NGHIÊN CỨU TẠO PHỨC HỢP BAO CỦA B-CYCLODEXTRIN VỚI MỘT SỐ POLYPHENOL ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Phạm Long Khánh LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH: HÓA HỮU CƠ NGHIÊN CỨU TẠO PHỨC HỢP BAO CỦA B-CYCLODEXTRIN VỚI MỘT SỐ POLYPHENOL ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH Hà Nội – tháng 11 năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Phạm Long Khánh Lớp: Hóa Hữu cơ, Khóa 2018B LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUN NGÀNH: HĨA HỮU CƠ NGHIÊN CỨU TẠO PHỨC HỢP BAO CỦA B-CYCLODEXTRIN VỚI MỘT SỐ POLYPHENOL ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH Chuyên ngành: Mã số: Hóa Hữu 8440114 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Hướng dẫn 1: TS Phạm Thị Lan Hướng dẫn 2: TS Nguyễn Thị Ngoan Hà Nội - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình thân Các nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực, chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2020 Tác giả Phạm Long Khánh LỜI CẢM ƠN  Đầu tiên, xin chân thành biết ơn TS Phạm Thị Lan TS Nguyễn Thị Ngoan truyền đạt kinh nghiệm nghiên cứu hướng dẫn tơi suốt q trình tơi thực cơng trình nghiên cứu hồn tất luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giảng dạy Học viện Khoa học Công nghệ truyền đạt tri thức khoa học uyên bác, nhiều kinh nghiệm quý báu cho suốt thời gian học tập nghiên cứu Tôi trân trọng cảm ơn đồng chí cán cơng tác Viện Hóa học- Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam giúp đỡ nhiệm vụ đo đạc, phân tích mẫu nghiên cứu suốt trình thực đề tài Tơi chân thành cảm ơn Ban giám đốc Học viện Khoa học Công nghệ, bạn học lớp Hóa Hữu đồng hành giúp đỡ suốt hai năm học qua Thành tơi xin kính tặng hai đấng sinh thành–một đời hy sinh Cuối cùng, tơi xin cảm ơn anh, chị cổ vũ, động viên tôi, chỗ dựa tinh thần vững cho vượt qua khó khăn để hồn thành tốt khóa học Chân thành cảm ơn! PHẠM LONG KHÁNH MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 11 1.1 KHÁI QUÁT VỀ NHĨM FLAVONOID VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC 11 1.1.1 Khái niệm chung nhóm flavonoid 11 1.1.2 Đặc điểm cấu tạo phân tử nhóm chất quercetin 12 1.1.3 Hoạt tính sinh học ứng dụng quercetin rutin 14 1.1.4 Các phương pháp chiết xuất rutin từ hoa hòe điều chế quercetin 16 1.2 CYCLODEXTRIN VÀ PHỨC HỢP THÀNH PHẦN LỒNG NHAU 17 1.2.1 Khái quát cyclodextrin β-cyclodextrin 17 1.2.2 Phức chất thành phần lồng 21 1.2.3 Các phương pháp điều chế phức hợp thành phần lồng (phức hợp bao)…………………………………………………………………………………23 1.2.4 Tình hình nghiên cứu nước giới phức nano βcyclodextrin 25 1.3 PHỨC HỢP BAO CỦA Β-CYCLODEXTRIN VỚI NHÓM QUERCETIN …………………………………………………………………………… 30 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ 32 2.1.1 Thiết bị 32 2.1.2 Dụng cụ 32 2.2 CHIẾT XUẤT, TINH CHẾ RUTIN TỪ HOA HÒE 32 2.2.1 Phương pháp chiết xuất rutin 33 2.2.2 Tinh chế rutin 34 2.3 BÁN TỔNG HỢP QUERCETIN 35 2.4 TỔNG HỢP PHỨC NANO CỦA Β-CYCLODEXTRIN VỚI RUTIN VÀ QUERCETIN 36 2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.5.1 Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier 36 2.5.2 Phương pháp sắc ký lớp mỏng TLC 37 2.5.3 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR 38 2.5.4 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao HPLC 40 2.5.5 Phương pháp phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis 40 2.5.6 Phương pháp nhiệt lượng quét vi sai DSC 42 2.5.7 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 43 2.5.8 Phương pháp thử hoạt tính chống oxy hóa 43 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1.1 ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA RUTIN VÀ QUERCETIN 44 3.1.1 Kiểm tra xác định cấu trúc rutin quercetin 44 3.1.2 Kiểm nghiệm độ tinh rutin sắc ký lỏng hiệu cao 52 3.2.1 HIỆU SUẤT TỔNG HỢP PHỨC CỦA β-CYCLODEXTRIN VỚI MỘT SỐ POLYPHENOL TRONG DUNG MÔI HỖN HỢP H2O-EtOH 53 3.3.1 PHÂN TÍCH MỘT SỐ TÍNH CHẤT LÝ HĨA ĐẶC TRƯNG VÀ HÌNH THÁI CẤU TRÚC CỦA PHỨC HỢP β-CYCLODEXTRIN-POLYPHENOL 55 3.3.1 Kết phân tích phổ hồng ngoại 55 3.3.2 Kết phân tích DSC 58 3.3.3 Kết phân tích hình thái cấu trúc 60 3.3.4 Kết xây dựng giản đồ pha q trình hồ tan 61 3.3.5 Kết xác định độ hòa tan rutin phức hợp [RuTβCD] 63 3.3.6 Kết xác định khả bắt gốc tự DPPH rutin phức hợp [RuT-HPβCD] 64 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 4.1 KẾT LUẬN 66 4.2 KIẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT H-NMR 13 C-NMR Phổ cộng hưởng từ proton Phổ cộng hưởng từ cacbon 13 βCD β-cyclodextrin d doublet dd DPPH doublet of doublet 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl DSC FTIR GC Phân tích nhiệt quét vi sai Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier Sắc ký khí HPβCD 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin m nm multiplet nanomet PCL Poly(-Caprolactone) PEO PLA Poly(ethylene oxide) Polylactide PMMA Quer Poly(methyl methacrylate) Quercetin s RuT TEM TLC singlet Rutin Transmission Electron Microscopy Thin Layer Chromatography m Micromet WHO δH The World Health Organization Độ dịch chuyển hóa học proton δC Độ dịch chuyển hóa học carbon DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Đặc tính Cyclodextrin…………………………………………… …22 Bảng 3.1: Dữ liệu phổ 1H-NMR 13C-NMR quercetin bán tổng hợp mẫu quercetin so sánh 55 Bảng 3.2: Dữ liệu phổ 1H-NMR 13C-NMR rutin phân lập từ hoa hòe mẫu rutin so sánh 58 Bảng 3.3: Hiệu suất tổng hợp phức cyclodextrin-polyphenol dung môi hỗn hợp EtOH-H2O 61 Bảng 3.4: Bảng 3.5: Phương trình tương quan % bắt gốc tự DPPH nồng độ dược chất rutin phức hợp giá trị IC50 tương ứng 75 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Khung cấu tạo phân tử flavonoid .13 Hình 1.2: Phân loại flavonoid .14 Hình 1.3: Cấu tạo phân tử quercetin 15 Hình 1.4: Cấu tạo phân tử rutin 16 Hình 1.5: phản ứng thủy phân rutin mơi trường axit 20 Hình 1.6: Cấu trúc hóa học hình dạng phân tử β-cyclodextrin (βCD) 21 Hình 1.7: Một số cyclodextrin tự nhiên điển hình……………………………… 21 Hình 1.8: So sánh cấu trúc βCD (R=H) HPβCD (R=OH) 24 Hình 1.9: Ảnh SEM hợp chất: (A) – lycopene; (B) – phức nano lycopene/βcyclodextrin sử dụng DCM làm dung