Nghiên cứu chiết tách, tinh chế berberine trong thân cây vàng đắng coscinium fenestratum tỉnh quảng nam sử dụng hệ hai pha nước (aqueous two phase systems)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUỲNH THỊ HÀ DUY NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, TINH CHẾ BERBERINE TRONG THÂN CÂY VÀNG ĐẮNG COSCINIUM FENESTRATUM TỈNH QUẢNG NAM SỬ DỤNG HỆ HAI PHA NƯỚC (AQUEOUS TWO – PHASE SYSTEMS) LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Đà Nẵng, Năm 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUỲNH THỊ HÀ DUY NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, TINH CHẾ BERBERINE TRONG THÂN CÂY VÀNG ĐẮNG COSCINIUM FENESTRATUM TỈNH QUẢNG NAM SỬ DỤNG HỆ HAI PHA NƯỚC (AQUEOUS TWO – PHASE SYSTEMS) Chuyên ngành: Hóa lý thuyết hóa lý Mã số: 844 01 19 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Bùi Xuân Vững Đà Nẵng, Năm 2020 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lý thuyết 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÂY VÀNG ĐẮNG 1.1.1 Đặc điểm thực vật 1.1.2 Phân bố sinh thái 1.1.3 Bộ phận dùng 1.1.4 Thành phần hóa học 1.1.5 Ứng dụng vàng đắng 1.2 TỔNG QUAN VỀ BERBERINE 1.2.1 Công thức hóa học tính chất 1.2.2 Tác dụng dược lý ứng dụng 11 1.2.3 Nguồn nguyên liệu chiết xuất berberine 11 1.3 CHIẾT TÁCH VÀ TINH CHẾ BERBERINE 13 1.4 HỆ HAI PHA NƯỚC – ATPS (AQUEOUS TWO – PHASE SYSTEMS)14 1.4.1 Lịch sử hình thành hệ hai pha nước 15 1.4.2 Các loại hệ hai pha nước 16 1.4.3 Sự hình thành hai pha, nhiệt động phân vùng 18 1.4.4 Ứng dụng tách, tinh chế hợp chất tự nhiên hệ alcohol/muối 20 1.4.5 Xu hướng tương lai 21 CHƯƠNG 22 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 22 2.1.1 Nguyên liệu 22 2.1.2 Hóa chất 22 2.1.3 Thiết bị dụng cụ 23 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 23 2.2.1 Phương pháp xác định số tiêu hóa lý 23 2.2.2 Phương pháp chiết berberine từ dược liệu vàng đắng 24 2.2.3 Phương pháp tinh chế berberine 24 2.3 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM 26 2.3.1 Xác định số tiêu hóa lý thân vàng đắng 26 2.3.2 Khảo sát trình chiết berberine từ dược liệu vàng đắng 27 2.3.3 Tinh chế berberine hệ ATPS 29 CHƯƠNG 32 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU HÓA LÝ CỦA THÂN CÂY VÀNG ĐẮNG 32 3.1.1 Xác định độ ẩm 32 3.1.2 Xác định hàm lượng tro toàn phần 32 3.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH CHIẾT BERBERINE TỪ THÂN CÂY VÀNG ĐẮNG 33 3.2.1 Kết xây dựng đường chuẩn berberine clorid phương pháp UV Vis 33 3.2.2 Kết khảo sát dung môi chiết berberine 34 3.2.3 Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ rắn/lỏng đến trình chiết berberine 35 3.2.4 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đun đến trình chiết berberine 36 3.2.5 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến trình chiết berberine 37 3.2.6 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm đến trình chiết berberine 38 3.2.7 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến trình chiết berberine 39 3.2.8 Kết định tính berberine dịch chiết 40 3.3 KẾT QUẢ TINH CHẾ BERBERINE BẰNG HỆ HAI PHA NƯỚC 41 3.3.1 Kết xây dựng giản đồ pha hệ hai pha nước 41 3.3.2 Kết xác định hệ số phân bố 43 3.3.3 Kết xây dựng đường chuẩn berberine phương pháp HPLC 45 3.3.4 Kết xác định hàm lượng berberine cao thô phương pháp HPLC 46 3.3.5 Kết tinh chế berberine 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Abs : Độ hấp thụ quang (Absorbance) ATPS : Hệ hai pha nước (Aqueous two – phase systems) HPLC : Sắc ký lỏng hiệu cao IL/Ils : Chất lỏng ion (ionic liquid/ionic liquids) PEG : Polyethylen glycol TLTK : Tài liệu tham khảo UV – Vis : Phổ tử ngoại khả kiến 50 - Tiếp tục triển khai phương pháp chiết tách tinh chế berberine hệ hai pha nước bước 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ Y tế (2009), Dược điển Việt Nam IV, Nhà xuất Y học [2] Võ Văn Chi (1999), Từ điển thuốc Việt Nam, Nhà xuất Y học [3] Đại học Dược Hà Nội (2007), Bài giảng dược liệu tập 2, Bộ môn Dược