Luận án tiến sĩ nghiên cứu thành phần hóa học thiết lập chất đối chiếu và xây dựng quy trình kiểm nghiệm thành phần alcaloid và flavonoid cho cây trinh nữ hoàng cung crinum latifolium l amaryllidacceae

Nghiên cứu thành phần hóa học và quy trình kiểm nghiệm alcaloid, flavonoid cho cây trinh nữ hoàng cung Crinum latifolium L. Amaryllidaceae.

• Tác giả: Nguyễn Hữu Lạc Thủy
• Người hướng dẫn: PGS. Võ Thị Bạch Huệ
• Trường học: Đại Học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kiểm Nghiệm Thuốc
• Đề tài: Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học và Quy Trình Kiểm Nghiệm Alcaloid, Flavonoid Từ Cây Trinh Nữ Hoàng Cung
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ Dược Học
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Tp Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Cây Trinh Nữ Hoàng Cung

Cây Trinh nữ hoàng cung (Crinum latifolium L.) là một trong những dược liệu quý, được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền và hiện đại. Nghiên cứu về thành phần hóa học của cây này đã chỉ ra sự hiện diện của nhiều hợp chất có giá trị, đặc biệt là alcaloid và flavonoid. Các hợp chất này không chỉ có tác dụng dược lý mà còn có tiềm năng trong việc phát triển các sản phẩm chăm sóc sức khỏe. Tuy nhiên, việc kiểm nghiệm và xác định chất lượng của các thành phần này vẫn còn nhiều thách thức.

1.1. Ứng Dụng Của Cây Trinh Nữ Hoàng Cung Trong Y Học

Cây Trinh nữ hoàng cung được biết đến với nhiều tác dụng như điều trị u xơ tử cung và kháng viêm. Nghiên cứu cho thấy alcaloid trong cây có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, mở ra hướng đi mới trong điều trị bệnh.

1.2. Tình Hình Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Hiện Nay

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về thành phần hóa học của cây Trinh nữ hoàng cung, nhưng vẫn còn thiếu các nghiên cứu về quy trình kiểm nghiệm. Các phương pháp hiện tại chủ yếu tập trung vào việc xác định alcaloid và flavonoid, nhưng chưa có tiêu chuẩn rõ ràng cho việc kiểm nghiệm.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Cây Trinh Nữ Hoàng Cung

Một trong những thách thức lớn nhất trong nghiên cứu thành phần hóa học của cây Trinh nữ hoàng cung là việc thiếu các phương pháp kiểm nghiệm chuẩn hóa. Điều này dẫn đến sự không đồng nhất trong kết quả nghiên cứu và khó khăn trong việc áp dụng vào thực tiễn. Việc thiết lập các tiêu chuẩn kiểm nghiệm là cần thiết để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của sản phẩm từ cây này.

2.1. Thiếu Tiêu Chuẩn Kiểm Nghiệm

Hiện tại, chưa có tiêu chuẩn kiểm nghiệm chính thức cho cây Trinh nữ hoàng cung trong Dược điển Việt Nam. Điều này gây khó khăn cho việc xác định chất lượng và hiệu quả của các sản phẩm từ cây này.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Phân Tích Thành Phần

Việc phân tích các hợp chất như alcaloid và flavonoid trong cây Trinh nữ hoàng cung đòi hỏi các phương pháp phân tích hiện đại. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu vẫn chưa áp dụng các công nghệ tiên tiến như HPLC hay CE.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Cây Trinh Nữ Hoàng Cung

Để nghiên cứu thành phần hóa học của cây Trinh nữ hoàng cung, các phương pháp chiết xuất và phân tích hiện đại đã được áp dụng. Các phương pháp như chiết xuất bằng dung môi, sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và điện di mao quản (CE) đã cho thấy hiệu quả trong việc tách và xác định các hợp chất có giá trị.

3.1. Phương Pháp Chiết Xuất Alcaloid và Flavonoid

Phương pháp chiết xuất bằng dung môi như ethanol và methanol đã được sử dụng để tách alcaloid và flavonoid từ cây Trinh nữ hoàng cung. Kết quả cho thấy hiệu suất chiết xuất cao và chất lượng hợp chất tốt.

3.2. Sử Dụng HPLC Trong Phân Tích Thành Phần

HPLC là phương pháp chính được sử dụng để định lượng alcaloid và flavonoid trong cây Trinh nữ hoàng cung. Phương pháp này cho phép xác định chính xác nồng độ của các hợp chất trong mẫu.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Cây Trinh Nữ Hoàng Cung

Kết quả nghiên cứu cho thấy cây Trinh nữ hoàng cung chứa nhiều alcaloid và flavonoid có giá trị dược lý. Các hợp chất này đã được phân lập và xác định, mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các sản phẩm từ cây này. Việc thiết lập các chất đối chiếu cũng đã được thực hiện để phục vụ cho công tác kiểm nghiệm.

4.1. Phân Tích Thành Phần Alcaloid

Các hợp chất alcaloid như lycorin và pratorimin đã được phân lập thành công từ cây Trinh nữ hoàng cung. Những hợp chất này có khả năng kháng ung thư và kháng viêm.

4.2. Phân Tích Thành Phần Flavonoid

Nghiên cứu cũng đã chỉ ra sự hiện diện của nhiều flavonoid trong cây Trinh nữ hoàng cung, góp phần vào tác dụng chống oxi hóa và kháng viêm của cây.

V. Kết Luận Về Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Cây Trinh Nữ Hoàng Cung

Nghiên cứu về thành phần hóa học của cây Trinh nữ hoàng cung đã chỉ ra tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm dược phẩm. Tuy nhiên, cần thiết phải có thêm nhiều nghiên cứu để hoàn thiện quy trình kiểm nghiệm và xác định chất lượng của các sản phẩm từ cây này. Việc thiết lập tiêu chuẩn kiểm nghiệm sẽ giúp nâng cao giá trị và độ tin cậy của cây Trinh nữ hoàng cung trong y học.

5.1. Hướng Đi Tương Lai Trong Nghiên Cứu

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học và tác dụng sinh học của cây Trinh nữ hoàng cung. Việc áp dụng các công nghệ mới trong phân tích sẽ giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả của nghiên cứu.

5.2. Đề Xuất Tiêu Chuẩn Kiểm Nghiệm

Đề xuất xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm cho cây Trinh nữ hoàng cung là cần thiết để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của các sản phẩm từ cây này. Các tiêu chuẩn này sẽ giúp quản lý và kiểm soát chất lượng dược liệu tốt hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN THỰC VẬT HỌC CÂY TRINH NỮ HOÀNG CUNG 1. Họ Amaryllidaceae và chi Crinum Họ Amaryllidaceae có tên gọi theo đa số tài liệu của các nhà thực vật học Việt nam là họ Thủy tiên [4], [5], [21], Loa kèn đỏ [1], Náng [7] hay Lan Huệ. Vị trí của chi Crinum thuộc họ Thủy tiên theo hệ thống phân loại ngành thực vật hạt kín của A.

Takhtajan công bố năm 1987 và đã sửa đổi năm 2009 [4], [36] như sau: Ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) Lớp Hành (Liliopsida) Phân lớp Hành (Liliidae) Liên bộ hành (Lilianae) Bộ Thủy tiên (Amaryllidales) Họ Thủy tiên (Amaryllidaceae) Chi Crinum L. Đặc điểm hình thái của họ Thủy tiên: thân cỏ, sống nhiều năm nhờ hành hay thân rễ. Lá mọc từ gốc, mỏng hay mọng nước, gân lá song song. Đối với chi Crinum, các bẹ lá hợp thành thân giả cao 10-15 cm.

Cụm hoa dạng chùm, tán, ít hay nhiều hoa và có một mo bao lại. Trục cụm hoa dài mọc từ mặt đất. Hoa đều, lưỡng tính, 5 vòng, mẫu 3. Bao hoa: 6 phiến cùng màu dạng cánh hoa, dính thành ống dài, ít khi rời.

Vài loại có tràng phụ. Bộ nhị: 6 nhị đính trên 2 vòng. Chỉ nhị rời hay dính nhau. Bao phấn thẳng hay lắc lư.

Bộ nhụy: 3 lá noãn tạo thành bầu dưới 3 ô, mỗi ô chứa nhiều noãn, đính noãn trung trụ; 1 vòi nhụy, đầu nhụy chia 3 thùy. Quả: thông thường là nang nứt lưng. Hạt có nội nhũ [5]. Chi Crinum có khoảng 130 loài ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và vùng nóng.