môi; (C) – β-cyclodextrin; (D) – phức nano lycopene/βcyclodextrin sử dụng DMSO làm dung mơi 29 Hình 1.10: Độ tan tương đối dexibuprofen thuần, phức hợp với β-cyclodextrin nano hydrogel β-cyclodextrin dung dịch có pH 1,2; 6,8 nước cất pha tiêm (WFI) 30 Hình 1.11: Ảnh FE-SEM β-cyclodextrin (a) hạt nano hydrogel βcyclodextrin (b) 30 Hình 1.12: Sơ đồ tạo phức chất curcumin β-cyclodextrin 32 Hình 1.13: Hình ảnh minh họa chế tạo phức nano β-cyclodextrin với alginat 33 Hình 1.14: Ảnh SEM β-cyclodextrin (a), alginat/Ca2+(b) alginat/Ca2+/βcyclodextrin (c) 34 Hình 1.15: Ảnh SEM (a) TEM với độ phóng đại 30000 (b) lần 100000 (c) lần phức ketoprofen với hạt nano alginat/Ca2+/β-cyclodextrin 35 Hình 2.1: Sơ đồ chiết xuất, tinh chế từ nụ hoa hòe 38 Hình 2.2: Chiết xuất rutin Na2CO3 2% 39 Hình 2.3: Các mẫu khảo sát tinh chế rutin axit acetic (1: dung dịch rutin thô nước, rutin Đ/c : dung dịch rutin đối chứng nước)………… …41 Hình 2.4: Quercetin thu sau tinh chế 42 Hình 2.5: Cách tính giá trị Rf 43 Hình 2.6: Các bước tiến hành sắc ký mỏng 44 Hình 2.7: Khoảng chuyển dịch hóa học số proton .45 Hình 2.8: Khoảng chuyển dịch hóa học dạng carbon chọn lọc 46 Hình 3.1: Sắc ký mỏng đối chứng rutin (a) quercetin (b) (A: rutin thu từ nghiên cứu; B: rutin đối chứng; 1: quercetin thu từ nghiên cứu; 2: quercetin đối chứng)…………………………………………………………….… 51 Hình 3.2: Sắc ký khảo sát trình thủy phân rutin HCl 5% 52 Hình 3.3: Phổ 1H-NMR quercetin .53 Hình 3.4: Phổ 13C-NMR quercetin 54 Hình 3.5: Phổ 1H-NMR rutin 56 Hình 3.6: Phổ 13C-NMR rutin .57 Hình 3.7: Phổ HPLC mẫu rutin tinh chế axit acetic ( a: nồng độ axit acetic 20%; b: nồng độ axit acetic 30%; c: nồng độ axit acetic 40%; d: nồng độ axit acetic 50%) 58 Hình 3.8: Phổ hồng ngoại rutin (a), phức chất [RuβCD](b) βCD(c) 62 Hình 3.9: Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier Quer (1), HPβCD (2) phức hợp [QuerHPβCD] 64 Hình 3.10: Các đường cong DSC rutin (a); phức chất nano rutin (b) β-CD (c) 66 Hình 3.11:Các đường cong DSC Quer (1), HPβCD (2) phức hợp (3 )67 Hình 3.12: Ảnh FESEM hạt RuT (a), Quer (b), [RuTβCD] (c) [QuerHPβCD] (d) .68 Hình 3.13: Phổ UV-Vis quercetin khơng có HPβCD (đường cong a) có HPβCD với nồng độ tăng dần (đường cong 1-5) .70 Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn tương quan nồng độ cyclodextrin độ tan RuT (a) Quer (b) 71 Hình 3.15: Phần trăm hịa tan RuT phức [RuT-βCD] theo thời gian môi trường pH 7,4 72 Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn mối tương quan % bắt gốc tự DPPH rutin phức [RuT-HPβCD] theo giá trị nồng độ rutin 73 MỞ ĐẦU Hiện nay, việc nghiên cứu bào chế dược phẩm từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên hướng nghiên cứu hấp dẫn tính ưu việt, đa dạng tác dụng phụ Flavonoid nhóm chất phổ biến thực vật, có mặt hầu hết phận loài thực vật bậc cao có nhiều tác dụng sinh học Rutin quercetin hai số nhiều hoạt chất có nguồn gốc thiên nhiên sử dụng phổ biến điều trị bệnh nhờ hoạt tính q báu hoạt tính chống oxi hóa, chống dị ứng, kháng viêm, chống ung thư khối u Tuy nhiên, rutin quercetin lại