Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Thực vật học về cây Ngô thù du 1. Tên khoa học và vị trí phân loại - Cây Ngô thù du có tên khoa học là Evodia rutaecarpa (Juss. - Theo Dược điển Trung Quốc 2005, Ngô thù du có tên khoa học là Evodia rutaecarpa (Juss., Evodia rutaecarpa (Juss.
officinalis (Dode) Huang, Evodia rutaecarpa (Juss. - Vị trí phân loại [5]: Giới Plantae Ngành Magnoliophyta Lớp Magnoliopsida Phân lớp Rosidae Bộ Rutales Họ Rutaceae Chi Evodia Loài Rutaecarpa 1. Đặc điểm hình thái cây Ngô thù du Cây cao chừng 2,5 – 5m. Cành màu nâu hay tím nâu, khi còn non có lông mềm dài, khi già lông rụng đi, trên mặt cành có nhiều bì khổng.
Lá mọc đối, kép lông chim lẻ, có từ 2 – 5 đôi lá chét có cuống ngắn, phiến lá chét nguyên, có lông mịn màu nâu ở cả hai mặt, mặt dưới nhiều hơn. Hoa đơn tính khác gốc tập hợp thành tán hay chùm. Hoa màu vàng trắng, hoa cái lớn hơn hoa đực. Mùa hoa vào tháng 6 – 8, mùa quả vào tháng 9 – 10 [1],[9].
Bộ phận dùng, thu hái, chế biến Bộ phận dùng là quả (Fructus Evodiae), được thu hái vào tháng 8 đến tháng 11, khi quả chưa nứt. Cắt cành có quả phơi nắng hay sấy cho khô ở nhiệt độ thấp 40 – 50oC, loại bỏ cành, lá, cuống quả và các tạp chất khác [1],[4]. Cây Ngô thù du Hình 1. Quả Ngô thù du khô 1.
Tổng quan về quả Ngô thù du 1. Đặc điểm hình thái Quả hình cầu hoặc hình cầu dẹt, đường kính 0,2 – 0,5cm. Khi chưa chín có màu xanh, khi chín có màu tím đỏ, trên mặt có nhiều điểm tinh dầu. Đỉnh quả có kẻ nứt hình sao 5 cánh, chia quả thành 5 mảnh.
Gốc quả còn sót lại cuống phủ lông tơ vàng. Chất cứng, giòn. Mặt cắt ngang quả thấy rõ 5 ô, mỗi ô chứa 1 hạt đến 2 hạt màu vàng nhạt đến màu đen bóng. Mùi thơm ngát, vị cay, đắng [4],[9].
Đặc điểm vi phẫu Bột quả có màu nâu, lông che chở đa bào gồm 2 đến 6 tế bào, đường kính 140µm đến 350µm. Một số khoang tế bào chứa các chất màu vàng nâu đến đỏ nâu. Lông tiết có đầu hình bầu dục gồm 7 đến 14 tế bào, chân có 2 đến 5 tế bào và thường chứa chất tiết màu vàng. Cụm tinh thể calci oxalat hình cầu gai hoặc hình lăng trụ, đường kính 10µm đến 25µm.
Tế bào mô cứng có thành dày và có ống trao đổi rõ thành từng cụm lớn hoặc rời rạc, đường kính 35µm đến 70µm. Mảnh mô mềm có chứa tinh thể calci oxalat hình cầu gai hoặc hình lăng trụ. Tinh bột, khối màu, mạch vạch. Đôi khi còn thấy các mảnh vỡ màu vàng của các khoang dầu [4],[32].
Bột quả Ngô thù du dưới kính hiển vi: Lông che chở đa bào chứa chất tiết (1), Lông che chở đa bào không có chất tiết (2), Lông tiết (3), Tinh thể canxioxalat hình cầu gai (4), (5), Tinh thể canxioxalat hình lăng trụ (6), (7), Tế bào mô cứng (8), Mảnh vỡ màu vàng của các khoang dầu (9) 1. Thành phần hóa học Quả chứa tinh dầu, acid carboxylic, limonoid, flavonoid và nhiều alkaloid. Tùy thuộc vào điều kiện thổ nhưỡng mà hàm lượng các thành phần hóa học sẽ khác nhau. Hiện nay, các thành phần có cấu trúc alkaloid là đối tượng nghiên cứu được quan tâm nhiều trên loại dược liệu này [9],[14],[30],[42].