Ở Việt Nam, chi Crinum có 6 loài được trồng làm cảnh và làm thuốc: Crinum amabile Donn., Crinum defixum Ker Gawl., Crinum giganteum Andr., Crinum moorei Hook F. Cây Trinh Nữ Hoàng Cung (TNHC) Tên khoa học: Crinum latifolium L. Tên thông thường: Trinh Nữ Hoàng Cung [11], Hoàng Cung Trinh Nữ [17], Tỏi lơi lá rộng [1], [4], Náng lá rộng [4], [7], [9]. Đặc điểm hình thái: được nhiều nhà thực vật học Việt nam mô tả rất chi tiết [1], [4], [5], [7], [11], [14], [17], [21].

Tài liệu [7] phù hợp với hầu hết các tài liệu khác: cỏ nhiều năm; thân hành, hình cầu, phía ngoài có áo mỏng, phía trên có thân giả ngắn do các bẹ lá ôm sát nhau làm thành. Phiến lá dạng bản, kích thước 60-90  7-10 cm, màu xanh nhạt, nạc, mặt trên hơi lõm xuống thành hình máng, mép lượn sóng, gân giữa lồi lên ở mặt dưới, gân bên song song, chóp nhọn, gốc dạng bẹ. Cụm hoa tán, có 10-20 hoa; cuống cụm dài 60-90 cm, chiều ngang 1,5-2,0 cm, màu xanh, gốc tím nhạt. Lá bắc tổng bao 2, dạng mo, mỏng, kích thước 7,5-10,0  2,5-3,0 cm.

Hoa đều, lưỡng tính, màu tím hồng, đứng thẳng; cuống hoa ngắn. Bao hoa dài 15-20 cm, 6 mảnh, dạng tràng, phần dưới dính nhau thành ống dài 9-10 cm, thẳng đứng hoặc cong lên, phần trên 6 thùy, hình mũi giáo, giữa lưng có 1 dải màu tím hồng, đậm hơn, nhạt dần ra phía mép, chóp nhọn ngắn, có mũi màu hồng. Nhị 6, rời nhau; chỉ nhị dài 6-7 cm, dạng sợi, màu trắng, thẳng đứng hoặc choãi ra, đính ở họng ống bao hoa; bao phấn màu vàng, dài 1,2-1,8 cm, 2 ô, hình dải, đính lưng, hướng trong, mở bằng khe dọc. Bầu hạ, hình thoi, 3 ô, mỗi ô 5-6 noãn; vòi nhụy dài 15-18 cm, dạng sợi, dài, mảnh, phía trên màu tím thẫm nhạt dần xuống phía dưới; đầu nhụy nhỏ, dạng cầu.

Quả nang, hình cầu, đường kính 4-5 cm. Tài liệu [17] mô tả bộ nhị của TNHC có màu đỏ, trong khi các tài liệu khác [7], [11] mô tả bộ phận này có màu trắng. Các tài liệu còn lại đều không đề cập chi tiết này. Phân bố - Sinh thái: cây TNHC được trồng rộng rãi ở Ấn Độ, Thái lan, Trung Quốc, Indonexia, Philippin, Campuchia, Lào.

Ở Việt Nam, cây được trồng chủ yếu ở các tỉnh từ Quảng Nam-Đà Nẵng trở vào. Mùa hoa quả: tháng 8-9. Là loại cây ưa ẩm, sáng hoặc một phần bóng mát. Sinh trưởng và phát triển ở khí hậu nóng và ẩm của vùng nhiệt đới.

Mỗi năm cây cho 6-8 lá mới và đẻ thêm 3-5 hành con. Cây ra hoa hàng năm vào khoảng tháng 6-8. Bộ phận dùng chủ yếu là lá và thân hành [1]. 5 Cây TNHC đã được nghiên cứu nhân giống bằng phương pháp cấy mô [20].1: Hình vẽ cây TNHC: 1.

Cây với thân hành và lá 2. Một phần bao hoa và bộ nhị; 4. Bộ nhụy “Nguồn: Nguyễn Thị Đỏ, 2007” [7] Năm 2012, một thứ mới của loài TNHC do nhóm tác giả Nguyễn Thị Ngọc Trâm, Trần Công Khánh xác định trong quần thể Crinum Việt nam là “Trinh nữ Crila” có tên khoa học Crinum latifolium L. Crilae Tram & Khanh, var.

