Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh người tiêu dùng ngày càng ưu tiên sử dụng dược liệu tự nhiên thay thế thuốc hóa dược, cây đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) nổi lên như một nguồn dược liệu quý với nhiều tác dụng sinh học quan trọng. Theo ước tính, các hoạt chất chính trong đinh lăng như oleanolic acid (OA) và quercitrin có hàm lượng đáng kể trong rễ và lá, đóng vai trò then chốt trong các tác dụng dược học như bảo vệ gan, chống viêm và chống oxy hóa. Nghiên cứu này tập trung phân tích định lượng hai thành phần hóa học chính này trong dược liệu đinh lăng bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao kết hợp detector diode array (HPLC/DAD). Mục tiêu cụ thể là thẩm định và áp dụng phương pháp HPLC/DAD để xác định chính xác hàm lượng OA và quercitrin trong mẫu đinh lăng thu thập tại ba tỉnh Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình trong khoảng thời gian từ năm 2017 đến 2022. Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần làm rõ thành phần hóa học của đinh lăng mà còn tạo cơ sở khoa học cho việc ứng dụng dược liệu này trong hỗ trợ điều trị các bệnh về gan, thận và các bệnh mãn tính khác. Việc xác định chính xác hàm lượng các hoạt chất giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả của sản phẩm dược liệu, đồng thời hỗ trợ phát triển ngành dược liệu tự nhiên tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai lý thuyết và mô hình chính:

  • Lý thuyết sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): Phương pháp tách các hợp chất dựa trên sự khác biệt ái lực giữa pha tĩnh (cột C18) và pha động (hỗn hợp acetonitril và dung dịch acid phosphoric 0,1%). HPLC/DAD cho phép phát hiện phổ hấp thụ từ vùng UV đến VIS, giúp định lượng chính xác các hợp chất OA và quercitrin trong mẫu dược liệu.
  • Lý thuyết chiết xuất hỗ trợ siêu âm (UAE) kết hợp chiết hồi lưu: Phương pháp chiết xuất hiệu quả dựa trên cơ chế tạo bọt khí siêu âm giúp giải phóng các hoạt chất từ mẫu dược liệu vào dung môi, kết hợp với chiết hồi lưu giúp tăng hiệu suất chiết và tiết kiệm dung môi.

Các khái niệm chính bao gồm:

  • Oleanolic acid (OA): Saponin triterpenoid có công thức C({30})H({48})O(_3), đặc tính kỵ nước, không tan trong nước, có tác dụng bảo vệ gan và chống xơ gan.
  • Quercitrin: Flavonoid glycosid với công thức C({21})H({20})O(_{11}), có tác dụng chống oxy hóa và chống viêm.
  • Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ): Các chỉ số đánh giá độ nhạy của phương pháp phân tích, với LOD là nồng độ phát hiện được khi tín hiệu gấp 3 lần nhiễu, LOQ là nồng độ định lượng được khi tín hiệu gấp 10 lần nhiễu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là 30 mẫu đinh lăng lá nhỏ gồm rễ và lá, thu hái tại ba tỉnh Thái Bình, Nam Định và Ninh Bình, mỗi tỉnh lấy 10 mẫu. Mẫu được thu thập trong khoảng thời gian từ tháng 7/2017 đến tháng 8/2022, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy.

Phương pháp phân tích sử dụng hệ thống HPLC/DAD với cột sắc ký pha tĩnh C18 (25 cm × 4,6 mm, kích thước hạt 5 µm). Điều kiện phân tích OA gồm pha động acetonitril – nước (70:30), tốc độ dòng 1,2 mL/phút, bước sóng phát hiện 205 nm, thể tích tiêm 20 µL. Đối với quercitrin, pha động acetonitril – H3PO4 0,1% (16:84), tốc độ dòng 0,8 mL/phút, bước sóng 257 nm, thể tích tiêm 10 µL.

Phương pháp xử lý mẫu áp dụng chiết hồi lưu kết hợp chiết siêu âm với dung môi methanol pha HCl 4M, thời gian chiết và thủy phân được khảo sát để tối ưu hóa hiệu suất chiết. Mẫu sau chiết được lọc qua màng lọc 0,45 µm trước khi phân tích.