liệu [4] Đại học Dược Hà Nội (2009), Thực tập Kỹ thuật sản xuất dược phẩm, Bộ môn Công nghiệp Dược, tr 46 – 49 [5] Nguyễn Văn Đàn (1999), Hợp chất thiên nhiên dùng làm thuốc, NXB Y học, Hà Nội, tr 102 – 104 [6] Phạm Hoàng Hộ (1999), Cây cỏ Việt Nam – Quyển 1, Nhà xuất Trẻ [7] Đồng Quang Huy (2014), Nghiên cứu chiết xuất berberin từ vàng đắng dung dịch kiềm, Luận văn thạc sĩ dược học, Đại học Dược Hà Nội [8] Phan Quốc Kinh (1997), Nghiên cứu Alcaloid chiết xuất từ thuốc Việt Nam, Đại học Dược Hà Nội [9] Nguyễn Liêm (1980), “Chiết xuất Berberin áp lực nóng”, Tạp chí Dược học, [10] Nguyễn Liêm (1981), Góp phần nghiên cứu thực vật hóa học vàng đắng, Luận án Phó Tiến sĩ khoa học, Học viện Quân y [11] Phạm Viết Trang, Nguyễn Liêm (2000), “Góp phần nghiên cứu cải tiến quy trình chiết xuất Berberin từ vàng đắng”, Tạp chí dược liệu, 5(5), tr 131 – 134 [12] Đỗ Tất Lợi (1999), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất Y học [13] Bùi Xuân Vững (2019), Bài giảng Hóa phân tích nâng cao, Đại học Đà Nẵng Tiếng Anh [14] Berthod A, Ruiz-Angel MJ, Carda-Broch S (2008), “Ionic liquids in separation techniques”, J Chromatogr A, 1184(1 – 2), pp – 18 [15] Louwrier A (1998), “Model phase separations of proteins using aqueous/ethanol components”, Biotechnol Tech, 12, pp 363 – 365 52 [16] Grilo AL, Raquel Aires-Barros M, Azevedo AM (2016), “Partitioning in aqueous two – phase systems: Fundamentals, applications and trends”, Sep Purif Rev, 45(1), pp 68 – 80 [17] Schmidt A, Ventom A, Asenjo J (1994), “Partitioning and purification of αamylase in aqueous two – phase systems”, Enzyme Microb Technol, 16(2), pp 131 – 142 [18] Jiang B, Li Z-G, Dai J-Y, Zhang D-J, Xiu Z-L (2009), “Aqueous two – phase extraction of 2, - butanediol from fermentation broths using an ethanol/phosphate system”, Process Biochem, 44(1), pp 112 – 117 [19] Bordier C (1981), “Phase separation of integral membrane proteins in Triton X-114 Solution”, J Biol Chem, 256(4), pp 1604 – 1607 [20] Liu C, Kamei DT, King JA, Wang DI, Blankschtein D (1998), “Separation of proteins and viruses using two – phase aqueous micellar systems”, J Chromatogr B, 711(1-2), pp 127 – 138 [21] Ooi CW, Tey BT, Hii SL, Kamal SMM, Lan JCW, Ariff A, Ling TC (2009), “Purification of lipase derived from Burkholderia pseudomallei with alcohol/salt – based aqueous two – phase systems”, Process Biochem, 44(10), pp 1083 – 1087 [22] Ruiz-Ruiz F, Benavides J, Aguilar O, Rito-Palomares M (2012), “Aqueous two – phase affinity partitioning systems: Current applications and trends”, J Chromatogr A, 1244, pp – 13 [23] Lye GJ, Asenjo JA, Pyle DL (1995), “Extraction of lysozyme and ribonuclease – a using reverse micelles: Limits to protein solubilization”, Biotechnol Bioeng, 47, pp 509 – 519 [24] Johansson H-O, Persson J, Tjerneld F (1999), “Thermoseparating water/polymer system: A novel one – polymer aqueous two – phase system for protein purification”, Biotechnol Bioeng, 66(4), pp 247 – 257 [25] Benavides J, Rito - Palomares M (2006), “Simplified two – stage method to B - phycoerythrin recovery from Porphyridium cruentum”, J Chromatogr B, 844(1), pp 39 – 44 53 [26] Chen J-P, Lee M-S (1995), “Enhanced production of Serratia marcescens chitinase in PEG/dextran aqueous two – phase systems”, Enzyme Microb Technol, 17(11), pp 1021 – 1027 [27] Ben Liu a et al (2006), “Extraction of berberine from rhizome of Coptis chinensis Franch using supercritical fluid extraction”, Journal of phamaceutical and biomedical analysis, 49, pp 1056 – 1060 [28] Amid M, Shuhaimi M, Islam Sarker MZ, Abdul Manap MY (2012), “Purification of serine protease from mango (Mangifera Indica Cv Chokanan) peel using an alcohol/salt aqueous two phase system”, Food Chem, 132(3), pp 1382 – 1386 [29] Van Berlo M, Luyben KCA, van der Wielen LA (1998), “Poly (ethylene glycol) – salt aqueous two – phase systems with easily recyclable volatile salts”, J Chromatogr B, 711(1-2), pp 61 – 68 [30] Helfrich