Thành phần tinh dầu chủ yếu là các dẫn chất của monoterpen như: myrcene, β- phellandrene, limonene, α-terpineol, linalool, β-elemene, trans-caryophyllene,…[19] Quả Ngô thù du có hai nhóm alkaloid là indolopyridoquinazoline và quinolone. Một số indoloquinazoline alkaloid như: evodiamine, rutaecarpine, dihydrorutaecarpine, 7-carboxyevodiamine, dehydroevodiamine, 14-formyl- dihydrorutaecarpine và rhetisinine,… Một số quinolone alkaloid như: evocarpine, dihydroevocarpine, 1-methyl-2-pentadecyl-4(1H)-quinolone, 1-methyl-2-undecyl- 4(1H)-quinolone, 1-methyl-2-dodecyl-4(1H)-quinolone, 1-methyl-2-nonyl-4(1H)- quinolone,… [14],[19],[31]. Một số limonoid như: evodol (limonin diosphenol), evodin, evodinon (rutaevine), obacunone, jangomolide, graucin A, 12α-hydroxylimonin, 12-α-hydroxyevodol, 6α-acetoxy-5-epilimonin và 6-β-acetoxy-5-epilimonin,…[19]. Quả Ngô thù du còn chứa các flavonoid như: evodioside B và epimedoside C [14].
Tác dụng dược lý Ngô thù du là một dược liệu được sử dụng khá rộng rãi trong y học cổ truyền đặc biệt là y học cổ truyền Trung Quốc. Ngày nay, với sự phát triển của khoa học nói chung và y học nói riêng, rất nhiều tác dụng dược lý mới của quả Ngô thù du đã được tìm ra, hứa hẹn rằng đây sẽ là một nguồn nguyên liệu làm thuốc quý giá. Trong đông y, Ngô thù du là vị thuốc có vị cay, đắng, mùi hăng, tính ôn, hơi có độc, vào 4 kinh can, thận, tì, vị và được sử dụng với các công dụng như: chữa ăn uống không tiêu, nôn mửa, đau bụng, tiêu chảy. Ngoài ra còn dùng trong trường hợp cơ thể tê đau, chân tay yếu, đau đầu, đau răng, miệng lưỡi lở ngứa, cảm lạnh…, dùng ở dạng bột hoặc dạng sắc [1],[9].
Trong nhiều năm trở lại đây, các nghiên cứu về tác dụng dược lý của Ngô thù du đã đi sâu hơn vào việc nghiên cứu trên các hoạt chất cụ thể, đôi khi kết hợp với việc định tính, định lượng và phân lập các chất. Quả Ngô thù du có khả năng ức chế virus H1N1 mà trong đó evodiamine và rutaecarpine đóng vài trò là các tác nhân chính, có tiềm năng ứng dụng để điều trị các bệnh viêm nhiễm có liên quan đến virus cúm [13]. Rutaecarpine có khả năng ức chế kết tập tiểu cầu, chống huyết khối, làm tăng co bóp cơ tử cung, tác dụng giãn mạch, hạ huyết áp, chống lại tình trạng thiếu oxy máu và giúp cải thiện chức năng tim [24],[29]. Evodiamine có hoạt tính kháng viêm, tác dụng chống béo phì, làm tăng co bóp cơ tim, tăng nhịp tim, có khả năng chống thiếu máu cục bộ cơ tim và được sử dụng như một chất chống xơ vữa động mạch.
Đặc biệt, evodiamine có khả năng diệt tế bào ung thư, có tác dụng đối với ung thư phổi, ung thư cổ tử cung, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư vú, ung thư đại tràng,…[21],[22],[38],[40]. Theo nghiên cứu của Yeo Jiyoung vào năm 2011 [37], sự kết hợp của Ngô thù du và các vị thuốc đông y khác như nhân sâm, sắn dây, củ mài, địa hoàng, bạch đậu khấu và chỉ thực có thể làm giảm lượng đường huyết đối với đái tháo đường tuýp 2 trên mô hình tế bào và mô hình động vật tiểu đường. Báo cáo từ một nghiên cứu vào năm 2007 cho thấy rằng, một số alkaloid có cấu trúc quinolone trong quả Ngô thù du có khả năng ức chế chọn lọc men MAO-B (monoaminoxydase B) phụ thuộc liều. Với tác dụng dược lý này, các quinolone alkaloid có thể được ứng dụng để điều trị các bệnh như Alzheimer và Parkinson [18].
Tổng quan về hai alkaloid trong phạm vi nghiên cứu của đề tài Evodiamine và rutaecarpine thuộc nhóm alkaloid có cấu trúc Indoloquinazoline. Evodiamine [16],[19],[44],[45] Ở nhiệt độ thường là chất rắn màu trắng đến hơi vàng. Công thức phân tử: C19H17N3O. Phân tử lượng: 303,36.
