Sàng lọc tác dụng sinh học từ cao chiết của lá cẩm Dicliptera tinctoria Nees Kostel

• Tác giả: Chu Thị Thanh
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Minh Khôi
• Trường học: Trường Đại học Y Dược - Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Sàng lọc tác dụng sinh học từ cao chiết của lá cẩm (Dicliptera tinctoria (Nees) Kostel.)
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, KÍ HIỆU
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về lá cẩm
• 1.2. Đặc điểm thực vật
• 1.3. Tổng quan về sàng lọc cây thuốc
• 1.4. Tổng quan về nhóm chất hóa học
• 1.5. Các phương pháp hiện tại để sàng lọc cây thuốc gồm các kĩ thuật: in vitro và in silico
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Trang thiết bị, dung môi, hóa chất, phần mềm
• 2.2. Trang thiết bị nghiên cứu
• 2.3. Dung môi, hóa chất
• 2.4. Các phần mềm, công cụ
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Phương pháp làm vi phẫu
• 2.5.2. Phương pháp soi bát
• 2.5.3. Chuẩn bị cao thử tác dụng sinh học
• 2.5.4. Đánh lượng hàm lượng tổng polyphenol bằng phương pháp đo quang UV - VIS
• 2.5.5. Đánh lượng hàm lượng flavonoid toàn phần bằng phương pháp đo quang UV-VIS
• 2.5.6. Thử nghiệm DPPH
• 2.5.7. Khả năng ức chế Tyrosinase
• 2.5.8. Khả năng ức chế α-glucosidase
• 2.5.9. Khả năng ức chế enzym acetylcholinesterase
• 2.5.10. Các phương pháp thực hiện bằng máy tính
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ
• 3.1. Vi phẫu và soi bát
• 3.2. Soi bát dược liệu
• 3.3. Đánh lượng tổng Polyphenol và Flavonoid bằng phương pháp đo quang UV-VIS
• 3.4. Hiệu suất chiết cao
• 3.5. Xác định hàm lượng tổng polyphenol theo acid gallic
• 3.6. Xác định hàm lượng tổng flavonoid theo quercetin
• 3.7. Khả năng thu dãn gốc tự do DPPH, ức chế tyrosinase, α-glucosidase, acetylcholinesterase
• 3.8. Sàng lọc tác dụng trên mẫu sá mô hình và enzym: DPPH, ức chế tyrosinase, α-glucosidase, acetylcholinesterase
• 3.9. Xác định IC50 của cao chiết ethanol 70% có tác dụng ức chế enzym acetylcholinesterase
• 3.10. Sàng lọc hoạt chất dựa trên phương pháp Molecular docking
• 4. CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Lá Cẩm Dicliptera Công Dụng Nghiên Cứu

Lá cẩm, với tên khoa học Dicliptera tinctoria Nees Kostel, là một loại cây thân thảo lâu năm thuộc họ Ô rô (Acanthaceae). Cây phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Á, bao gồm Trung Quốc, Thái Lan và Việt Nam. Trong y học cổ truyền, lá cẩm được biết đến với vị đắng, tính bình, có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, tiêu thũng, và chỉ huyết. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng cao chiết từ lá cẩm có tiềm năng trong việc giảm huyết áp và lipid máu. Thành phần hóa học của lá cẩm bao gồm các nhóm chất như alcaloid, anthocyanidin, flavonoid và phenol. Với những công dụng và tiềm năng to lớn, lá cẩm ngày càng thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học và người tiêu dùng. Dicliptera tinctoria Nees Kostel đang ngày càng được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

1.1. Đặc Điểm Thực Vật Học Phân Bố Của Cây Lá Cẩm

Lá cẩm là cây bụi lâu năm, phát triển chủ yếu trong quần xã sinh vật nhiệt đới ẩm ướt, cao khoảng 30-60cm. Thân cây thường có 4 cạnh, có rãnh dọc sâu. Lá đơn, mọc đối, hình bầu dục hoặc trứng, thường có bớt màu trắng ở dọc gân. Cụm hoa chùm ở ngọn hoặc nách lá, ngắn; lá bắc cụm hoa thường hình trứng. Cây được phân loại thành 3 loại dựa trên màu sắc và công dụng: lá cẩm đỏ, lá cẩm tím và lá cẩm vàng. Cây Dicliptera tinctoria phân bố tại các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của châu Á, bao gồm Assam, Campuchia, Trung Quốc, Lào, Thái Lan và Việt Nam. Tại Việt Nam, cây lá cẩm phân bố ở một số huyện như Mường Khương (Lào Cai), Mộc Châu (Sơn La) và tỉnh Thái Nguyên.