tan nước, đó, liều lượng cần để đưa vào thể lớn, độc tính cao, sinh khả dụng lại khơng đủ Hiện nay, với việc ứng dụng công nghệ nano ngành sản xuất dược phẩm, độ tan nhiều dược chất cải thiện đáng kể Trong đó, cyclodextrin biết đến với khả bao gói giúp độ tan nhiều loại dược chất tăng lên rõ rệt Do đó, khn khổ đề tài “Nghiên cứu tạo phức hợp bao βcyclodextrin với số polyphenol định hướng ứng dụng y sinh” rutin chiết xuất tinh chế từ hoa hịe có hàm lượng hiệu suất cao; sau quercetin bán tổng hợp từ rutin phương pháp thủy phân mơi trường axit; q trình tạo phức với cyclodextrin để làm tăng độ tan dược chất tiến hành Sản phẩm trình tạo phức phân tích đặc trưng số phương pháp hóa-lý đại, đồng thời hoạt tính chống oxi hoạt chất khảo sát Mục tiêu đề tài - Chiết xuất tinh chế thành cơng rutin từ hoa hịe có hàm lượng cao - Bán tổng hợp thành công quercetin từ rutin phương pháp thủy phân môi trường acid - Tổng hợp thành cơng phức chất rutin/β-cyclodextrin, quercetin/2hydroxypropyl-β-cyclodextrin với kích thước nano có độ tan cao độ tan rutin quercetin Nội dung nghiên cứu - Chiết xuất rutin từ hoa hịe sử dụng dung dịch kiềm lỗng Na2CO3 2% - Tinh chế rutin hai phương pháp: phương pháp kết tinh cồn phương pháp kết tủa acid-base - Bán tổng hợp quercetin từ rutin môi trường axit - Tổng hợp phức hợp rutin quercetin với cyclodextrin có kích thước nanomet - Đặc trưng sản phẩm tạo phức, xác định độ tan dược chất phương pháp hóa–lý đại: FTIR, DSC, SEM, DLS, UV-Vis… - Xác định hoạt tính chống oxi hóa rutin quercetin trước sau tạo phức phương pháp bắt gốc tự DPPH Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Kết nghiên cứu đề tài có ý nghĩa quan trọng việc chọn lựa điều kiện thích hợp để cải thiện độ tan số flavonoid nhóm quercetin phương pháp tạo phức hợp bao với cyclodextrin; sở cho việc nghiên cứu hoàn thiện phát triển sản phẩm rutin, quercetin bao gói cyclodextrin ứng dụng cơng nghệ thực phẩm dược phẩm Việt Nam Bên cạnh đó, kết nghiên cứu sử dụng giảng phịng thí nghiệm khóa học dành cho cử nhân thạc sĩ chuyên ngành "Hóa lý hóa lý thuyết", “hóa hữu cơ” 10 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 KHÁI QUÁT VỀ NHĨM FLAVONOID VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC 1.1.1 Khái niệm chung nhóm flavonoid Flavonoid nhóm chất phổ biến thực vật, có mặt hầu hết phận lồi thực vật bậc cao có nhiều tác dụng sinh học Có thể mơ tả khung cơng thức phân tử flavonoid là: C6 (vị trí A) - C3 (vị trí C) - C6 (vị trí B), chúng gọi polyphenolic tiểu phần có cấu trúc từ vịng thơm benzen (hình 1.1) Flavonoid ví von “những người thợ sửa chữa sinh hóa thiên nhiên” nhờ vào khả sửa chữa phản ứng thể chống dị ứng, virus chất gây ung thư Nhờ chúng mang lại hoạt tính q báu Có thể nói hoạt tính chống oxi hóa hoạt tính đặc trưng hợp chất flavonoid nhờ vào đặc điểm cấu trúc phân tử sau [1]: Chứa nhóm hydroxy liên kết trực tiếp với vịng thơm có khả nhường hydro giúp flavonoid tham gia vào phản ứng oxi hóa khử, bắt giữ gốc tự - Chứa vòng thơm (vòng benzen, vòng dị nguyên tố) liên kết bội (liên kết C=C, C=O) tạo