74 Hình 3.13: Các SKĐ thẩm định tính đặc hiệu trong quy trình định lượng đồng thời 6 alcaloid trong lá TNHC bằng phương pháp HPLC.. 89 Hình 3.15: Các điện di đồ thẩm định tính đặc hiệu
Trang 1ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
*****
NGUYỄN HỮU LẠC THỦY
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., Amaryllidaceae)
LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC
Tp Hồ Chí Minh – Năm 2014
Trang 2ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MIINH
NGUYỄN HỮU LẠC THỦY
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., Amaryllidaceae)
Chuyên ngành: KIỂM NGHIỆM THUỐC
Mã số: 62.73.15.01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ THỊ BẠCH HUỆ
Tp Hồ Chí Minh – Năm 2014
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả được trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Người cam đoan,
Nguyễn Hữu Lạc Thủy
Trang 4MỤC LỤC
MỤC LỤC i
BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH v
DANH MỤC BẢNG BIỂU vii
DANH MỤC SƠ ĐỒ vii
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1 Tổng quan thực vật học cây Trinh nữ hoàng cung 3
1.2 Tổng quan hóa học của chi Crinum và cây Trinh nữ hoàng cung 5
1.3 Tổng quan tác dụng sinh học chi Crinum và cây Trinh nữ hoàng cung 14
1.4 Chiết hoạt chất từ dược liệu bằng dung môi CO2 lỏng siêu tới hạn 21
1.5 Các phương pháp nghiên cứu hóa học của cây Trinh nữ hoàng cung 22
1.6 Phương pháp thiết lập chất đối chiếu 24
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.1 Nguyên vật liệu 27
2.2 Trang thiết bị 28
2.3 Phương pháp nghiên cứu 29
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 40
3.1 Quy trình chiết cao cồn, phân đoạn alcaloid và phân đoạn flavonoid từ cây Trinh nữ hoàng cung 40
3.2 Phân lập hợp chất tinh khiết 46
3.3 Thiết lập chất đối chiếu 69
3.4 Xây dựng phương pháp HPLC, CE, dấu vân tay để định tính và định lượng alcaloid hoặc flavonoid trong lá TNHC 82
3.5 Đề xuất một số chỉ tiêu cần thiết để xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm bột lá Trinh nữ hoàng cung 99
Trang 5CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN 102
4.1 Các phương pháp chiết xuất hoạt chất từ cây Trinh nữ hoàng cung 102
4.2 Phân lập hợp chất tinh khiết 107
4.3 Thiết lập chất đối chiếu từ cao chiết Trinh nữ hoàng cung 111
4.4 Quy trình định lượng alcaloid và flavonoid từ lá Trinh nữ hoàng cung 112
4.5 Các chỉ tiêu cần thiết của Tiêu chuẩn kiểm nghiệm TNHC 117
KẾT LUẬN
KIẾN NGHỊ
DANH MỤC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHẦN PHỤ LỤC
Trang 6BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ASEAN Association of Southeast Asian Nations
(Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á)
AL-NK Phân đoạn alcaloid chiết từ lá TNHC bằng phương pháp ngấm kiệt AL-SA Phân đoạn alcaloid chiết từ lá TNHC bằng sóng siêu âm
AL-SFE Phân đoạn alcaloid chiết từ lá TNHC bằng phương pháp SFE
AR-96 Phân đoạn alcaloid chiết từ rễ TNHC với dung môi cồn 96%