1.2. Thành Phần Hóa Học Chính Trong Lá Cẩm Dicliptera tinctoria

Thành phần hóa học của Dicliptera tinctoria bao gồm các nhóm chất chính như alcaloid, flavonoid và các hợp chất khác. Các alcaloid bao gồm peristrophine, phenoxazine, perisbivalvine A và allantoin. Các flavonoid được phân lập và xác định bao gồm afzelecchin, pelargonidyl, pelargonidine 3-O-gentiobios và nhiều hợp chất khác. Ngoài ra, lá cẩm còn chứa các thành phần khác như skellysolve B, benzen, methylbenzen, styren, 1-octadecanol, coumarin, β-sitosterol và β-daucosterol. Những thành phần này đóng vai trò quan trọng trong các tác dụng sinh học của lá cẩm. Việc phân tích thành phần lá cẩm giúp hiểu rõ hơn về các hoạt chất có lợi.

1.3. Các Công Dụng Truyền Thống Hiện Đại Của Lá Cẩm

Trong y học cổ truyền, lá cẩm được sử dụng như một dược liệu có vị đắng, tính bình, có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, chống viêm, tiêu thũng, và chỉ huyết. Lá cẩm được dùng để chữa viêm họng, thấp khớp, nhiễm trùng đường tiết niệu, kinh phong ở trẻ em, lao hạch, mẩn nhọt. Ngoài ra, lá cẩm còn được sử dụng làm màu cho các loại thực phẩm như xôi, bánh và nhuộm màu trong dệt may. Nghiên cứu hiện đại chỉ ra rằng chiết xuất từ Dicliptera tinctoria có thể làm giảm huyết áp và tăng nồng độ NO ở chuột tăng huyết áp. Ứng dụng lá cẩm ngày càng được mở rộng trong thực phẩm và dược phẩm.

II. Thách Thức Trong Sàng Lọc Tác Dụng Sinh Học Của Lá Cẩm

Mặc dù có nhiều công dụng truyền thống và tiềm năng sinh học, việc sàng lọc tác dụng sinh học của cao chiết lá cẩm vẫn đối mặt với nhiều thách thức. Thứ nhất, sự khác biệt về thành phần hóa học giữa các loại lá cẩm (tím, đỏ, vàng) có thể ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu. Thứ hai, việc xác định các hoạt chất chịu trách nhiệm cho từng tác dụng sinh học cụ thể đòi hỏi các phương pháp phân tích phức tạp. Thứ ba, cần có các nghiên cứu lâm sàng để chứng minh hiệu quả và an toàn của lá cẩm trên người. Cuối cùng, việc chuẩn hóa quy trình chiết xuất và đảm bảo chất lượng cao chiết lá cẩm là rất quan trọng để có kết quả nghiên cứu đáng tin cậy. Do đó cần có những nghiên cứu lá cẩm chuyên sâu và có phương pháp để giải quyết những thách thức này.

2.1. Sự Khác Biệt Về Thành Phần Giữa Các Loại Lá Cẩm

Người dân thường phân loại lá cẩm thành ba nhóm: lá cẩm tím, lá cẩm đỏ và lá cẩm vàng, dựa trên màu sắc và công dụng. Tuy nhiên, sự khác biệt về thành phần hóa học giữa các loại lá cẩm này chưa được nghiên cứu đầy đủ. Các nghiên cứu cần tập trung vào việc xác định và so sánh thành phần hóa học của từng loại lá cẩm để hiểu rõ hơn về sự khác biệt trong tác dụng sinh học của chúng. Việc phân tích thành phần lá cẩm theo từng loại là rất quan trọng để có cái nhìn toàn diện.