nên hệ liên hợp giúp bền hóa gốc tự hình thành chúng bắt giữ phần tử oxi hoạt động - Chứa nhóm tạo phức chuyển tiếp với ion kim loại catechol giúp làm giảm trình sản sinh phần tử oxi hoạt động - Hình 1.1: Khung cấu tạo phân tử flavonoid 11 Các flavonoid chia nhỏ thành phân nhóm khác tùy thuộc vào vị trí cacbon vịng C mà vịng B gắn vào mức độ khơng bão hịa oxy hóa vịng C (hình 1.2) Các flavonoid có vịng B liên kết vị trí C-3 vịng C gọi isoflavone Những chất vịng B liên kết vị trí C-4 gọi neoflavonoid, chất vịng B liên kết vị trí C-2 chia nhỏ thành nhiều nhóm sở đặc điểm cấu trúc vịng C Các phân nhóm là: flavon, flavonols, flavanones, flavanonol, flavanols catechin, anthocyanins chalcones [2] Hình 1.2: Phân loại flavonoid 1.1.2 Đặc điểm cấu tạo phân tử nhóm chất quercetin Quercetin phân loại flavonol, sáu phân lớp hợp chất flavonoid Theo IUPAC, công thức phân tử quercetin 3,3',4',5,7pentahydroxyflavanone (hoặc 3,3',4',5,7-pentahydroxy-2-phenylchromen-4-one) Trong cấu tạo, quercetin có nhóm OH gắn vị trí 3, 5, 7, 3’ 4’ (hình 1.3) [3] 12 Hình 1.3: Cấu tạo phân tử quercetin Quercetin aglycone, không gắn thêm gốc đường Quercetin có màu vàng, hồn tồn khơng hịa tan nước lạnh, hịa tan nước nóng, hòa tan tốt rượu lipid Một glycoside quercetin hình thành cách gắn nhóm glycosyl (đường glucose, rhamnose, rutinose) để thay cho nhóm OH (thường vị trí C-3) Nhóm glycosyl kèm theo thay đổi độ hịa tan, hấp thụ Theo nguyên tắc chung, diện nhóm glycosyl (quercetin glycoside) làm tăng khả hịa tan nước so với quercetin aglycone [4] Một số dẫn xuất quercetin chứa disaccharide, chẳng hạn rutinose, bao gồm rhamnose nhóm glucose đặt tên α-Lrhamnopyranosyl- (1→6)- β-D-glucopyranose Avicularin chứa arabinofuranose gắn với quercetin 3-OH Hyperoside có nhóm 3-O-galactoside (oxy liên kết với nhóm galactoside) vị trí C-3 khơng phải nhóm OH Isoquercitin (được tìm thấy xồi) có 3-O-glucoside [5] Hình 1.4: Cấu tạo phân tử rutin 13 Rutin (3,3’,4’,5,7-pentahydroxyflavone-3-rhamnoglucoside) loại flavonoid thuộc nhóm flavon phân lập lần đầu tiền vào năm 1842 từ Cửu lý hương (Ruta graveolen) Veyss [6] Rutin coi loại vitamin P dạng glycoside (một dạng 3Orhamnoglucoside) quercetin (hình 1.4) Bột rutin cịn có đặc điểm bột kết tinh màu vàng vàng ánh xanh, để ngồi ánh sáng màu sẫm lại Tinh thể rutin ngậm phân tử nước, chuyển sang dạng khan sấy 12 100°C áp suất giảm (10mmHg) Do cấu trúc glycoside nên rutin dễ bị thủy phân men có sẵn dược liệu axit Với dung dịch kiềm bị ảnh hưởng, điều kiện dung dịch kiềm đặc có nhiệt độ cao cấu trúc rutin bị phá vỡ, cụ thể vòng C mở tạo thành dẫn chất acid thơm dẫn chất phenol [6] 1.1.3 Hoạt tính sinh học ứng dụng quercetin rutin Quercetin bioflavonoid quan trọng có 20 loại thực vật, biết đến với tác dụng chống viêm, hạ huyết áp, giãn mạch, chống vi khuẩn chống tăng cholesterol máu Một số tác dụng có lợi khác bao gồm bảo vệ tim mạch, chống ung thư khối u, chống loét, chống dị ứng, chống tiểu đường, tác dụng bảo vệ dày, hạ huyết áp, điều hòa miễn dịch chống nhiễm trùng Người ta phát quercetin chất