Corr Area Corrected Area (Diện tích pic được chuẩn hóa)
CZE Caplillary Zone Electrophoresis (Điện di mao quản vùng)
DĐVN IV Dược điển Việt Nam xuất bản lần thứ IV
DEPT Distortionless Enhancement by Polarization Transfer
DSC Differential Scanning Calorimetry (Nhiệt vi sai)
ESI Electrospray Ionization (Ion hóa bằng cách phun ion)
FL-NK Phân đoạn flavonoid chiết từ lá TNHC bằng phương pháp ngấm kiệt FL-SA Phân đoạn flavonoid chiết từ lá TNHC bằng sóng siêu âm
FL-SFE Phân đoạn flavonoid chiết từ lá TNHC bằng phương pháp SFE
FR-96 Phân đoạn flavonoid chiết từ rễ TNHC với dung môi cồn 96%
GC Gas Chromatography (Sắc ký khí)
GC-MS Gas Chromatography – Mass Spectrometry (Sắc ký khí ghép khối phổ)
GLP Good Laboratory Practices (Thực hành tốt phòng kiểm nghiệm thuốc)
HPLC High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng hiệu năng cao)
Trang 7J Coupling constant (Hằng số ghép)
LC-MS Liquid Chromatography – Mass Spectrometry
(Sắc ký lỏng ghép khối phổ)
L-SFE Cao toàn phần chiết từ lá TNHC bằng phương pháp SFE
MEKC Micellar Electrokinetic Chromatography (Sắc ký mixen điện động)
MS Mass Spectrometry (Khối phổ)
PCRS Primary Chemical Reference Standard
(Chất đối chiếu hóa học sơ cấp)
RSD Relative Standard Deviation (Độ lệch chuẩn tương đối)
Rs độ phân giải giữa pic có thời gian lưu nhỏ và lớn hơn kề bên
(Chất đối chiếu hóa học thứ cấp)
SFE Supercritical Fluid Extraction (Chiết bằng chất lỏng siêu tới hạn)
TGA Thermogravimetric Analysis (Phân tích nhiệt trọng lượng)
UV-Vis Ultraviolet-Visible (Tử ngoại khả kiến)
Trang 8DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Hình vẽ cây TNHC 5
Hình 1.2: Các cấu trúc hóa học của alcaloid khung crinin 6
Hình 1.3: Cấu trúc hóa học alcaloid khung lycorin (A) và khung tazettin (B) 6
Hình 1.4: Cấu trúc hóa học khung belladin (C) và cấu trúc khung galanthamin (D) 7 Hình 1.5: Cấu trúc hóa học khung lycorenin (E) và cấu trúc khung cheryllin (F) 7
Hình 1.6: Cấu trúc hóa học của các flavonoid trong chi Crinum 8
Hình 1.7: Cấu trúc hóa học các hợp chất flavonoid trong cây TNHC 10
Hình 3.1: Hình lá và cụm hoa của cây TNHC (Crinum latifolium L.) 40
Hình 3.2: Hình hoa Trinh nữ hoàng cung (Crinum latifolium L.) 40
Hình 3.3: SKĐ các hợp chất phân lập từ các phân đoạn alcaloid 48
Hình 3.4: SKĐ các hợp chất phân lập từ phân đoạn alcaloid AR và flavonoid 48
Hình 3.5: Cấu trúc hóa học và dữ liệu phổ NMR (500 MHz, CDCl3) của (2) 58
Hình 3.6: Cấu trúc hóa học của 6-ethoxyundulatin 58
Hình 3.7: SKĐ xác định độ tinh khiết của CĐC crinamidin bằng HPLC 71
Hình 3.8: SKĐ xác định độ tinh khiết CĐC 6-hydroxycrinamidin HPLC 72
Hình 3.9: SKĐ xác định độ tinh khiết của CĐC lycorin bằng HPLC 72
Hình 3.10: SKĐ xác định độ tinh khiết của CĐC hippadin bằng HPLC 73
Hình 3.11: SKĐ xác định độ tinh khiết của CĐC astragalin bằng HPLC 73
Hình 3.12: SKĐ xác định độ tinh khiết của CĐC isoquercitrin bằng HPLC 74