Quy trình thẩm định phương pháp bao gồm đánh giá độ đặc hiệu, độ tuyến tính, LOD, LOQ, độ lặp lại (RSD), và độ thu hồi (R%). Đường chuẩn được xây dựng từ dung dịch chuẩn OA và quercitrin với nồng độ từ 2 đến 100 µg/mL. Số liệu được xử lý bằng phần mềm Analyst và Excel, đảm bảo tính chính xác và khách quan trong phân tích.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Điều kiện phân tích sắc ký tối ưu:

    • Đối với OA, pha động acetonitril – nước (70:30) với tốc độ dòng 1,2 mL/phút và bước sóng 205 nm cho sắc ký đồ sắc nét, peak không kéo đuôi, đạt độ thu hồi 97,13-103,27% và RSD dưới 0,51%.
    • Đối với quercitrin, pha động acetonitril – H3PO4 0,1% (16:84) với tốc độ dòng 0,8 mL/phút, bước sóng 257 nm cho hiệu quả tách tốt, độ thu hồi đạt 87,8-100,65%, RSD dưới 4%.

  2. Phương pháp xử lý mẫu hiệu quả:

    • Phương pháp chiết hồi lưu cho hàm lượng OA cao hơn chiết siêu âm (0,016% so với 0,015%).
    • Dung môi HCl pha trong methanol cho kết quả chiết OA cao nhất (0,0166%), với thể tích dung môi 50 mL là tối ưu, không tăng thêm hàm lượng khi tăng lên 70 mL.

  3. Thẩm định phương pháp:

    • Đường chuẩn OA và quercitrin có hệ số tương quan tuyến tính R > 0,995, chứng tỏ độ tuyến tính tốt.
    • LOD và LOQ của OA lần lượt là khoảng 0,0057 µg/mL và 0,0072 µg/mL; của quercitrin là khoảng 0,64 µg/mL và 1,97 µg/mL.
    • Độ lặp lại RSD dưới 2%, độ thu hồi từ 97% đến 103%, đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của phương pháp.

  4. Hàm lượng hoạt chất trong mẫu đinh lăng:

    • Hàm lượng OA trong rễ dao động từ 0,0057% đến 0,0166%, trong lá và thân thấp hơn nhưng vẫn có giá trị dược học.
    • Hàm lượng quercitrin trong lá đạt khoảng 37,07 ± 0,27 mg/kg, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về flavonoid trong dược liệu.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân tích cho thấy phương pháp HPLC/DAD kết hợp xử lý mẫu bằng chiết hồi lưu và chiết siêu âm với dung môi methanol pha HCl 4M là phù hợp để định lượng chính xác OA và quercitrin trong đinh lăng. Hàm lượng OA cao trong rễ phù hợp với đặc tính sinh học của saponin triterpenoid, có tác dụng bảo vệ gan và chống xơ gan. Quercitrin với đặc tính chống oxy hóa được phát hiện chủ yếu trong lá, phù hợp với vai trò chống viêm và bảo vệ tế bào.

So sánh với các nghiên cứu trước, hàm lượng OA và quercitrin trong mẫu nghiên cứu tương đương hoặc cao hơn, chứng tỏ chất lượng dược liệu thu thập tại các tỉnh miền Bắc Việt Nam có tiềm năng ứng dụng cao. Biểu đồ so sánh hàm lượng OA và quercitrin giữa các mẫu có thể minh họa rõ sự biến thiên theo vùng thu hái, giúp định hướng khai thác và sử dụng dược liệu hiệu quả hơn.

Phương pháp phân tích được thẩm định kỹ lưỡng, đảm bảo độ chính xác, độ lặp lại và độ nhạy cao, phù hợp cho việc kiểm soát chất lượng dược liệu trong sản xuất và nghiên cứu khoa học.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng phương pháp HPLC/DAD trong kiểm soát chất lượng dược liệu đinh lăng: Đề nghị các cơ sở sản xuất và nghiên cứu dược liệu sử dụng phương pháp đã thẩm định để định lượng OA và quercitrin, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm. Thời gian áp dụng trong vòng 6 tháng để chuẩn hóa quy trình.

  2. Phát triển quy trình xử lý mẫu tối ưu: Khuyến khích sử dụng phương pháp chiết hồi lưu kết hợp chiết siêu âm với dung môi methanol pha HCl 4M để tăng hiệu quả chiết, giảm thời gian và hóa chất sử dụng. Chủ thể thực hiện là các phòng thí nghiệm phân tích dược liệu.

  3. Mở rộng khảo sát mẫu dược liệu theo vùng và thời gian: Đề xuất thu thập thêm mẫu đinh lăng từ các vùng khác nhau và các mùa vụ khác nhau để đánh giá biến động hàm lượng hoạt chất, phục vụ cho việc quản lý nguồn nguyên liệu bền vững.

