7 hợp chất tinh khiết ký hiệu từ H1 đến H7.
- Đóng góp thêm các dẫn liệu hóa thực vật thực nghiệm chính xác (các giá trị $R_f$, phản ứng tạo màu với $\text{FeCl}_3$, $\text{AlCl}_3$, vanilin/$\text{H}_2\text{SO}_4$) cho cây thuốc Siegesbeckia orientalis L. của Việt Nam.
- Cung cấp cơ sở khoa học giải thích tác dụng chữa bệnh viêm nhiễm, mụn nhọt, lở ngứa, tiêu chảy, vết thương bỏng theo kinh nghiệm dân gian của hai loài cây thuốc thông qua việc khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính sinh học (in vitro kháng vi sinh vật và ức chế peroxy hóa lipid).
Kiến nghị và đề xuất
- Cần tiếp tục mở rộng nghiên cứu phân lập sâu trên các phân đoạn còn lại của cây Bòn bọt (Glochidion eriocarpum Champ.) để phát hiện thêm các hợp chất triterpenoid và polyphenol mới.
- Đẩy mạnh khảo sát hoạt tính sinh học in vivo và thử nghiệm độc tính để định hướng phát triển các chế phẩm thuốc từ nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Do nguồn tài nguyên cây thuốc phong phú và thành phần phân đoạn chiết rất phức tạp, luận án giới hạn phạm vi khảo sát thực nghiệm trên các phân đoạn chiết giàu polyphenol và diterpenoid/triterpenoid của hai loài cây cụ thể; các thử nghiệm hoạt tính sinh học mới dừng lại ở quy mô thử nghiệm in vitro (khuếch tán thạch kháng vi sinh vật và định lượng MDA ức chế peroxy hóa lipid).
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Tiếp tục hoàn thiện việc xác định cấu trúc lập thể của toàn bộ các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 2 chiều tiên tiến và phổ khối lượng phân giải cao.
- Thử nghiệm hoạt tính sinh học trên các mô hình tế bào chuyên sâu và đánh giá độc tính cấp/bán trường diễn để phục vụ ứng dụng thực tế.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng thụ hưởng:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa thực vật, Hóa học các hợp chất thiên nhiên và Dược học.
- Giảng viên đại học sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các môn học về Chiết tách hợp chất thiên nhiên và Phân tích cấu trúc bằng phương pháp phổ.
- Các nhà nghiên cứu tại các viện dược liệu, công ty sản xuất dược phẩm quan tâm đến việc khai thác cây Hy thiêm và cây Bòn bọt làm nguyên liệu thuốc.
- Nội dung có giá trị tham khảo cao:
- Bảng tổng hợp chi tiết các hợp chất triterpenoid đã biết từ 12 loài thuộc chi Glochidion.
- Sơ đồ quy trình chiết xuất và phân tách phân đoạn bằng MPLC và sắc ký cột polyamid 6S.
- Phương pháp chuẩn bị và quy trình ghi phổ UV dịch chuyển với các thuốc thử đặc hiệu ($\text{NaOMe}$, $\text{AlCl}_3$, $\text{HCl}$, $\text{NaOAc}$, $\text{H}_3\text{BO}_3$) để xác định nhóm chức phenolic/flavonoid.
Câu hỏi thường gặp
1. Hai đối tượng thực vật được nghiên cứu trong luận án là gì và được thu hái ở đâu?
Đối tượng nghiên cứu là cây Hy thiêm (Siegesbeckia orientalis L., họ Asteraceae) thu hái tại Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình vào tháng 10 năm 1998, và cây Bòn bọt (Glochidion eriocarpum Champ., họ Euphorbiaceae) thu hái tại Việt Nam. Cả hai mẫu đều được giám định thực vật học bởi GS. Vũ Văn Chuyên và TS. Trần Ngọc Ninh.
2. Tác giả đã sử dụng những phương pháp sắc ký nào để phân lập các hợp chất?
Tác giả sử dụng sắc ký lớp mỏng (TLC trên bản mỏng tráng sẵn silica gel DC-Alufolien $60\text{F}_{254}$), sắc ký cột thường (CC trên silica gel Merck và polyamid 6S Riedel de Haën), sắc ký cột nhanh (FC với áp suất nén 0,2–0,3 bar), sắc ký lỏng trung áp (MPLC trên thiết bị Backströem Separo AB với silica gel $0,015–0,040\text{ mm}$), và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC trên hệ thống Merck & Hitachi, cột Lichrosorb RP-18).
3. Từ cây Hy thiêm đã thu được những phân đoạn chiết nào và hiệu suất là bao nhiêu?
Từ 800 g bột khô phần trên mặt đất của cây Hy thiêm chiết hồi lưu cồn – nước, tác giả đã phân bố lỏng - lỏng thu được: phân đoạn ete dầu hỏa ($O_1$, hiệu suất 6,55%), phân đoạn ethyl axetat ($O_2$, hiệu suất 0,30%) và phân đoạn n-butanol ($O_3$, hiệu suất 0,70%).
4. Từ các phân đoạn chiết của cây Hy thiêm đã phân lập được bao nhiêu hợp chất tinh khiết?
Từ 3 phân đoạn ($O_1$, $O_2$, $O_3$) của cây Hy thiêm, tác giả đã phân lập được 7 hợp chất tinh khiết, ký hiệu từ H1 đến H7 (trong đó H4, H5, H6, H7 từ phân đoạn $O_1$; H1, H2 từ phân đoạn $O_2$; H3 từ phân đoạn $O_3$).
5. Hoạt tính sinh học của các phân đoạn và hợp chất được đánh giá bằng các thử nghiệm nào?
Luận án tiến hành hai thử nghiệm sinh học in vitro: thử hoạt tính kháng vi sinh vật (trên các chủng vi khuẩn gram dương, gram âm và vi nấm) bằng kỹ thuật khuếch tán trên môi trường thạch đặc; thử hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp xác định hàm lượng malonyl dialdehyd (MDA) hình thành trong quá trình peroxy hóa lipid.
Kết luận
Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Thị Kiều Nhi đã thực hiện nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài cây thuốc dân gian Việt Nam là Hy thiêm (Siegesbeckia orientalis L.) và Bòn bọt (Glochidion eriocarpum Champ.). Bằng việc áp dụng các kỹ thuật chiết tách và sắc ký (MPLC, FC, CC trên silica gel và polyamid 6S), tác giả đã phân lập được 7 hợp chất tinh khiết từ cây Hy thiêm, đồng thời cung cấp các dữ liệu phổ và sắc ký thực nghiệm chi tiết. Các kết quả nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ thành phần hóa thực vật của hai loài cây thuốc và tạo cơ sở khoa học cho việc khai thác, ứng dụng nguồn dược liệu tự nhiên trong nước.