Khối lượng riêng: 1,39 g/cm3. Nhiệt độ sôi: 575,07oC ở 760mmHg. Nhiệt độ nóng chảy: 278oC. Tính tan: DMSO (5mg/ml, ở 40°C), tan được trong cloroform, diclorometan, aceton, ethyl acetat, ít tan trong nước, methanol và ethanol (< 1mg/ml, ở 25oC).
Evodiamine có đỉnh hấp thu cực đại ở bước sóng 225,3nm. Cấu trúc hóa học (a) và phổ UV (b) của evodiamine 1. Rutaecarpine [15],[19],[44],[45] Chất rắn màu trắng ở nhiệt độ thường. Công thức phân tử: C18H13N3O.
Phân tử lượng: 287,32. Khối lượng riêng: 1,45g/cm3. Nhiệt độ sôi: 550oC ở 760mmHg. Nhiệt độ nóng chảy: 260oC.
Tính tan: DMSO (18mg/ml, ở 25oC), tan được trong cloroform, benzen, diethylether, ít tan trong nước và ethanol (< 1mg/ml, ở 25°C). Rutaecarpine có hai đỉnh hấp thu ở bước sóng 212,6nm và 341,7nm. Cấu trúc hóa học (a) và phổ UV (b) của rutaecarpine 1. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) [4],[6],[8] 1.
Khái niệm về HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography - HPLC) là kỹ thuật sắc ký tách hỗn hợp trên cột được nhồi đầy bằng các hạt có kích thước < 10µm. Do vậy, phải dùng một bơm có áp suất cao khoảng 300atm để đẩy pha động qua cột với tốc độ dòng khoảng vài ml/phút và cho phép phân giải nhanh một lượng mẫu nhỏ cỡ 20µg. Pha động là chất lỏng chảy qua cột với một tốc độ dòng nhất định. Pha tĩnh chứa trong cột là một chất rắn đã được phân chia dưới dạng tiểu phân hoặc một chất lỏng phủ lên một chất mang rắn hay một chất mang đã được biến đổi bằng liên kết hóa học với các nhóm hữu cơ.
Quá trình sắc ký xảy ra có thể theo các cơ chế: hấp phụ, phân bố, trao đổi ion hay rây phân tử. Các thông số đặc trưng của quá trình sắc ký - Thời gian lưu (tR) và thể tích lưu: Thời gian lưu của một chất là thời gian tính từ lúc tiêm mẫu vào cột đến thời điểm chất đó được phát hiện ở nồng độ cực đại (Cmax). Trong cùng một điều kiện sắc ký đã chọn, thời gian lưu của mỗi chất là hằng định và các chất khác nhau thì thời gian lưu khác nhau tùy thuộc vào bản chất, cấu tạo và tính chất của chất đó. Vì vậy, thời gian lưu là đại lượng định tính các chất.
Khi pha động chảy qua cột với một tốc độ không đổi thì thời gian lưu có thể thay thế bằng thể tích lưu. Thể tích lưu là thể tích pha động thu được sau cột trong khoảng thời gian tương ứng với thời gian lưu. - Hệ số phân bố K: Là tỷ lệ giữa nồng độ chất tan trong pha tĩnh (CS) và trong pha động (CM) tại thời điểm cân bằng. CS K (1) CM Ái lực tương đối của một chất với hai pha sẽ lượng giá hệ số K.
Đối với một chất, nếu K càng lớn thì chất đó phân bố nhiều vào pha tĩnh và sẽ di chuyển chậm, nếu K nhỏ thì nó sẽ di chuyển nhanh. - Hệ số dung lượng k’(Capacity factor): Là một đại lượng được dùng để mô tả tốc độ di chuyển của một chất, còn được gọi là hệ số phân bố khối giữa hai pha.2) CM VM tM trong đó: VS, VM lần lượt là thể tích pha tĩnh và thể tích pha động. k’ phụ thuộc bản chất 2 pha, bản chất chất phân tích, nhiệt độ và đặc điểm cột (phụ thuộc vào tỉ lệ VS/VM). Với một chất, k’ càng lớn thì tốc độ di chuyển càng thấp.
Để tách một hỗn hợp các chất, người ta thường chọn cột, pha động, các điều kiện phân tích khác sao cho k’ của chất phân tích nằm trong khoảng từ 1 – 8. Nếu k’ > 8 thì thời gian phân tích quá dài, k’ < 1 thì pic sẽ xuất hiện sớm, dễ lẫn với pic tạp và pic dung môi. - Hệ số chọn lọc α (Selectivity factor): Là đại lượng đặc trưng cho tốc độ di chuyển tỷ đối của 2 chất A và B.