Hình 3.13: Các SKĐ thẩm định tính đặc hiệu trong quy trình định lượng đồng thời 6 alcaloid trong lá TNHC bằng phương pháp HPLC 85
Hình 3.14: Các SKĐ thẩm định tính đặc hiệu trong quy trình định lượng đồng thời astragalin và isoquercitrin trong lá TNHC bằng phương pháp HPLC 89
Hình 3.15: Các điện di đồ thẩm định tính đặc hiệu của quy trình định lượng đồng thời 6 alcaloid trong lá TNHC bằng phương pháp CE 92
Trang 9Hình 3.16: Các điện di đồ thẩm định tính đặc hiệu của quy trình định lượng đồng
thời astragalin và isoquercitrin trong lá TNHC bằng phương pháp CE 95
Hình 3.17: Sắc ký đồ DVT – SKLM alcaloid TNHC 97
Hình 3.18: Sắc ký đồ DVT – SKLM flavonoid TNHC 98
Hình 4.1: SKĐ alcaloid TNHC bằng HPLC, kỹ thuật rửa giải isocratic 113
Hình 4.2: SKĐ alcaloid TNHC bằng HPLC, kỹ thuật rửa giải gradient 113
Hình 4.3: Điện di đồ so sánh mẫu thử alcaloid phân tích bằng CZE và MEKC 114
Hình 4.4: Điện di đồ mẫu thử alcaloid pha trong methanol 115
Hình 4.5: Điện di đồ mẫu thử alcaloid pha trong đệm dinatri tetraborat 25 mM 115
Hình 4.6: Điện di đồ mẫu thử alcaloid pha trong dung dịch acid H3PO4 115
Hình 4.7: SKĐ so sánh khả năng rửa giải mẫu flavonoid TNHC bằng HPLC với pha động methanol và acetonitril 116
DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1 Sơ đồ khảo sát quy trình chiết hoạt chất từ cây TNHC 29
Sơ đồ 2.2 Sơ đồ khảo sát chiết hoạt chất từ lá TNHC kết hợp hai phương pháp SFE và phương pháp chiết ngấm kiệt với cồn 70% 32
Sơ đồ 3.1 Sơ đồ chiết cao cồn, PĐ alcaloid và PĐ flavonoid từ lá TNHC 42
Sơ đồ 3.2 Sơ đồ chiết alcaloid và flavonoid từ rễ TNHC 42
Sơ đồ 3.3 Sơ đồ chiết alcaloid và flavonoid bột lá kết hợp hai phương pháp chiết 45 Sơ đồ 3.4 Sơ đồ phân lập hợp chất (2) và (3) từ PĐ alcaloid AL-SFE 50
Sơ đồ 3.5 Sơ đồ chiết alcaloid AL-SA hoặc flavonoid FL-SA 82
Trang 10DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Alcaloid của TNHC Crinum latifolium L 11
Bảng 3.1: Hiệu suất chiết (%) hoạt chất bằng phương pháp ngấm kiệt 41
Bảng 3.2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian lên hiệu suất chiết 43
Bảng 3.3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của áp suất lên hiệu suất chiết 44
Bảng 3.4: Kết quả tách phân đoạn mẫu AL-SFE và FL-NK bằng VLC 46
Bảng 3.5: Các hợp chất tinh khiết phân lập được từ cao chiết TNHC 47
Bảng 3.6: Kết quả phân lập alcaloid từ phân đoạn ALS1 48
Bảng 3.7: Kết quả triển khai sắc ký cột với chất hấp phụ pha đảo 49
Bảng 3.8: Kết quả phân lập (2) và (3) từ PĐ n–hexan 49
Bảng 3.9: Kết quả phân lập các (8), (9), (10) từ PĐ alcaloid AL-NK 51
Bảng 3.10: Dữ liệu phổ NMR (Máy 500 MHz, CDCl3) của hợp chất (2) 56
Bảng 3.11: Các tương tác proton trên phổ COSY, HMBC của hợp chất (2) 57
Bảng 3.12: Kết quả độ tinh khiết; hàm ẩm bằng phân tích nhiệt trọng lượng 69
Bảng 3.13: Thành phần pha động và bước sóng phát hiện của quy trình xác định độ tinh khiết của các nguyên liệu CĐC bằng phương pháp HPLC 70
Bảng 3.14: Kết quả khảo sát tính phù hợp hệ thống quy trình phân tích HPLC 70
Bảng 3.15: Kết quả xác định độ tinh khiết sắc ký (%) các CĐC bằng HPLC 74
Bảng 3.16: Dữ liệu phổ UV-Vis, MS và điểm chảy của các CĐC 75
Bảng 3.17: Dữ liệu phổ IR của các CĐC 75
Bảng 3.18: Kết quả đánh giá đồng nhất lô của các CĐC sau khi đóng gói 77
Bảng 3.19: Kết quả phân tích robust A của CĐC crinamidin 79
Bảng 3.20: Kết quả phân tích robust A của CĐC 6-hydroxycrinamidin 79
Bảng 3.21: Kết quả phân tích robust A của CĐC hippadin 80
Bảng 3.22: Kết quả phân tích robust A của CĐC lycorin 80
Bảng 3.23: Kết quả phân tích robust A của CĐC astragalin 81
Trang 11Bảng 3.24: Kết quả phân tích robust A của CĐC isoquercitrin 81 Bảng 3.25: Kết quả xác định giá trị ấn định và giá trị công bố các CĐC 81 Bảng 3.26: Chương trình dung môi định lượng 6 alcaloid bằng HPLC 83 Bảng 3.27: Kết quả khảo sát tình phù hợp hệ thống của quy trình định lượng đồng
thời 6 alcaloid trong lá TNHC bằng phương pháp HPLC (n = 6) 83
Bảng 3.28: Kết quả khảo sát độ chính xác trung gian trong quy trình định lượng đồng
thời 6 alcaloid trong lá TNHC bằng phương pháp HPLC (n = 6) 86
Bảng 3.29: Kết quả khảo sát tỷ lệ phục hồi của quy trình định lượng đồng thời 6
alcaloid trong lá TNHC bằng phương pháp HPLC (n = 9) 87
Bảng 3.30: Kết quả khảo sát tình phù hợp hệ thống của quy trình đinh lượng đồng
thời astragalin và isoquercitrin trong lá TNHC bằng phương pháp HPLC (n = 6) 88
Bảng 3.31: Kết quả khảo sát độ chính xác của quy trình định lượng đồng thời
astragalin và isoquercitrin trong lá TNHC bằng HPLC (n = 6) 90
Bảng 3.32: Kết quả khảo sát độ đúng của quy trình định lượng đồng thời astragalin
và isoquercitrin trong lá TNHC bằng phương pháp HPLC (n = 9) 90
Bảng 3.33: Kết quả khảo sát tình phù hợp hệ thống quy trình định lượng đồng thời 6
alcaloid trong lá TNHC bằng phương pháp CE (n = 6) 91
Bảng 3.34: Kết quả khảo sát độ chính xác trung gian trong quy trình định lượng đồng
thời 6 alcaloid trong lá TNHC bằng phương pháp CE (n = 6) 93
Bảng 3.35: Kết quả khảo sát tỷ lệ phục hồi của quy trình định lượng đồng thời 6
alcaloid trong lá TNHC bằng phương pháp CE (n = 9) 93
Bảng 3.36: Kết quả khảo sát tình phù hợp hệ thống của quy trình định lượng đồng
thời astragalin và isoquercitrin trong lá TNHC bằng CE (n = 6) 94
Bảng 3.37: Kết quả khảo sát độ chính xác của quy trình định lượng đồng thời
astragalin và isoquercitrin trong lá TNHC bằng CE (n = 6) 96
Bảng 3.38: Kết quả khảo sát độ đúng của quy trình định lượng đồng thời astragalin
và isoquercitrin trong lá TNHC bằng phương pháp CE (n = 9) 96
Trang 12
ĐẶT VẤN ĐỀ
Cây Trinh nữ hoàng cung (Crinum latifolium L – Amaryllidaceae) là dược liệu đang
được sử dụng phổ biến như thực phẩm chức năng hoặc dưới các dạng bào chế thuốc
cổ truyền và thuốc hiện đại
Công dụng được quan tâm và đã được thử nghiệm lâm sàng như điều trị u xơ tử cung,
u phì đại lành tính tuyến tiền liệt được cho là do tác dụng của thành phần alcaloid trong cây với các chế phẩm như Crila, Tadimax [16], [26]