TỔNG QUAN HÓA HỌC CỦA CHI CRINUM VÀ CÂY TNHC Thành phần hóa học của các loài trong chi Crinum được nghiên cứu từ năm 1950. Nhóm hợp chất chính là alcaloid, kế đến là nhóm non-alcaloid, trong đó đặc biệt là các hợp chất phenolic [116]. Chi Crinum được xem là đại diện cho họ Amaryllidaceae do thành phần hóa học có hầu hết các hợp chất của các chi khác trong họ. Khoảng 180 alcaloid thuộc nhiều nhóm cấu trúc khác nhau được phân lập và định danh.

Phần lớn chúng thuộc các khung alcaloid crinin (5,10 b-enthanophenanthridin), lycorin (benzopyrano-(3,4 g)- indol) và tazettin (2-benzopyrano-(3,4 c)-indol) [116]. Khoảng 100 các hợp chất non-alcaloid được phân lập và định danh, chúng thuộc các nhóm flavonoid, chromon, coumarin, terpenoid, steroid, ionon, alcohol, aldehyd, ceton, acid, ester và hydrocarbon mạch dài. Phenolic là nhóm chiếm ưu thế trong nhóm hợp chất non-alcaloid [107], [116]. Thân hành là bộ phận được nghiên cứu nhiều nhất, các hợp chất alcaloid và flavonoid được tìm thấy chủ yếu từ bộ phận này.

Thành phần hóa học của các loài trong chi Crinum 1. Alcaloid của chi Crinum Alcaloid khung crinin: đây là nhóm đại diện cho alcaloid Crinum do phần lớn các alcaloid đều thuộc khung này với hơn 80 alcaloid đã được phân lập. Cấu trúc các alcaloid khung này thay đổi theo 3 cấu trúc sau [107], [116]: Hình 1.2: Các cấu trúc hóa học của alcaloid khung crinin Alcaloid khung lycorin: lycorin là nhóm được xếp thứ hai sau nhóm crinin về số lượng alcaloid với khoảng 40 alcaloid đã được phân lập. Đại diện lycorin, được tìm thấy trong 30 loài Crinum.

Kế đến là hippadin, pratorimin và pratorinin [107], [116]. Alcaloid khung tazettin: khoảng 13 alcaloid thuộc khung này, đại diện là tazettin và criwellin được tìm thấy trong 6-7 loài Crinum. Cấu trúc các alcaloid khung tazettin thay đổi ở vị trí R1, R2, R3, R4, một số ít (3 alcaloid) có cấu trúc vòng methylendioxy mở và được thay bằng 2 nhóm CH3O- (ornamin - C18H21NO3); 2 nhóm -OH (ornazidin-C16H20NO3); 1 nhóm -OH và 1 nhóm acetyl (ornazamin - C18H22NO4).3: Cấu trúc hóa học alcaloid khung lycorin (A) và khung tazettin (B) Alcaloid kiểu khung belladin: 7 alcaloid đã được tìm thấy, đại diện là belladin [57], latisodin và latisolin [55] được phân lập từ C. 7 Alcaloid khung galanthamin: galanthamin là alcaloid đại diện cho khung này, được tìm thấy trong thân hành của 8 loài Crinum.

Các alcaloid còn lại (khoảng 7 alcaloid) có cấu trúc thay đổi theo khung Galanthamin.4: Cấu trúc hóa học khung belladin (C) và cấu trúc khung galanthamin (D) Alcaloid khung lycorenin: các alcaloid có cấu trúc thay đổi ở các vị trí R1, R2, R3, R4. Riêng hippeastrin có cấu trúc vòng methylendioxy ở vị trí R1 và R2.5: Cấu trúc hóa học khung lycorenin (E) và cấu trúc khung cheryllin (F) Các kiểu khung còn lại có ít số lượng alcaloid hơn: Alcaloid khung narciclasin: crinasiadin - C14H9NO3, crinasiatin - C22H17NO4 và narcicrinin - C14H17NO5. Alcaloid khung cheryllin: cheryllin - C17H19NO3 và latifin - C17H19NO3. Alcaloid khung phenanthridin: trisphaeridin - C14H9NO2 và 3-hydroxy-8,9- methylendioxyphenanthridin.