  4. Ứng dụng kết quả nghiên cứu trong phát triển sản phẩm hỗ trợ điều trị: Các doanh nghiệp dược liệu nên phối hợp với viện nghiên cứu để phát triển sản phẩm chiết xuất từ đinh lăng có hàm lượng OA và quercitrin chuẩn, hướng tới hỗ trợ điều trị các bệnh về gan, thận và bệnh mãn tính.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà nghiên cứu dược liệu và hóa phân tích: Luận văn cung cấp phương pháp phân tích chuẩn xác, thẩm định kỹ lưỡng, giúp nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học và tác dụng sinh học của dược liệu đinh lăng.

  2. Phòng thí nghiệm kiểm nghiệm dược liệu: Cung cấp quy trình xử lý mẫu và phân tích HPLC/DAD chi tiết, giúp nâng cao chất lượng kiểm soát nguyên liệu đầu vào và sản phẩm cuối cùng.

  3. Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và thực phẩm chức năng: Tham khảo để phát triển sản phẩm chiết xuất đinh lăng có hàm lượng hoạt chất ổn định, đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng và an toàn.

  4. Cơ quan quản lý nhà nước về dược liệu và y tế: Sử dụng làm tài liệu tham khảo trong xây dựng tiêu chuẩn chất lượng dược liệu, quản lý nguồn nguyên liệu và phát triển ngành dược liệu tự nhiên.

Câu hỏi thường gặp

  1. Phương pháp HPLC/DAD có ưu điểm gì trong phân tích dược liệu đinh lăng?
    HPLC/DAD cho phép tách và định lượng chính xác các hợp chất OA và quercitrin nhờ khả năng phát hiện phổ hấp thụ đa bước sóng, độ nhạy cao và độ chọn lọc tốt. Ví dụ, LOD của OA đạt khoảng 0,0057 µg/mL, giúp phát hiện hàm lượng rất thấp trong mẫu.

  2. Tại sao chọn dung môi methanol pha HCl 4M cho chiết xuất?
    Dung môi này giúp phá vỡ cấu trúc mẫu, tăng hiệu quả chiết OA và quercitrin, cho hàm lượng cao hơn so với methanol hay ethanol đơn thuần. Kết quả khảo sát cho thấy hàm lượng OA đạt 0,0166% khi dùng dung môi này.

  3. Phương pháp thẩm định độ chính xác được thực hiện như thế nào?
    Độ chính xác được đánh giá qua độ lặp lại (RSD < 2%) và độ thu hồi (97-103%) bằng cách phân tích mẫu thử lặp lại và thêm chuẩn ở nhiều mức nồng độ khác nhau, đảm bảo kết quả ổn định và tin cậy.

  4. Hàm lượng OA và quercitrin trong đinh lăng có biến động theo vùng thu hái không?
    Có sự biến động nhất định, ví dụ hàm lượng OA trong rễ dao động từ 0,0057% đến 0,0166% tùy mẫu và vùng thu hái, cho thấy ảnh hưởng của điều kiện sinh trưởng và thu hoạch đến chất lượng dược liệu.

  5. Luận văn có thể áp dụng cho các loại dược liệu khác không?
    Phương pháp HPLC/DAD và quy trình xử lý mẫu có thể được điều chỉnh và áp dụng cho nhiều loại dược liệu khác có thành phần tương tự, giúp phân tích chính xác các hoạt chất sinh học quan trọng.

Kết luận

  • Đã thẩm định thành công phương pháp HPLC/DAD kết hợp chiết hồi lưu và chiết siêu âm để định lượng chính xác oleanolic acid và quercitrin trong dược liệu đinh lăng.
  • Phương pháp đạt độ chính xác cao với độ thu hồi 97-103%, độ lặp lại RSD < 2%, LOD và LOQ phù hợp cho phân tích dược liệu.
  • Hàm lượng OA và quercitrin trong mẫu đinh lăng thu thập tại ba tỉnh miền Bắc có giá trị dược học, phù hợp cho ứng dụng trong hỗ trợ điều trị bệnh gan, thận và các bệnh mãn tính.
  • Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao chất lượng kiểm soát dược liệu và phát triển sản phẩm từ đinh lăng tại Việt Nam.
  • Đề xuất mở rộng nghiên cứu và ứng dụng phương pháp trong kiểm soát chất lượng dược liệu, đồng thời phát triển sản phẩm hỗ trợ điều trị dựa trên thành phần hoạt chất đã xác định.

Hành động tiếp theo là triển khai áp dụng quy trình phân tích trong các phòng thí nghiệm kiểm nghiệm và doanh nghiệp dược liệu, đồng thời mở rộng khảo sát mẫu để hoàn thiện dữ liệu chất lượng dược liệu đinh lăng trên phạm vi toàn quốc.