2.2. Khó Khăn Trong Xác Định Hoạt Chất Chịu Trách Nhiệm

Cao chiết từ lá cẩm chứa nhiều hợp chất khác nhau, việc xác định hoạt chất chịu trách nhiệm cho từng tác dụng sinh học cụ thể là một thách thức lớn. Các phương pháp phân tích phức tạp như sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS) và sắc ký khí khối phổ (GC-MS) cần được sử dụng để phân lập và xác định các hoạt chất này. Sau đó, cần tiến hành các thử nghiệm in vitro và in vivo để đánh giá tác dụng sinh học của từng hoạt chất. Việc sàng lọc tác dụng sinh học cần đi kèm với việc xác định hoạt chất chính.

2.3. Thiếu Nghiên Cứu Lâm Sàng Chứng Minh Hiệu Quả Trên Người

Mặc dù có nhiều bằng chứng về tác dụng sinh học của lá cẩm từ các nghiên cứu in vitro và in vivo trên động vật, nhưng vẫn còn thiếu các nghiên cứu lâm sàng chứng minh hiệu quả và an toàn của lá cẩm trên người. Các nghiên cứu lâm sàng cần được tiến hành để đánh giá tác dụng của lá cẩm trong điều trị các bệnh khác nhau và xác định liều lượng an toàn và hiệu quả. Việc này sẽ giúp mở rộng ứng dụng lá cẩm trong y học.

III. Cách Sàng Lọc Tác Dụng Sinh Học Cao Chiết Lá Cẩm Hiệu Quả

Để sàng lọc tác dụng sinh học của cao chiết lá cẩm một cách hiệu quả, cần áp dụng một quy trình nghiên cứu chặt chẽ. Quy trình này bao gồm các bước sau: thu thập và xác định mẫu lá cẩm, chiết xuất cao chiết lá cẩm bằng các phương pháp khác nhau, đánh giá thành phần hóa học của cao chiết, thực hiện các thử nghiệm in vitro để đánh giá tác dụng sinh học (ví dụ: kháng oxy hóa, kháng viêm, kháng khuẩn), và thực hiện các thử nghiệm in vivo trên động vật để đánh giá tác dụng dược lý và độc tính. Kết quả từ các thử nghiệm này sẽ giúp xác định tiềm năng ứng dụng của lá cẩm trong y học và thực phẩm.

3.1. Phương Pháp Chiết Xuất Cao Lá Cẩm Tối Ưu

Việc lựa chọn phương pháp chiết xuất ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học và tác dụng sinh học của cao chiết. Các phương pháp chiết xuất phổ biến bao gồm chiết xuất bằng dung môi (ví dụ: ethanol, methanol, nước), chiết xuất bằng siêu âm, chiết xuất bằng vi sóng và chiết xuất bằng CO2 siêu tới hạn. Cần tối ưu hóa các thông số chiết xuất (ví dụ: dung môi, nhiệt độ, thời gian) để thu được cao chiết có hàm lượng hoạt chất cao nhất. Việc phương pháp chiết xuất lá cẩm cần được nghiên cứu và lựa chọn kỹ càng.

3.2. Đánh Giá Thành Phần Hóa Học Của Cao Chiết Bằng UV VIS

Sau khi chiết xuất, cần đánh giá thành phần hóa học của cao chiết bằng các phương pháp phân tích như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc ký khí khối phổ (GC-MS) và quang phổ UV-Vis. Các phương pháp này giúp xác định và định lượng các hoạt chất có trong cao chiết. Việc phân tích thành phần lá cẩm giúp hiểu rõ hơn về mối liên hệ giữa thành phần hóa học và tác dụng sinh học.

3.3. Thử Nghiệm In Vitro Để Sàng Lọc Tác Dụng Sinh Học

Các thử nghiệm in vitro được sử dụng để đánh giá tác dụng sinh học của cao chiết trên các hệ thống tế bào và enzyme. Các thử nghiệm phổ biến bao gồm thử nghiệm kháng oxy hóa (ví dụ: DPPH, ABTS), thử nghiệm kháng viêm (ví dụ: ức chế COX-2), thử nghiệm kháng khuẩn (ví dụ: MIC, MBC) và thử nghiệm ức chế enzyme (ví dụ: acetylcholinesterase, α-glucosidase). Các thử nghiệm này giúp sàng lọc tác dụng sinh học tiềm năng của cao chiết lá cẩm.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Sàng Lọc Tác Dụng Sinh Học Lá Cẩm Dicliptera

Các nghiên cứu đã chứng minh rằng cao chiết lá cẩm có nhiều tác dụng sinh học tiềm năng. Ví dụ, một nghiên cứu cho thấy cao chiết ethanol 70% từ lá cẩm có khả năng ức chế enzyme acetylcholinesterase, cho thấy tiềm năng trong điều trị bệnh Alzheimer. Một nghiên cứu khác cho thấy cao chiết lá cẩm có khả năng kháng oxy hóa mạnh, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do các gốc tự do. Ngoài ra, một số nghiên cứu còn cho thấy lá cẩm có tác dụng kháng viêm, kháng khuẩn và hạ đường huyết. Kết quả của nghiên cứu Chu Thị Thanh năm 2023 chỉ ra rằng sàng lọc tác dụng sinh học từ cao chiết của lá cẩm Dicliptera tinctoria Nees Kostel là một lĩnh vực đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu để xác nhận và mở rộng những kết quả này.

4.1. Tác Dụng Kháng Oxy Hóa Mạnh Mẽ Của Cao Chiết Lá Cẩm

Cao chiết từ lá cẩm, đặc biệt là cao chiết ethanol, thể hiện khả năng kháng oxy hóa đáng kể thông qua các thử nghiệm như DPPH. Các hợp chất polyphenol và flavonoid có trong lá cẩm đóng vai trò quan trọng trong việc trung hòa các gốc tự do, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do oxy hóa. Các nghiên cứu chỉ ra rằng lá cẩm có tiềm năng trong việc ngăn ngừa các bệnh liên quan đến stress oxy hóa, như bệnh tim mạch và ung thư. Hoạt tính sinh học lá cẩm được thể hiện rõ qua khả năng kháng oxy hóa.

4.2. Tiềm Năng Ức Chế Acetylcholinesterase Trong Lá Cẩm

Enzyme acetylcholinesterase (AChE) đóng vai trò quan trọng trong hệ thần kinh. Sự ức chế AChE có thể giúp cải thiện triệu chứng của bệnh Alzheimer. Nghiên cứu cho thấy cao chiết ethanol từ lá cẩm có khả năng ức chế AChE, cho thấy tiềm năng trong việc phát triển các loại thuốc điều trị bệnh Alzheimer. Các nghiên cứu docking phân tử cũng đang được tiến hành để xác định các hoạt chất trong lá cẩm có khả năng liên kết với AChE. Sàng lọc tác dụng sinh học đã phát hiện tiềm năng ức chế AChE của lá cẩm.

4.3. Các Tác Dụng Sinh Học Khác Kháng Viêm Kháng Khuẩn ...

Ngoài tác dụng kháng oxy hóa và ức chế AChE, cao chiết từ lá cẩm còn cho thấy nhiều tác dụng sinh học tiềm năng khác. Các nghiên cứu cho thấy lá cẩm có khả năng kháng viêm, kháng khuẩn và hạ đường huyết. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu để xác nhận và làm rõ các tác dụng này. Công dụng lá cẩm rất đa dạng và cần được nghiên cứu sâu hơn.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Triển Vọng Của Nghiên Cứu Lá Cẩm

Nghiên cứu về lá cẩm Dicliptera tinctoria Nees Kostel mở ra nhiều cơ hội ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực khác nhau. Trong ngành thực phẩm, lá cẩm có thể được sử dụng làm chất tạo màu tự nhiên an toàn và giàu chất chống oxy hóa. Trong ngành dược phẩm, cao chiết lá cẩm có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc điều trị bệnh Alzheimer, bệnh tim mạch và các bệnh viêm nhiễm. Ngoài ra, lá cẩm còn có tiềm năng trong ngành mỹ phẩm, nhờ khả năng bảo vệ da khỏi tác hại của các gốc tự do và tia UV. Ứng dụng lá cẩm đang ngày càng được mở rộng nhờ vào những nghiên cứu khoa học.