Alcaloid khung augustamin: augustamin - C17H19NO4. Alcaloid khung latindin: latindin - C41H31N3O10. Các nhóm hợp chất non-alcaloid trong chi Crinum Khoảng 100 hợp chất đã được định danh, flavonoid là nhóm được công bố với số hợp chất được phân lập nhiều nhất [107], [116]. Nhóm flavonoid: 24 flavonoid đã được phân lập từ thân hành và hoa.

Hai flavonoid 3’4’-dihydroxyflavan và 7-hydroxy-8-methoxyflavanon được phân lập từ Crinum latifolium, lần đầu tiên tìm thấy trong họ Amaryllidaceae [104]. bulbispermum là cấu trúc chalcon đầu tiên được tìm thấy trong chi Crinum [112]. Flavonoid trong chi Crinum có cấu trúc thuộc các nhóm sau: R4 R2 R1 OH R3 OH O R2O O R1 O (A) (B) Cấu trúc flavonoid nhóm flavan (A) Cấu trúc flavonoid nhóm flavanon (B) R6 R1 R1 OH OR7 R3 R5 OR4 R2 OH R2 R4O O R3 R1 OR3 O R2 O O (C) (D) (E) Cấu trúc flavonoid nhóm flavon (C) (D) Cấu trúc flavonoid nhóm chalcon (E) Hình 1.6: Cấu trúc hóa học của các flavonoid trong chi Crinum Nhóm coumarin: chỉ mới được tìm thấy trong loài C. Nhóm terpenoid và sterol: các steroid thực vật như stigmasterol, sitosterol, dihydrositosterol đã được tìm thấy trong vài loài của chi Crinum.

Nhóm acid béo: hơn 20 acid béo như linoleic, palmitic, arachidic, myristic, oleic, palmitic, stearic… được định danh từ dịch chiết nước. 9 Nhóm carbohydrat: gồm resin, pectin, hemicellulose, glucan và polysaccharid. Thân hành loài C. amabile chứa 5,4% saccharid; 8,7% pectin, 8,2% hemicellulose.

Glucan A và B từ loài C. latifolium, glucan A chứa 12 đơn vị glucose và 110 gốc của glucose. Glucose, arabinose, xylose, galacturonic và glucuronic acid được phân lập từ dịch chiết nước của thân hành loài C. Thành phần hóa học của TNHC - Crinum latifolium L.

- Thành phần hóa học loài C. latifolium khảo sát từ năm 1982 do nhóm tác giả nước ngoài như Ghosal S. - Những nghiên cứu ở Việt Nam về thành phần hóa học của loài này phải kể đến các công trình của các tác giả Phan Tống Sơn [9], Nguyễn Công Hào [8], [33], [102], Nguyễn Hải Nam [103], [104], Võ Thị Bạch Huệ [11], [12], [13], [14]. - Tác giả Nguyễn Thị Ngọc Trâm với các công trình nghiên cứu chủ yếu về tác dụng sinh học [31], [106], [107], [139].

Alcaloid của TNHC: đến nay đã có 36 alcaloid được phân lập và định danh, phần lớn thuộc khung crinin và lycorin (Bảng 1. - Thành phần và hàm lượng alcaloid thay đổi đáng kể theo thời kỳ sinh trưởng, thời kỳ trước và sau khi cây ra hoa [58], [62], [106]. - Đã có 12 alcaloid được phân lập từ TNHC trồng ở Việt nam, tài liệu [9] công bố nhiều nhất với 12 alcaloid từ dịch chiết lá và thân hành. Alcaloid thuộc khung crinin chiếm số lượng nhiều nhất, gồm 7 alcaloid: 6-hydroxybuphanidrin [9], ambellin [8], [9], [11]; crinin [8], [9]; powellin [9]; crinamidin [8], [9], [11]; 6-hydroxycrinamidin [8], [9], [11], [102]; 6-hydroxyundulatin [9]; khung lycorin có pratorinin [9], lycorin [8], [9]; hippadin [9], lycorin-1-OAc [9], khung augustamin có augustamin [9], [11].

Nhóm carbohydrat: glucan A và B [60]; lectin (methyl-α-mannopyranosid) đều được phân lập từ dịch chiết thân hành [78]. 10 Coumarin: từ dịch chiết methanol, tài liệu [104] công bố hợp chất coumarin 4- senecioyloxymethyl-6,7-dimethoxycoumarin. Hiện tại thành phần này chưa được phát hiện trong các loài Crinum khác.