chuyển hóa liên hợp quercetin bảo vệ hồng cầu khỏi tổn thương màng hút thuốc gây [7], [8] Quercetin kết hợp với axit ascorbic làm giảm tỷ lệ tổn thương oxy hóa tế bào lympho cấu trúc mạch thần kinh da ức chế tổn thương tế bào thần kinh Nó biết có tác dụng bảo vệ tế bào não chống lại oxy hóa, tác nhân làm tổn thương mơ dẫn đến bệnh Alzheimer bệnh thần kinh khác [9] Quercetin có đặc tính chống ung thư mạnh biết đến chất cảm ứng apoptosis, nhờ làm giảm phát triển khối u não, gan, ruột kết mô khác ức chế lây lan tế bào ác tính Quercetin ức chế Cr[VI], 14 biến đổi tế bào gây ung thư hóa học làm giảm khả hiển thị tế bào, tạo ROS tăng MicroRNA-21 (miR-21) ung thư ruột kết người [10], [11] Các nghiên cứu quercetin ức chế tiết axit dày q trình peroxy hóa lipid tế bào dày đóng vai trị chất bảo vệ dày Nó ức chế lây nhiễm Helicobacter pylori [7] Quercetin biết có tác dụng kháng khuẩn hầu hết chủng vi khuẩn, đặc biệt vi khuẩn ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa, hô hấp, tiết niệu da Khả chống nhiễm trùng chống tái phát chúng góp phần vào đặc tính kháng vi-rút Các loại virus thường phản ứng với quercetin adenovirus, virus herpes simplex, virus viêm não Nhật Bản virus hợp bào hô hấp [12], [13], [14] Quercetin có tác dụng chống dị ứng cách ức chế giải phóng histamine từ tế bào mast chất dị ứng khác, hoạt động chất kháng histamine tự nhiên Khả ngăn ngừa tác động dị ứng quercetin có ý nghĩa to lớn việc điều trị phòng ngừa bệnh hen suyễn viêm phế quản [15] Tương tự quercetin, rutin nghiên cứu ứng dụng nhiều y học đại Rutin có tác dụng làm bền vững thành mạch, làm giảm tính thấm mao mạch, tăng bền vững hồng cầu Rutin có hoạt tính vitamin P cấu trúc có nhóm OH phenolic tự Rutin thể hoạt tính chống đái tháo đường cách ức chế cytokine gây viêm, đồng thời cải thiện khả chống oxy hóa lipid huyết tương chế độ ăn nhiều chất béo người bệnh tiểu đường týp streptozotocin gây Do đó, rutin hữu ích điều trị bệnh tiểu đường với loại thuốc trị tiểu đường tiêu chuẩn [16] Rutin đóng vai trị tác nhân tiềm để kiểm sốt đường huyết thơng qua việc tăng cường hoạt động kinase thụ thể phụ thuộc insulin, từ tạo đường truyền tín hiệu insulin làm tăng chuyển vị chất vận chuyển glucose tăng hấp thu glucose [17] Rutin bảo vệ chống lại tác động thối hóa thần kinh tích tụ prion cách tăng sản xuất yếu tố hướng thần kinh ức chế kích hoạt 15 apoptotic tế bào thần kinh Những kết cho thấy rutin có lợi ích lâm sàng bệnh prion rối loạn thối hóa thần kinh khác [18] Rutin hữu ích chất bổ trợ điều trị chất phóng xạ, flavonoid làm tăng hấp thụ iodide tuyến giáp mà không ảnh hưởng nhiều đến chức tuyến giáp [19] 1.1.4 Các phương pháp chiết xuất rutin từ hoa hòe điều chế quercetin Rutin thường chiết xuất nước, dung dịch kiềm số ancohol ethanol, methanol Chiết xuất rutin dung dịch kiềm axit loãng: Phương pháp tác giả T.R.Seshadri: hoa hòe chiết xuất dung dịch nước chứa hỗn hợp NaOH boric (tỉ lệ 1:2) Lọc, axit hóa dịch chiết thu rutin với hiệu suất 13% [20] Phương pháp tác giả Nguyễn Văn Đàn- Đỗ Tất Lợi: Cân 200g hoa hịe sấy khơ 60-70oC, thêm vào 2L nước, đun sơi Lọc nóng qua vải, bã lại đun với lượng nước lọc (làm lần) Gộp chung tất dịch lọc, để nguội có rutin kết tủa vàng (thơ) Kết tinh lại rutin thơ cách hịa tan nước sơi, lọc nóng, để nguội Rutin kết tủa, lọc lấy sản phẩm, sấy khô 70oC thu bột rutin màu vàng thẫm [20] Phương pháp nhóm tác giả thuộc viện Nghiên cứu phát triển sản phẩm thiên nhiên (IRDOP) hoa hòe giã dập, rửa HCl 0,5% rửa nước cho hết axit Chiết dung dịch Na2CO3 1% natri borat 1-3% Rutin tan nhiều có chức phenol phân tử Rút dịch chiết tiếp tục chiết hết rutin (3-4 lần) Gộp dịch chiết lại, dùng HCl điều chỉnh đến pH=2 ta có rutin kết tủa Lọc rửa tủa nước đến pH=4-5 Hoà tan, kết tinh lại cồn thu rutin tinh khiết [20] Chiết xuất rutin ancohol: Phương pháp nhóm tác giả Rusu, Mircea, Eugenia: Nụ hòe hoa hòe chiết MeOH-H2O, lọc bỏ bã thu thể huyền phù Sau cho hỗn 16 hợp isopropanol-dầu (1:1) vào, đem lọc thu rutin thô Rutin thô xử lý NaHCO3-NH3 Tinh chế lại lần EtOH [20] Đun hồi lưu kg hoa hịe sấy khơ với 4L cồn 90 o Rút dịch chiết, bã lại đun với 4L cồn lọc (làm lại lần) Gộp chung dịch lọc cất thu hồi dung mơi đến cịn 5L cồn Đề nguội thu rutin thô Kết tinh lại rutin thô cồn, tẩy màu than hoạt ta có rutin tinh khiết Phương pháp chiết cồn cho hiệu suất cao, tỷ lệ rutin hoa hoè lên đến 20-30% [21] Điều chế quercetin thủy phân rutin: Hình 1.5: phản ứng thủy phân rutin môi trường axit Theo nghiên cứu nhóm tác giả Jinwoo Yang cộng sự, rutin hòa tan hỗn hợp dung môi axit cồn (80% etanol HCl 1,0 M nước) Dung dịch lắc máy lắc cách thủy 75°C với sinh hàn hồi lưu Khi phản ứng hoàn tất, sản phẩm phản ứng quercetin làm lạnh nước lạnh Dung môi sản phẩm phản ứng loại bỏ cách cô quay chân không đông khô [22] 1.2 CYCLODEXTRIN VÀ PHỨC HỢP THÀNH PHẦN LỒNG NHAU 1.2.1 Khái quát cyclodextrin β-cyclodextrin Cyclodextrin nhóm sản phẩm tự nhiên hình thành trình tiêu hóa cellulose vi khuẩn Cyclodextrin có cấu trúc oligosaccarit tuần hoàn, bao gồm đơn vị α-D-glucopyranose liên kết với nhau, tạo khoang trung tâm ưa dầu bề mặt ưa nước Do cấu tạo dạng ghế đơn vị glucopyranose, cyclodextrin có hình dạng giống hình nón cụt hình trụ hồn hảo Các nhóm chức hydroxyl định hướng bên ngồi hình nón, nhóm hydroxyl phần đường cạnh hẹp hình nón nhóm 17 hydroxyl thứ cấp cạnh rộng Khoang trung tâm nối khung nguyên tử carbon oxy thuộc nhóm ether phần glucose, tạo cho đặc tính lipophilic Độ phân cực khoang ước tính tương tự dung dịch etanolic Các α-, β- γ-cyclodextrin tự nhiên bao gồm sáu, bảy tám đơn vị glucopyranose tương ứng [23] Hình 1.6: Cấu trúc hóa học hình dạng phân tử β-cyclodextrin (βCD) Các α- β-cyclodextrin tự nhiên không giống γ-cyclodextrin, bị thủy phân amylase nước bọt tuyến tụy người Tuy nhiên, α- β-cyclodextrin lên men hệ vi sinh đường ruột Cyclodextrin hydrophilic coi không độc hại liều uống thấp đến trung bình Các dẫn xuất cyclodextrin lipophilic, chẳng hạn cyclodextrin bị methyl hóa, mức độ hấp thụ từ đường tiêu hóa vào hệ tuần hoàn chứng minh độc hại sau tiêm tĩnh mạch [20] Hình 1.7: Một số cyclodextrin tự nhiên điển hình 18