Kế đến là công dụng kháng viêm, chống oxi hóa in vitro do nhóm flavonoid cũng đã
được nghiên cứu [16], [95]
Tuy nhiên, các nhà khoa học kỳ vọng vào tác dụng kháng khối u của loài này Cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về khả năng kháng ung thư từ cao toàn phần như: cao ethanol (có thành phần alcaloid) làm chậm sự phát triển khối u gây ra bởi tế bào Sarcoma TG 180 [11]; cao methanol ức chế NF-κB [103]; cao chiết nước kích thích sự sinh sản và hoạt hóa tế bào lympho T [139]; khả năng ức chế sự phát
triển của tế bào ung thư và hồi phục chức năng miễn dịch (in vitro) của cao chiết nước
là tác dụng đáng chú ý khi giải thích tính kháng ung thư của loài Crinum latifolium
[31], [95], [139] Các hợp chất alcaloid tinh khiết được phân lập từ Trinh nữ hoàng cung (TNHC) như lycorin, pratorimin, undulatin, crinafolin và crinafolidin đã được thực nghiệm chứng minh là có khả năng ngăn chặn chọn lọc sự phát triển của các tế bào ung thư thực nghiệm
Thành phần hóa học và tác dụng sinh học của TNHC được nhiều tác giả quan tâm và rất nhiều công trình nghiên cứu đã được công bố về hai lĩnh vực này – cho đến năm
2013, có khoảng 30 công trình công bố dưới dạng bài báo khoa học Tuy nhiên các nghiên cứu về lĩnh vực kiểm nghiệm thì hạn chế hơn (khoảng 6 công trình): phương pháp quang phổ định lượng alcaloid toàn phần [22]; phương pháp GC định danh thành phần alcaloid [11], [106]; phương pháp HPLC định lượng alcaloid dựa trên 1 chất đối chiếu [12], [24], [27] Chưa có nghiên cứu ứng dụng phương pháp CE và cũng chưa
Trang 13có công trình công bố việc định lượng đồng thời một số alcaloid hay flavonoid trong
lá TNHC
Dược điển Việt Nam IV chưa có chuyên luận cây TNHC Do đó, vấn đề quản lý và đảm bảo chất lượng của nguyên liệu và các chế phẩm có thành phần TNHC vẫn chưa được thực hiện một cách chặt chẽ
Nguyên nhân chủ yếu là do thành phần hóa học của dược liệu vẫn chưa được nghiên cứu toàn diện; chất đánh dấu trong nguyên liệu chưa được xác định và hoàn toàn chưa
có bất kỳ chất đối chiếu có nguồn gốc từ dược liệu này được phân phối trên thị trường Với mong muốn góp phần giải quyết các bất cập hiện tại và góp phần vào công tác
“Đảm bảo chất lượng” cho dược liệu Trinh nữ hoàng cung, chúng tôi tiến hành đề tài:
“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., Amaryllidaceae”
với 4 mục tiêu chính như sau:
1 Chiết xuất cao cồn, các phân đoạn alcaloid, phân đoạn flavonoid và phân lập các hợp chất tinh khiết từ cây Trinh nữ hoàng cung
2 Thiết lập một số chất đối chiếu hóa học có nguồn gốc từ cây Trinh nữ hoàng cung
3 Xây dựng quy trình định tính, định lượng alcaloid và flavonoid trong lá Trinh nữ hoàng cung bằng các phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao và điện di mao quản
4 Đề xuất một số chỉ tiêu cần thiết cho việc xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm dược liệu Trinh nữ hoàng cung