5.1. Lá Cẩm Như Một Chất Tạo Màu Tự Nhiên Trong Thực Phẩm

Lá cẩm là một nguồn cung cấp màu tự nhiên an toàn và giàu chất chống oxy hóa. Màu sắc của lá cẩm được tạo ra bởi các hợp chất anthocyanin. Lá cẩm có thể được sử dụng để tạo màu cho các loại thực phẩm như xôi, bánh, chè và đồ uống. Sử dụng lá cẩm giúp giảm thiểu việc sử dụng các chất tạo màu tổng hợp, mang lại lợi ích cho sức khỏe. Các sản phẩm từ lá cẩm ngày càng được ưa chuộng trong ngành thực phẩm.

5.2. Phát Triển Dược Phẩm Từ Cao Chiết Lá Cẩm

Cao chiết từ lá cẩm có tiềm năng trong việc phát triển các loại thuốc điều trị bệnh Alzheimer, bệnh tim mạch và các bệnh viêm nhiễm. Các nghiên cứu cần tập trung vào việc xác định các hoạt chất chịu trách nhiệm cho từng tác dụng dược lý cụ thể và phát triển các công thức bào chế hiệu quả. Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, các nhà sản xuất dược phẩm và các cơ quan quản lý để đưa các sản phẩm từ lá cẩm ra thị trường. Các bài thuốc từ lá cẩm cần được nghiên cứu và phát triển dựa trên cơ sở khoa học.

5.3. Tiềm Năng Của Lá Cẩm Trong Ngành Mỹ Phẩm

Lá cẩm có tiềm năng trong ngành mỹ phẩm nhờ khả năng bảo vệ da khỏi tác hại của các gốc tự do và tia UV. Các hợp chất polyphenol và flavonoid có trong lá cẩm có tác dụng chống oxy hóa, giúp ngăn ngừa lão hóa da và giảm thiểu các tổn thương do ánh nắng mặt trời. Lá cẩm có thể được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc da như kem dưỡng da, serum và mặt nạ. Tính chất lá cẩm mang lại nhiều lợi ích cho làn da.

VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Lá Cẩm

Nghiên cứu về sàng lọc tác dụng sinh học từ cao chiết của lá cẩm Dicliptera tinctoria Nees Kostel là một lĩnh vực đầy tiềm năng. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng lá cẩm có nhiều tác dụng sinh học quý giá, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu để xác nhận và mở rộng những kết quả này. Các hướng nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc xác định các hoạt chất chịu trách nhiệm cho từng tác dụng sinh học cụ thể, phát triển các công thức bào chế hiệu quả và tiến hành các nghiên cứu lâm sàng để chứng minh hiệu quả và an toàn của lá cẩm trên người. Nghiên cứu lá cẩm cần tiếp tục được đầu tư và phát triển.

6.1. Cần Xác Định Các Hoạt Chất Chịu Trách Nhiệm Cụ Thể

Để hiểu rõ hơn về cơ chế tác dụng của lá cẩm, cần tập trung vào việc xác định các hoạt chất chịu trách nhiệm cho từng tác dụng sinh học cụ thể. Các phương pháp phân tích phức tạp như sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS) và sắc ký khí khối phổ (GC-MS) cần được sử dụng để phân lập và xác định các hoạt chất này. Sau đó, cần tiến hành các thử nghiệm in vitro và in vivo để đánh giá tác dụng sinh học của từng hoạt chất.

6.2. Phát Triển Các Công Thức Bào Chế Hiệu Quả

Để khai thác tối đa tiềm năng của lá cẩm, cần phát triển các công thức bào chế hiệu quả. Các công thức bào chế cần đảm bảo rằng các hoạt chất trong lá cẩm được hấp thu tốt và có tác dụng tối ưu. Các phương pháp bào chế hiện đại như nano hóa và liposome có thể được sử dụng để cải thiện khả năng hấp thu của các hoạt chất.

6.3. Nghiên Cứu Lâm Sàng Chứng Minh Hiệu Quả Trên Người

Để đưa lá cẩm vào ứng dụng rộng rãi trong y học và thực phẩm, cần tiến hành các nghiên cứu lâm sàng để chứng minh hiệu quả và an toàn của lá cẩm trên người. Các nghiên cứu lâm sàng cần được thiết kế chặt chẽ và tuân thủ các tiêu chuẩn đạo đức và khoa học.