MR, El-Kouedi M, Etherton MR, Keating CD (2005), “Partitioning and assembly of metal particles and their bioconjugates in aqueous two – phase systems”, Langmuir, 21(18), pp 8478 – 8486 [31] Zafarani-Moattar MT, Hamzehzadeh S, Nasiri S (2012), “A new aqueous biphasic system containing polypropylene glycol and a water – miscible ionic liquid”, Biotechnol Progr, 28, pp 146 – 156 [32] Streitner N, Voß C, Flaschel E (2007), “Reverse micellar extraction systems for the purification of pharmaceutical grade plasmid DNA”, J Biotechnol, 131(2), pp 188 –196 [33] Eng Shi Ong et at (2003), “Pressurized hot water extraction of berberine, baicalein and glycyrrhizin in medicinal plants”, Centre for Analytical Science, 248, pp 28 – 31 [34] Albertsson PÅ (1961), “Fractionation of particles and macromolecules in aqueous two – phase systems”, Biochem Pharmacol, 5, pp 351 – 358 [35] Albertsson PÅ (1986), “Partition of Cell Particles and Macromolecules”, Hoboken: Wiley Intersciences 54 [36] Rosa PAJ, Ferreira IF, Azevedo AM, Aires-Barros MR (2010), “Aqueous two – phase systems: A viable platform in the manufacturing of biopharmaceuticals”, J Chromatogr A, 1217(16), pp 2296 – 2305 [37] Pharmaceutical Press (1996), Martindale – The extra pharmacopoeia – 31th Edition [38] Hatti-Kaul R (2000), “Aqueous Two – Phase Systems: Methods and Protocols”, Springer Science & Business Media, Berlin [39] Hatti-Kaul R (2001), “Aqueous two – phase systems”, Mol Biotechnol, 19(3), pp 269 – 277 [40] Battu S K (2010), Physicochemical Characterization of Berberine Chloride: A Perspective in the Development of a Solution Dosage Form for Oral Delivery, AAPS PharmSciTech [41] Li S, He C, Liu H, Li K, Liu F (2005), “Ionic liquid – based aqueous two – phase system, a sample pretreatment procedure prior to high – performance liquid chromatography of opium alkaloids”, J Chromatogr B, 826(1 – 2), pp 58 – 62 [42] Raja S, Murty VR, Thivaharan V, Rajasekar V, Ramesh V (2011), “Aqueous two phase systems for the recovery of biomolecules – A review”, Sci Technol, 1(1), pp – 16 [43] Zhi-jian Tan, Fen-fang Li, Xue-lei Xu (2012), “Extraction and purification of anthraquinones derivatives from Aloe vera L using alcohol/salt aqueous two – phase system”, Bioprocess and Biosyst Eng, 36(8), pp 1105 – 1113 [44] Zhang W, Zhu D, Fan H, Liu X, Wan Q, Wu X, Liu P, Tang JZ (2015), “Simultaneous extraction and purification of alkaloids from Sophora flavescens Ait by microwave – assisted aqueous two – phase extraction with ethanol/ammonia sulfate system, Sep Purif Technol, 141, pp 113 – 123 [45] Lin YK, Ooi CW, Tan JS, Show PL, Ariff A, Ling TC (2013), “Recovery of human interferon alpha-2b from recombinant Escherichia coli using alcohol/salt-based aqueous two – phase systems”, Sep Purif Technol, 120, pp 362 – 366 55 [46] Shu Y, Gao M, Wang X, Song R, Lu J, Chen X (2016), “Separation of curcuminoids using ionic liquid based aqueous two – phase system coupled with in situ dispersive liquid – liquid microextraction”, Talanta, 149, pp – 12 [47] Zhou-Xi-Qiao et al (2008), “Neuroprotective effects of berberine on stroke modes in vitro and vivo”, Neuroscience Letters, 447, pp 31 – 36 Trang web [48]https://en.wikipedia.org/wiki/Berberine#:~:text=The%20alkaloid%20berberine %20has%20a,carbon%20atom%20as%20a%20bridge ... HUỲNH THỊ HÀ DUY NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, TINH CHẾ BERBERINE TRONG THÂN CÂY VÀNG ĐẮNG COSCINIUM FENESTRATUM TỈNH QUẢNG NAM SỬ DỤNG HỆ HAI PHA NƯỚC (AQUEOUS TWO – PHASE SYSTEMS) Chuyên ngành:... đồng nghiệp 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm - Xác định số tiêu hóa lý thân vàng đắng 3 - Chiết tách, tinh chế berberine sử dụng hệ hai pha nước (aqueous two – phase systems) - Sử dụng phương pháp... đồ pha hệ hai pha nước, xác định hệ số phân bố - Tinh chế berberine sử dụng hệ hai pha nước - Xác định hàm lượng berberine trước sau tinh chế Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu