Đánh giá một số đặc tính của phytosome mangostin

Nghiên cứu khoa học công nghệ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA PHYTOSOME MANGOSTIN Đồn Thanh Huyền1*, Lê Minh Trí1, Ngơ Thị Thúy Phương1, Đỗ Thị Tun2 Tóm tắt: Để khắc phục nhược điểm khó hòa tan, khả sinh khả dụng thấp, nghiên cứu giới gần thực theo nhiều hướng khác tạo phức hợp với cylcodextrin, phức hợp với phospholipid, nano polyme Một dạng bào chế quan tâm gần bào chế phytomsome Phytosome mangostine phức hợp mangostine phospholipid có ưu điểm làm tăng sinh khả dụng đường uống tăng tính thấm dược chất Ở nước ta, chưa có cơng trình nghiên cứu phytosome mangostine Do nhằm góp phần vào cơng nghệ dược phẩm, nâng cao hiệu điều trị dược chất có nguồn gốc dược liệu việc bào chế phytosome có ý nghĩa quan trọng, tiềm điều trị số bệnh lý tim mạch, số bệnh ung thư,… Từ khố: Oxi hóa; SOD; CAT; GSH; Ung thư gan; Ung thư phổi; α-mangostin; γ-mangostin; Phytosome MỞ ĐẦU Nghiên cứu in vitro Williams cộng (Williams et al 1995a) Mahabusarakam cộng (Mahabusarakam et al 2000) cho thấy mangostin măng cụt có tác dụng làm ức chế oxi hóa lipoprotein có mật độ thấp (low density lipoprotein - LDL) Ở đây, mangostin đóng vai trò chất săn lùng gốc tự để bảo vệ LDL khỏi bị tổn thương oxi hóa Vì thế, ngăn ngừa hội chứng sơ vữa động mạch có tác dụng làm chậm lão hóa Trong nghiên cứu khác, Sun cộng (2009) mangostin trung hòa gốc hydroxyl tự do, superoxide anion, ức chế hình thành MDA (malondialdehyde) q trình ni cấy tế bào bạch cầu (Sun et al 2009) Một điều đáng ý tế bào ung thư thường giải phóng lượng ROS nhiều đáng kể so với tế bào thường tác dụng tín hiệu gây ung thư thông qua tổ hợp NADPH oxidase Việc tăng cường có mặt ROS kích thích phân chia tế bào ung thư cuối hình thành khối u (Cho et al 2003) Do vậy, thấy chất mangostin từ măng cụt, thơng qua tác dụng chống oxi hóa cách triệt tiêu gốc ROS, làm tín hiệu gây ung thư, kết làm giảm phát triển khối u Đây sở để hy vọng xanthone từ măng cụt có nhiều tiềm điều trị bệnh ung thư Mangostin toàn phần măng cụt có độ tan, hệ số phân bố kích thước phân tử lớn thích hợp để hấp thu qua màng sinh học Ngoài chúng nhanh chóng bị đào thải khỏi thể, thời gian bán thải thể ngắn, sinh khả dụng thấp Với mục đích nâng cao sinh khả dụng, nghiên cứu đặt vấn đề điều chế phytosome mangostin toàn phần măng cụt để sử dụng bào chế thuốc Phytosome mangostin có cấu trúc dạng màng kép phospholipid, phần thân nước hòa tan mangostin bên phần phospholipid thân dầu bên Cấu trúc giúp mangostin hấp thu tốt hơn, thời gian bán thải dài Nghiên cứu đặt vấn đề đánh giá hiệu suất trình tách chiết, trình tạo phytosome, đặc điểm, tính chất phytosome điều chế ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Vỏ măng cụt thu nhận, sau vỏ phơi khơ tự nhiên (tránh phơi nắng to thời gian lâu), vỏ măng cụt khô nghiền thành bột để tách chiết mangostin Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, - 2019 113 Hóa học & Kỹ thuật mơi trường 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu tách chiết mangostin * Tối ưu điều kiện tách chiết α- mangostin Cân g bột vỏ măng cụt xay, chiết với 30 ml dung môi phân cực như: petroleum ether, ethyl acetate, ethanol, methanol, ủ 50°C, Dùng bình định mức chuẩn thể tích 30 ml, ly tâm thu dịch ml dịch chiết cho bay đến khối lượng không đổi, cân khối lượng cao chiết, hàm lượng -mangostin dịch chiết kiểm tra sắc kí mỏng, so sánh tìm dung mơi chiết thích hợp * Tối ưu tỷ lệ dung mơi chiết Trong q trình sản xuất -mangostin quy mô công nghiệp, tỷ lệ dung môi: nguyên liệu không định đến hiệu suất tách chiết mà liên quan đến giá thành sản phẩm Do đó, việc tối ưu tỷ lệ yêu cầu cần thiết nghiên cứu sản xuất chế phẩm qui mơ phòng thí nghiệm, trước tiến hành sản xuất lượng lớn qui mô pilot Tiến hành chiết -mangostin với tỷ lệ dung môi: nguyên liệu 2:1; 3:1; 4:1 (v/w) Kiểm tra hiệu suất chiết để tìm tỷ lệ dung mơi thích hợp * Tối ưu thời gian tách chiết g bột vỏ măng cụt chiết với tỷ lệ dung môi: nguyên liệu 3:1, thu dịch chiết theo thời gian khác Xác định lượng cao chiết, dịch chiết thu theo tiến hành kiểm tra hàm lượng -mangostin phương pháp sắc kí mỏng Xác định thời gian chiết tối ưu * Tối ưu nhiệt độ tách chiết g bột vỏ măng cụt chiết với tỷ lệ dung môi : nguyên liệu 3:1, ủ nhiệt độ 30°C, 40°C, 50°C, 60°C Dịch chiết sau chiết chuẩn thể tích 10 ml 5ml dịch chiết cho bay đến khối lượng không đổi, xác định khối lượng cao chiết, hàm lượng -mangostin dịch chiết kiểm tra sắc kí mỏng Xác định nhiệt độ chiết thích hợp * Tinh phương pháp tách phân đoạn Phương pháp hiệu tinh không cao, nhiên, tốn ngun liệu, đơn giản Đây sử dụng làm bước tinh sơ trước tiến hành sắc kí cột silica gel Để loại bỏ hợp chất tan nước, cao chiết hòa trở lại với nước theo tỷ lệ 1g cao chiế t: 20 ml nước Hỗn hợp bổ sung n-hexane, lắc 24 giờ, ly tâm 5000 vòng/phút 15 phút, thu pha Pha sử dụng để tiến hành tinh cột sắc kí silica gel * Tinh sắc kí cột Cột thủy tinh nạp chất hấp phụ đến 2/3 thể tích Cột rửa với dung môi n-hexane nhằm ổn định cấu trúc Mẫu nạp lên cột, rửa giải 20 ml nhexane, mẫu hỗn hợp dung dịch n-hexane: methanol với độ phân cực tăng dần từ tỷ lệ 10:1 đến 100% methanol Các phân đoạn kiểm tra độ sắc kí mỏng 2.2.2 Phương pháp điều chế phytosome mangostin 2.2.2.1 Nguyên liệu thiết bị tiến hành thí nghiệm Mangostin tách chiết từ vỏ măng cụt Phospholipid dùng thí nghiệm là: PEG- phospholipid N-(carbonyl methoxypoyethyleneglycol 2000)-1, 2- distearoyl-sn- 114 Đ T Huyền, …, Đ T Tuyên, “Đánh giá số đặc tính phytosome mangostin.” Nghiên cứu khoa học công nghệ glyero-3-phosphoethanolamine, sodium salt (MW= 2810) mua từ Lipoid GmbH Corp (Đức) 2.2.2.2 Các bước tiến hành thí nghiệm Mangostin tách chiết từ vỏ măng cụt (1,0 g) hòa tan với 10 ml aceton với khuấy từ gia nhiệt bình 250 ml Phospholipid hòa tan 40 ml methylene chloride (CH2Cl2) khuấy đun nhẹ, sau đưa vào bình chứa magostin 250ml Đun hồi lưu nhẹ nhiệt độ khoảng 500C thời gian giờ, sau đem chưng cất máy quay để loại bỏ dung môi Sản phẩm cho tủa 50 ml hexan (C6H14), lọc tủa rửa tủa 40 ml hexane lạnh 40 ml acetone lạnh, sấy hút ẩm chân không Thực với tỉ lệ khối lượng Mangostin: phospholipid khác 2.2.2.3 Xác định hàm lượng Mangostin tạo phức mangostin -phytosome Phytosome mangostin điều chế cho vào ethanol 10% nước 40C, cho siêu âm phút, lọc qua màng lọc 0,45 micromet (3 lần) Thu lấy dịch lọc, ly tâm 13000 vòng/phút 10 phút, hút lấy phần dịch suốt Cô quay phần dịch suốt, sấy chân không, xác định khối lượng cân phân tích Hàm lượng mangostin phytosome (%) = 100 (khối lượng mangostin toàn phần khối lượng mangostin tự do)/(khối lượng mangostin tự do) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Bào chế phytosome mangostin 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng Bào chế phytosome Mangostin theo quy trình nêu mục 2.2.2 với thông số sau: thời gian phản ứng giờ, nhiệt độ 400C, 500C, 600C Phức hợp đánh giá hình thức, KTTP, zeta, hiệu suất phytosome hóa mơ tả mục 2.2.2.3; đánh giá độ tan, hệ số phân bố dầu nước Kết thu thể bảng 1, bảng 2, hình 3.1 Bảng 1: Một số đặc tính phytosome mangostin theo nhiệt độ phản ứng Mẫu (t0C) Hình thức Màu vàng xanh, dính, dẻo Màu vàng 500C xanh, dính, dẻo Màu vàng 600C xanh, dính, dẻo Bột màu Mangostin vàng 400C Độ tan pH 1,2 (mg/l) Độ tan pH 4,5 (mg/l) Độ tan pH 6,8 (mg/l) Độ tan nước (mg/l) Hiệu suât phyto some hóa (%) Hệ số phân bố dầu nước (KD) 63,27 82,59 135,04 100,79 97,29 0,58 38,61 39,11 86,61 64,09 75,72 0,98 40,75 19,92 113,95 94,22 67,12 1,01 25,91 24,37 45,19 28,59 Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, - 2019 4,15 115 Hóa học & Kỹ thuật mơi trường Về hình thức: mẫu có màu vàng xanh, dẻo, dính, khơng có tiểu phân kích thước lớn Độ tan: độ tan mẫu 1, 2, cao so với mangostin nguyên liệu Độ tan mẫu (400C) cao so với mẫu lại, cao gấp 3,52 lần so với Mangostin hòa tan nước Độ tan pH 4,5 mẫu giảm dần tăng nhiệt độ, giảm xuống thấp 600C (19,92 mg/l), thấp mangostin (24,37 mg/l) Ở pH 1,2; 6,8 nước độ tan giảm tăng nhiệt độ từ 400C lên 500C, 600C độ tan tăng nhỏ 400C Các mẫu tan tốt pH 6,8 nước, mơi trường lại độ tan thấp Hiệu suất phytosome hóa: 400C hiệu suất phytosome hóa cao (97.29 %), cao mẫu Khi nhiệt độ lên cao, hiệu suất thấp, đặc biệt nhiệt độ tăng lên 600C hiệu suất 67,12 %, giảm xuống khoảng 2/3 so với 400C Ngun nhân phản ứng nhiệt độ cao, phospholipid bị oxy hóa, ổn định gây giảm hiệu suất phản ứng Hệ số phân bố dầu nước: mẫu phytosome Mangostin có hệ số phân bố dầu nước nhỏ mangostin nguyên liệu, thuộc khoảng -1 đến 4, có khả hấp thu tốt Thông thường, hệ số phân bố chất có khả hấp thu tốt Bảng KTTP, PDI, zeta hỗn dịch phytosome mangostin theo nhiệt độ phản ứng Mẫu KTTP (nm) PDI Thế zeta (mV) 400C 176,2±1,9 0,245±0,036 -94,0±0,2 500C 189,2±3,2 0,360±0,035 -71,7±1,9 600C 287,1±4,5 0,260±0,026 -85,9±0,6 KTTP: KTTP nhỏ phản ứng xảy 400C (176,2 nm) Khi nhiệt độ phản ứng tăng lên, KTTP tăng lên (KTTP 500C 189,2 lên tới 287,1 600C) PDI: phân bố KTTP mẫu (PDI = 0,245) mẫu (PDI = 0,260) nhỏ 0,3 chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố hẹp, mẫu có khoảng phân bố rộng (PDI = 0,360) Thế zeta: giá trị tuyệt đối zeta mẫu 1, 2, cao tương ứng 94, 71,7, 85,9 mV, cho thấy hỗn dịch phytosome có độ ổn định cao Bào chế phytomsome mangostin với nhiệt độ 400C thu phức hợp có độ tan tốt (tăng 3,52 lần so với mangostin nguyên liệu mơi trường nước), hiệu suất phytosme hóa cao (97,29%), cải thiện hệ số phân bố dầu nước (0,58), hỗn dịch phytosome có KTTP (176,2 nm) phân bố KTTP nhỏ (PDI = 0,245), giá trị tuyết đối zeta cao (94 mV) Vì nhiệt độ 400C chọn làm nhiệt độ phản ứng cho nghiên cứu 3.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng Bào chế phytosome Mangostin theo quy trình ghi mục 2.2.2 với thông số sau: tỷ lệ mol Mangostin:phospholipid 1:1, nhiệt độ 400C, thời gian phản ứng giờ, giờ, Phức hợp phytosome đánh giá hình thức, KTTP, phân bố KTTP, zeta, đánh giá độ tan, hệ số phân bố dầu nước Kết thu thể bảng 3, bảng 116 Đ T Huyền, …, Đ T Tuyên, “Đánh giá số đặc tính phytosome mangostin.” Nghiên cứu khoa học công nghệ Bảng Một số đặc tính phytosome Mangostin theo thời gian phản ứng Mẫu (thời gian) Hình thức Độ tan pH 1,2 (mg/l) Độ tan pH 4,5 (mg/l) Màu vàng, bột, 39,44 dính, dẻo 50,40 79,57 41,49 70,74 0,91 Màu vàng 63,27 xanh, dính, dẻo 82,59 135,04 100,79 97,30 0,58 Màu vàng nhạt, 53,00 dính, dẻo 60,03 135,31 101,02 88,77 0,73 24,37 45,19 Mangostin Bột màu vàng 25,91 Độ tan Độ tan Hiệu suất Hệ số trong phytosome phân bố pH 6,8 nước hóa (%) dầu nước (mg/l) (mg/l) (KD) 28,59 4,15 Hình thức: phytosome sau bào chế thời gian khác khác cảm quan, đặc biệt tính dính dẻo phức hợp Ở giờ, mẫu thu có nhiều bột Mangostin khơng phản ứng, tính dính dẻo thấp, thời gian giờ, tính dính dẻo có cải thiện không mẫu thời gian Ngoài ra, sản phẩm thu mẫu so với mẫu lại Độ tan: độ tan mẫu phytosome cải thiện so với mangostin Khi tăng thời gian phản ứng, độ tan Mangostin môi trường pH 6,8 nước tăng Tuy nhiên tăng từ lên độ tan Mangostin tăng khơng đáng kế, gần không đổi môi trường nước pH 6,8 Ở pH 1,2 pH 4,5, tăng thời gian phản ứng từ lên độ tan tăng tăng lên độ tan lại có xu hướng giảm Độ tan thời gian thấp phản ứng tạo phức xảy khơng hồn tồn Khi thời gian phản ứng tăng lên độ tan phức hợp tăng rõ rệt Tuy nhiên thời gian phản ứng độ tan phức hợp không thay đổi Nguyên nhân phản ứng tạo phức đạt trạng thái cân khoảng thời gian Hiệu suất phytosome hóa: hiệu suất thời gian thấp so với Khi tăng thời gian phản ứng từ lên hiệu suất giảm (97,30 % so với 88,77 %) Nguyên nhân phản ứng đạt trạng thái cân vào khoảng thời gian nên kéo dài thời gian phản ứng gây phá vỡ liên kết Mangostin với phytosome làm giảm hiệu suất Ở mẫu thời gian phản ứng có hiệu suất thấp thời gian phản ứng ngắn, phản ứng chưa đạt trạng thái cân Hệ số phân bố dầu nước: mẫu có hệ số phân bố nằm khoảng từ 0,5 tới 1, cải thiện khả thấm dược chất qua da so với mangostin nguyên liệu Bảng KTTP, PDI, zeta hỗn dịch phytosome mangostin theo thời gian phản ứng Mẫu KTTP (nm) PDI Thế zeta (mV) 637,1±6,7 0,392±0,037 -89,8±1,5 176,2±1,9 0,245±0,036 -94,0±0,2 436,7±5,4 0,275±0,029 -58,8±1,3 Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, - 2019 117 Hóa học & Kỹ thuật môi trường KTTP phân bố KTTP: KTTP thời gian lớn (637,1 nm 436,7 nm) Khi tăng thời gian phản ứng từ lên KTTP, PDI giảm mạnh Tuy nhiên tăng thời gian phản ứng lên giá trị KTTP, PDI tăng lên Thế zeta: mẫu mẫu với thời gian phản ứng có giá trị tuyệt đối zeta cao Tại thời gian giờ, giá trị tuyệt đối zeta giảm nhiều so với thời gian Thời gian phản ứng có độ tan, KTTP phức hợp, hiệu suất phản ứng hệ số phân bố tốt Ở thời gian giờ, độ tan phức hợp có tăng lên khơng đáng kể, để tiết kiệm thời gian mẫu phytosome thu có độ tan, KTTP nhỏ phân bố khoảng hẹp, thời gian phản ứng lựa chọn KẾT LUẬN Đã xác định yếu tố tối ưu hóa q trình phytosome: nhiệt độ, thời gian Đánh giá sản phẩm phytosome hóa mặt cảm quan, zeta sản phẩm, kích thước tiểu phân, phân bố tiểu phân sản phẩm phytosome hóa Thời gian tối ưu để phytosome hóa là: có độ tan, KTTP phức hợp, hiệu suất phản ứng hệ số phân bố tốt Độ tan: độ tan mẫu 1, 2, cao so với nangostin nguyên liệu Độ tan mẫu (400C) cao Các mẫu tan tốt pH 6,8 nước Hiệu suất phytosome hóa: 400C hiệu suất phytosome hóa cao (97.29 %), cao mẫu Khi nhiệt độ lên cao, hiệu suất thấp, đặc biệt nhiệt độ tăng lên 600C hiệu suất 67,12 %, giảm xuống khoảng 2/3 so với 400C Nguyên nhân phản ứng nhiệt độ cao, phospholipid bị oxy hóa, ổn định gây giảm hiệu suất phản ứng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chin, Y.; Kinghorn, A.D “Structural characterization, biological effects, and synthetic studies on xanthones from mangosteen (Garcinia mangostana), a popular botanical dietary supplement” Mini Rev Org Chem 2008, 5, 355364 [2] Yapwattanaphun, C.; Subhadrabandhu, S.; Sugiura, A.; Yonemori, K.; Utsunomiya, N “Utilization of some Garcinia species in Thailand” Acta Hort 2002, 575, 563-570 [3] Pedraza-Chaverri, J.; Cárdenas-Rodríguez, N.; Orozco-Ibarra, M.; PérezRojas, J.M “Medicinal properties of mangosteen (Garcinia mangostana)” Food Chem Toxicol 2008, 46, 3227-3239 [4] Sloan, E.W “Getting ahead of the curve: Phytochemicals” Nutraceutical World 2010, 13, 16-17 [5] Obolskiy, D.; Pischel, I.; Siriwatanametanon, N.; Heinrich, M Garcinia mangostana L.: “A phytochemical and pharmacological review” Phytother Res 2009, 23, 1047-1065 Nutrients 2013, 3180 [6] Walker, E.B “HPLC analysis of selected xanthones in mangosteen fruit” J Sep Sci 2007, 30, 1229 -1234 [7] Bhupen, K., Malay, K.D., Anil, K.S “Novel phytosome formulation in making herbal extracts more effective” Research journal Pharma and Technology, (2013) 47 118 Đ T Huyền, …, Đ T Tuyên, “Đánh giá số đặc tính phytosome mangostin.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ [8] Bombardeli, E., Curri, S.B., Garibldi, P “Cosmetic utilization of complexes of Panax ginseng mangostins with phospholipid in phytosome form” Fitoterapia, 60 (1989) 55 [9] Chen, X.Y., Wang, D.K., Gu, Y.L “Study on preparation of ginsenoside phytosome and their pellets coated with HPMC” Chinese Pharmaceutical Journal 38 (2003) 438 [10] Joseph, A.K “Phytosome: a novel revolution in herbal drug International journal of Research in Pharmacy and Chemistry”, (2012) 2231 [11] Runner, R.T.M “Extraction and isolation of mangostins” Methods of Molecular Biology, 864 (2012) 415 [12] Sandeep, A., Arvind S., Parneet, K “Preparation and characterization of phytosomal-phospholipid complex of P Amarus and its tablet formulation” Journal of Pharmaceutical Technology, (2013) ABSTRACT STUDY SOME CHARACTERISTICS OF PHYTOSOME MANGOSTIN We have identified the factors that optimize the phytosome process: temperature, time Phytosome product has been evaluated in terms of sensory, zeta potential of the product, sub-section size, distribution of sub-species in phytosomechemical products The optimal time for phytosomeification is: hours with the solubility, KTTP of the complex, the reaction efficiency and the best distribution coefficient Solubility: solubility of samples 1, 2, are higher than that of Mangostin The solubility of sample (400C) is highest Samples were best dissolved in pH 6,8 and water Phytosome chemical efficiency: at 400C, the phytosome efficiency was very high (97.29%), the highest in the samples The higher the temperature, the lower the efficiency, especially when the temperature rises to 600C, the efficiency is only 67.12%, down to only about 2/3 of the 400C The cause may be due to the reaction at high temperatures, oxidized, poorly stabilized phospholipid reduces the efficiency of the reaction Keywords: Oxidation; SOD; CAT; GSH; Liver Cancer; Lung Cancer; α-mangostin; γ-mangostin Nhận ngày 06 tháng năm 2019 Hoàn thiện ngày 14 tháng năm 2019 Chấp nhận đăng ngày 16 tháng năm 2019 Địa chỉ: 1Viện Hoá học - Vật liệu/ Viện Khoa học Công nghệ quân sự; Viện Công nghệ sinh học/ Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam * Email: doanhuyenhhvl@gmail.com Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, - 2019 119 ... zeta, đánh giá độ tan, hệ số phân bố dầu nước Kết thu thể bảng 3, bảng 116 Đ T Huyền, …, Đ T Tuyên, Đánh giá số đặc tính phytosome mangostin. ” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Bảng Một số đặc tính phytosome. .. hiệu suất phytosome hóa mơ tả mục 2.2.2.3; đánh giá độ tan, hệ số phân bố dầu nước Kết thu thể bảng 1, bảng 2, hình 3.1 Bảng 1: Một số đặc tính phytosome mangostin theo nhiệt độ phản ứng Mẫu (t0C)... K.S “Novel phytosome formulation in making herbal extracts more effective” Research journal Pharma and Technology, (2013) 47 118 Đ T Huyền, …, Đ T Tuyên, Đánh giá số đặc tính phytosome mangostin. ”