Автореферат и диссертация по медицине (14.04.02) на тему:Определение индикаторных фенольных соединений нефлавоноидной природы в лекарственном и пищевом растительном сырье методом ВЭЖХ

На правах рукописи

/ИиА

РЫЛИНА ЕЛЕНА ВАЛЕРЬЕВНА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДИКАТОРНЫХ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИИ НЕФЛАВОНОИДНОЙ ПРИРОДЫ В ЛЕКАРСТВЕННОМ И ПИЩЕВОМ РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕ МЕТОДОМ ВЭЖХ

14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

- ?

* ЛЕК 2010

МОСКВА-2010

004615994

Работа выполнена в ГОУ ВПО Первый Московский Государственный Медицинский Университет имени И.М. Сеченова

Научные руководители:

Академик РАМН, доктор фармацевтических наук, профессор [Арзамасцев Александр Павлович|

Доктор химических наук, профессор

Доктор фармацевтических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Доктор фармацевтических наук

Доктор фармацевтических наук Ведущая организация:

Эллер Константин Исаакович Прокофьева Вера Ивановна

Гравель Ирина Валерьевна Боковикова Татьяна Николаевна

Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР) РАСХН

Защита состоится « 20 » декабря 2010 г. в 14 часов на заседании Диссертационного Совета Д.208.040.09 при Первом Московском Государственном Медицинском Университете имени И.М. Сеченова по адресу: 119019, г. Москва, Никитский бульвар, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной медицинской библиотеке Первого Московского Государственного Медицинского Университета имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации по адресу: 117998, г. Москва, Нахимовский проспект, 49.

Автореферат разослан 2010 г.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета Д.208.040.09, доктор фармацевтических наук, профессор

етровна Садчикова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Использование лекарственных препаратов на растительной основе становится в последнее время все более актуальным. Такие лекарственные препараты обладают многочисленными положительными эффектами при минимальном количестве побочных действий. Одними из важнейших компонентов растительных экстрактов являются полифенольные антиоксиданты. Наряду с более изученными флавоноидами и производными гидроксикоричных кислот эта группа включает фенольные соединения нефлавоноидной природы (ФСНП), среди которых высокой биологической активностью обладают производные дигидроксистильбена (ресвератрол и пицеид), п-гидроксифенилэтанола (тирозол, гидрокситирозол и сапидрозид), 1,4-дигидроксибензола (гидрохинон и арбутин) и 1,3,5-тригидроксибензола (флороглюцина) (флоретин и флоридзин), обладающие антиоксидантными, противовоспалительными, антивирусными, антибактериальными и антиаллергенными свойствами и другими типами биологической активности.

Описание некоторых лекарственных растений, содержащих ФСНП, легли в основу статей ряда зарубежных фармакопеи (Европейской (Ph. Eur. VI), Британской (BP 2009), Французской (Ph. Fr. X), Немецкой (DAB 2008), Американской травяной (АНР 2008), Японской (JP 15), Китайской) на корневища и корни горца гребенчатого, лист винограда культурного и вино из него, листья толокнянки обыкновенной, лист и масло оливы европейской, плоды яблони домашней. В отечественной нормативной документации качественный и количественный анализ ФСНП встречается только в трех статьях ГФ XI: определение салидрозида в корневищах и корнях родиолы розовой, определение арбутина в листьях брусники обыкновенной и толокнянки обыкновенной. Статья ГФ XI на корневища бадана, несмотря на высокое содержание в нем арбутина и гидрохинона, нормирует содержание только малоспецифичных дубильных веществ, не являющихся индикаторными компонентами сырья.

Идентификация и количественное содержание ФСНП в этих растениях и продуктах на их основе может позволить рассматривать их в качестве источника соответствующих ФСНП и при разработке и производстве лекарственных препаратов на их основе. Необходимость определения незначительных концентраций ФСНП на фоне сложного матрикса предъявляет высокие требования к селективности и чувствительности методов анализа, поэтому для проведения работ нами был выбран метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Цель и задачи исследования

Цель: исследовать различные лекарственные и пищевые растительные источники на наличие фенольных соединений нефлавоноидной природы, установить их количественное содержание. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи.

• Изучить физико-химические свойства ФСНП (растворимость, УФ- и видимые спектры, хроматографическая подвижность).

• Подобрать оптимальные хроматографические условия анализа ФСНП на фоне сложного матрикса растительных объектов и продуктов на их основе.

• Разработать методики пробоподготовки для сырья и продуктов на его основе, обеспечивающие наибольшую эффективность экстракции ФСНП из объектов при невысокой трудоемкости.

• Оценить хроматографические параметры, метрологические характеристики, провести валидацию методик количественного определения.

• Апробировать разработанные методики на лекарственном и пищевом растительном сырье, продуктах их переработки и лекарственных препаратах на их основе.

• Подготовить проекты нормативной документации для лекарственного и пищевого растительного сырья, продуктов их переработки и лекарственных препаратов на их основе, содержащих ФСНП.

Научная новизна результатов исследования

Разработаны оригинальные методики идентификации и количественного определения индикаторных фенольных соединений нефлавоноидной природы: ресвератрола и пицеида в горце гребенчатом и винограде культурном; тирозола, гидрокситирозола и (или) салидрозида в родиоле розовой, красной щетке и оливе европейской; гидрохинона и арбутина в бруснике обыкновенной, толокнянке обыкновенной, бадане толстолистном и груше обыкновенной; флоретина и флоридзина в яблоне домашней.

Практическое значение результатов исследования

Результаты работы переданы для использования в соответствующих статьях 4 части ГФ XII и включены в сборник «Методы анализа минорных биологически активных веществ пищи». Разработанные методики применялись при экспертизе более 100 образцов лекарственного и пищевого растительного сырья и продуктов на их основе для целей государственной регистрации БАД к пище растительного происхождения.

Апробация работы

Результаты исследований доложены на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» (май 2007, Рязань); Всероссийском симпозиуме «Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях» (к юбилею профессора О. Г. Ларионова) (июль 2007, Москва), X Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей «Итоги и перспективы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения Российской Федерации» (ноябрь 2007, Москва), Конгрессе «Фитофарм 2008» (июнь 2008, Санкт-Петербург), XI Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» (ноябрь 2008, Москва), на научных конференциях кафедры фармацевтической и токсикологической химии ММА им. И.М.Сеченова (с августа 2010 г Первый МГМУ им. И.М.Сеченова) (2006 - 2010 гг.); Конгрессе «Фитофарм 2010» (июнь 2010, Санкт-Петербург).

Апробация работы проведена на межлабораторной конференции кафедры фармацевтической и токсикологической химии фармацевтического факультета Первого МГМУ им И.М. Сеченова 4 октября 2010 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК России.

Связь исследования с проблемным планом фармацевтических наук Диссертационная работа выполнена в рамках НИР кафедры фармацевтической и токсикологической химии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова «Совершенствование контроля качества лекарственных средств», № госрегистрации 01.200.110545, «Разработка современных технологий подготовки специалистов с высшим медицинским и фармацевтическим образованием на основе достижений медико-биологических исследований. Рег.№ 01.2.006.06352».

Объем и структура работы

Диссертация изложена на 112 стр. машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, результатов исследования и их обсуждения, выводов и библиографического указателя, включающего 95 источников. Работа проиллюстрирована 42 рисунками и 32 таблицами.

Положения, выносимые на защиту: Разработка методик определения индикаторных ФСНП методом ВЭЖХ:

• ресвератрола и пицеида в горце гребенчатом и винограде культурном;

• тирозола, гидрокситирозола и (или) салидрозида в родиоле розовой, красной щетке и оливе европейской;

• гидрохинона и арбутина в бруснике обыкновенной, толокнянке обыкновенной, бадане толстолистном и груше обыкновенной;

• флоретина и флоридзина в яблоне домашней;

Сравнительные данные по идентификации и количественному содержанию ФСНП в лекарственном и пищевом растительном сырье, продуктах их переработки и лекарственных препаратах на их основе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объекты исследования Лекарственное и пищевое растительное сырье, продукты их переработки и лекарственные препараты на их основе.

Стандартные образцы При разработке методик и проведении аналитических исследований по содержанию индикаторных фенольных соединений в качестве стандартных образцов использовались коммерчески доступные индивидуальные вещества (производства «Sigma-Aldrich Со» и «ChromaDex»).

Оборудование

Жидкостной хроматограф «Agilent 1100 series» (США) с УФ-спектрофотометрическим детектором на диодной матрице (ДМД), флуориметрическим детектором (ФЛД), в качестве неподвижной фазы использовалась хроматографическая колонка Waters Symmetry С18, 5 мкм, 250x4,6 мм (Ирландия). Управление системой и обработка хроматограмм осуществлялась при помощи программы «ChemStation А.09.03».

Разработка методики ВЭЖХ-определения ресвератрола и пицеида в лекарственном и пищевом растительном сырье, а также продуктах их переработки на основе горца гребенчатого и винограда культурного. Для выбора оптимальной аналитической длины волны детектирования были изучены УФ-спектры имеющихся стандартных образцов производных дигидроксистильбена: транс-ресвератрола (в дальнейшем ресвератрол) и транс-пицеида (в дальнейшем пицеид). Было показано, что они имеют максимумы поглощения при длинах волн 215-220 и 307-318 нм (см. рис. 1). В качестве аналитической длины волны детектирования предпочтительно использование полос поглощения с большей длиной, как более специфичной. Кроме этого коэффициент молярной экстинкции при 307 нм имеет большую величину по сравнению с диапазоном 215-220 нм. На основании этого детектирование ресвератрола и пицеида при ВЭЖХ исследовании проводили при длине волны 307 нм.

Рис.1. УФ-спектр раствора стандартного образца ресвератрола.

При подборе оптимальных условий хроматографического разделения использовались следующие подвижные фазы: изократическое элюирование смесями: 1) метанол : водный раствор фосфорной кислоты (ФК) (рН 2.5, в соотношениях 45:55 и 40:60), 2) ацетонитрил : водный раствор ФК (рН 2.5, в соотношениях 25:75 и 30:70), 3) ацетонитрил : водный раствор трифторуксусной кислоты (ТФУ) (рН 2.5, в соотношении 30:70); 4) градиентное элюирование смесью ацетонитрил : водный раствор ТФУ (рН 2.5, от 15:85 до 35:65 за 30 минут). Оптимальное разделение, давление в колонке и время удерживания соединений было достигнуто в третьем случае. Примеры хроматограмм представлены на рис. 2 и 3. В процессе работы был проведен подбор условий экстракции ресвератрола и пицеида из растительного сырья (состав экстрагента, время). Были исследованы водные растворы этанола с концентрациями 5%, 20%, 35%, 50%, 65%, 80% и 96%; водные растворы метанола с концентрациями 5%, 20%, 35%, 50%, 65%, 80%, 90% и 100%, а также водный экстракт. Проводилось исследование влияния длительности экстракции на ее полноту (15, 30, 45 и 60 минут). Водный экстракт показал наименьший результат в сравнении с водно-спиртовыми смесями, где содержание возрастало вместе с концентрацией спирта до значения концентрации 80%, при использовании метанола значения также были выше. В экстрактах с более высоким содержанием спирта наблюдалось уменьшение абсорбции при длине волны 307 нм. Оптимальными условиями для экстракции является использование 80% метанола при нагревании на кипящей водяной бане с обратным холодильником в течение 30 минут.

Рис. 2. Хроматограмма смеси растворов стандартных образцов при 307 нм. Времена удерживания пицеид -5,1 мин, ресвератрол -8,3 мин.

Рис. 3.

А. Хроматограмма экстракта горца гребенчатого. Б. Хроматограмма

тщательно измельчают, отбирают около 1,00 г (точная навеска), помещают в круглодонную колбу объемом 100 мл, экстрагируют 50 мл 80% раствора

метанола в течение 30 минут на водяной бане с обратным холодильником при перемешивании. После этого пробу обрабатывают ультразвуком в течение 10 минут, фильтруют, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, и доводят объем раствора до метки 80% метанолом.

Подготовка проб для анализа растительных экстрактов: около 100 мг экстракта (точная навеска) помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, прибавляют около 50 мл 80% раствора метанола, растворяют и доводят объем раствора до метки 80 % раствором метанола.

Подготовка проб для анализа соков, нектаров и вин: около 10,00 г (точная навеска) помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора водой до метки. Все полученные растворы перемешивают и фильтруют через мембранный фильтр с размером пор 0,45 мкм или центрифугируют при 14000-15000 об/мин.

Были рассчитаны параметры пригодности хроматографической системы (таблица 1), валидационные характеристики (таблица 2), произведена метрологическая оценка (таблица 3) разработанной методики, построен калибровочный график (рис. 4).

Таблица 1

Параметры пригодности хроматографической системы для определения

Соединение Ж., мин. к' N Ш0.5 а Я

Пицеид 5,1 1,32 14079 0,1012 2,1 15,03

Ресвератрол 8,3 2,77 17107 0,1493

Таблица 2

Параметры валидации методики ВЭЖХ для количественного определения

Соединение Предел обнаружения сигнал-шум 3:1 ,мг/кг Предел кол. определения сигнал-шум 10:1, мг/кг Диап лин. концен траций, мг/кг Коэфф. ко рреляции

Пицеид 0,88 4,2 4,2-50000 0,9983

Ресвератрол 0,73 3,6 3,6-500000 0,9967

Рис. 4. Калибровочный график для количественного определения пицеида (уравнение 70,27х+60,26) и ресвератрола (уравнение 64,837х-132,24).

Таблица 3

Метрологические характеристики методики анализа.

Соединение хс„ 5 а Ка,0 Дх Е%

Пицеид 40 2,003 1,415 0,05 2,78 1,764 4,37

35000 51595,76 227,15 0,05 2,78 283,173 0,81

Ресвератрол 60 3,942 1,985 0,05 2,78 2,475 4,14

110000 1540261 1241,1 0,05 2,78 1547,16 1,40

Было изучено содержание ресвератрола и пицеида в образцах сырья, а также продуктах на основе горца гребенчатого и винограда (см. табл. 4 и 5).

Таблица 4

Образец Содержание, мг/г

ресвератрол пицеид

Корневища горца гребенчатого 170,62 1,07

Экстракт корневищ горца гребенчатого 209,11-899,21 1,23-2,14

Экстракт косточек (семян) красного винограда 0,06-0,13 0,01

Экстракт листьев красного винограда 0,07 0,01

Экстракт кожицы красного винограда 0,08-0,14 0,02-0,13

Содержание в напитках, мг/л

Соки и вина на основе красного винограда 0,07-1,67 0,21 - 13,97

Соки и вина на основе белого винограда 0,02-0,68 0-4,86

Содержание ресвератрола и пицеида в различных сортах винограда.

Образец Содержание, мг/кг

ресвератрол пицеид

Плоды различных сортов белого винограда 1,3-1,9 2,6-3,3

Кожица плодов различных сортов белого винограда 9,2-13,7 25,2-27,2

Мякоть плодов различных сортов белого винограда 0,3-0,4 0

Плоды различных сортов красного винограда 1,9-16,8 0,3-4,7

Кожица плодов различных сортов красного винограда 14,0-97,1 1,5-28,9

Мякоть плодов различных сортов красного винограда 0,4-1,1 0,1-0,4

Косточки плодов различных сортов красного винограда 2,9-16,1 1,1-5,8

По результатам проведенных исследований установлено, что основным источником дигидроксистильбенов является горец гребенчатый, в котором содержание ресвератрола в корневищах составляет 17%, а в экстрактах на их основе достигает 90%. Это определяет его как основное сырье при производстве БАД к пище и потенциальных лекарственных препаратов. Из традиционного пищевого сырья обращает внимание виноград красных сортов и продукты его переработки: при употреблении 200 мл сока или 100 мл вина из которого суммарно поступает до 1,65 мг дигидрокситильбенов, обеспечивающие 16,5% от адекватного уровня потребления (АУП) (10 мг/сутки).

Было проведено отдельное исследование по изучению распределения пицеида и ресвератрола в зависимости от сорта и исследуемой части плодов винограда. Было установлено, что основным источником индикаторных ФСНП являются сорта красного винограда, в которых они накапливаются в основном в кожице. Употребление 100 г красного винограда обеспечивает до 21,5%, а 100 г белого винограда - лишь до 5,2% от АУП дигидроксистильбенов в сутки.

Разработка методики ВЭЖХ-определения тирозола, гидрокситирозола и (или) салидрозида в лекарственном и пищевом растительном сырье, а также продуктах их переработки на основе родиолы розовой,

красной щетки и оливы европейской. Для выбора оптимальной аналитической длины волны детектирования были изучены УФ-спектры имеющихся стандартных образцов производных

п-гидроксифенилэтанола: тирозола, гидрокситирозола и салидрозида. Было показано, что они имеют максимумы поглощения при длине волны 220-225 и 275-280 нм. Установлено, что соединения этой группы обладают флуоресценцией с максимумами возбуждения при длине волны 280 нм и эмиссии при длине волны 320 нм (см. рис. 5). В рамках подбора оптимальных условий хроматографического разделения использовались следующие варианты подвижной фазы: 1) изократическое элюирование смесями: метанол : водный раствор ФК (рН 2.5, в соотношениях 25:75 и 30:70), 2) ацетонитрил : водный раствор ФК (рН 2.5, в соотношениях от 10:90 до 15:85); 3) градиентное элюирование смесью метанол : водный раствор ТФУ (рН 2.5, 20:80 до 30:70 за 15 минут), 4) градиентное элюирование смесью ацетонитрил : водный раствор ТФУ (рН 2.5, от 10:90 до 15:85 за 10 минут). Оптимальное разделение было достигнуто в последнем случае. Примеры хроматограмм представлены на рис. 6 и 7.

Рис. 5. А - спектр поглощения стандартного образца тирозола; Б - спектр эмиссии тирозола при >.ех=280нм.

! Рис. 6. Хроматограмма | смеси растворов | стандартных образцов. _! Времена удерживания гидрокситирозол - 6,2; салидрозид - 6,7; ] тирозол — 9,7 минут.

В качестве экстрагента при подборе условий экстракции использовали 60%, 70%, 80% и 90% водный раствор этанола. Также мы исследовали влияние длительности экстракции на ее полноту (20,40,60 и 80 минут). Оптимальным для экстракции является использование 70% водного раствора этанола при кипячении с обратным холодильником в течение 60 минут.

Рис. 7.

А. Хроматограмма экстракта родиолы розовой

А1

Б. Хроматограмма оливкового масла

Б

Подготовка проб для анализа растительного сырья: образец сырья тщательно измельчают, около 1,00 г (точная навеска), помещают в круглодонную колбу объемом 100 мл, экстрагируют 50 мл 70% раствора этанола в течение часа на водяной бане с обратным холодильником при перемешивании. После этого пробу обрабатывают ультразвуком в течение 10 минут, фильтруют, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, и доводят объем раствора до метки 70% этанолом.

Подготовка проб для анализа растительных экстрактов: около 100 мг экстракта (точная навеска) помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, прибавляют около 50 мл 70% этанола, растворяют и доводят объем раствора до метки 70 % этанолом.

Подготовка проб для анализа растительных масел: около 50,00 г масла (точная навеска) помещают в делительную воронку, прибавляют 50 мл 70% этанола и экстрагируют 10 минут, пробу количественно переносят в мерную колбу на 100 мл, доводят 70% этанолом до метки. Все полученные растворы перемешивают и фильтруют через мембранный фильтр с размером пор 0,45 мкм или центрифугируют при 14000-15000 об/мин.

Были рассчитаны параметры пригодности хроматографической системы (таблица 6), валидационные характеристики (таблица 7), произведена метрологическая оценка (таблица 8) разработанной методики, построен калибровочный график (рис. 8).

Параметры пригодности хроматографической системы для определения гидрокситирозола, салидрозида и тирозола в условиях градиентного элюирования, ^=2,2.______

Соединение Й*, мин. к' N ®0,5 а Я

Гидрокситирозол 6,2 1,81 10066 0,1450

Салидрозид 6,7 J 2,05 15804 0,1250 1,08 2,18

Тирозол 9,7 3,41 13324 0,1978 1,45 10,93

Таблица 7

Параметры валидации методики ВЭЖХ для количественного определения гидрокситирозола, салидрозида и тирозола в образцах при введении пробы _объемом 10 мкл при использовании УФ- и ФЛ-детекторов. _

Соединение Предел обнаружения сигнал-шум 3:1,мг/кг Предел кол. определения сигнал-шум 10:1, мг/кг Диап лин. концен траций, мг/кг Коэфф. ко рреляции

Гидро кситир УФ 6,57 35,2 35,2-50000 0,9983

ФЛ 0,19 0,9 0,9-50000 0,9977

Салид розид УФ 8,34 44,6 44,6-50000 0,9999

ФЛ 0,11 0,5 0,5-50000 0,9985

Тир- зол УФ 6,05 33,4 33,4-50000 0,9993

ФЛ 0,15 0,6 0,6-50000 0,9978

Рис. 8. Калибровочные графики для количественного определения с использованием: А - УФ-детектора: гидрокситирозола (уравнение 5,7186х+15,436), салидрозида (уравнение 4,8252х+4,2429) и тирозола (уравнение 6,4943х+11,532); Б - ФЛ-детектора: гидрокситирозола (уравнение 233,97х+142,76), салидрозида (уравнение 334,16х-226,51) и тирозола (уравнение 298,69х+333,9).

Таблица 8

Метрологические характеристики методики при УФ- и ФЛ-детектировании.

Сое-дин

УФ

ФЛ

УФ

ФЛ

г

(а,о

Дх

УФ

ФЛ

Е%

УФ

ФЛ

Гидро ксит

50

2,075

4,758

1,44

2,181

0,05

2,78

1,79

2,711

3,54

5,36

25000

164017,3

301362,3

404,99

548,96

0,05

2,78

503,403

682,357

2,01

2,71

Салид розид

60

4,003

5,692

2,001

2,386

0,05

2,78

2,487

2,966

4,15

4,91

20000

102537,3

266679,2

320,21

516,41

0,05

2,78

398,02

641,898

1,99

3,20

Тиро зол

50

1,453

5,773

1,205

2,403

0,05

2,78

1,498

2,987

3,01

5,92

22000

140731,7

278995,2

375,14

528,2

0,05

2,78

466,3

656,55

2,12

2,99

Результаты количественного определения гидрокситирозола, тирозола и салидрозида в опытных образцах представлены в таблице 9.

Таблица 9

Содержание салидрозида, тирозола и гидрокситирозола в лекарственном и _пищевом растительном сырье и экстрактах на его основе._

Исследуемый образец Содержание в образце, мг/г

салидрозид гидрокси-тирозол тирозол

Корневища и корни родиолы розовой 13,43-15,21 0,87- 1,15 4,15-5,39

Экстракт корневищ и корней родиолы розовой 5,72-20,36 0,13-1,05 1,32-16,48

Трава красной щетки 3,96-6,19 0,02 - 0,09 0,43-1,12

Экстракт травы красной щетки 9,23-10,35 0,06-0,08 1,24-1,56

Листья оливы европейской 0,05 6,31 0,54

Экстракт листьев оливы европейской 0-0,16 0-25,27 0-1,87

По результатам наших исследований обнаружено, что основным источником салидрозида (1,3 - 1,5%) является сырье родиолы розовой. Также показано, что оно является и источником тирозола (0,4 - 0,5%), традиционно извлекаемым из сырья оливы европейской. Наряду с родиолой розовой и трава красной щетки является существенным источником салидрозида (0,4 -0,6%), что позволяет использовать их при производстве БАД к пище и потенциальных лекарственных препаратов (ЛП). В некоторых экстрактах листьев оливы европейской содержание гидрокситирозола составляет 2,5%, что делает его пригодным для обогащения природными антиоксидантами БАД к пище и ЛП. Содержание гидрокситирозола и тирозола в натуральных оливковых маслах составляет 4,24 - 18,15 и 3,87 - 35,29 мг/кг (соответственно). Более низкие содержания этих веществ свидетельствуют о низком качестве исходной продукции.

Разработка методики ВЭЖХ-определения гидрохинона и арбутина в лекарственном и пищевом растительном сырье, а также продуктах их переработки на основе толокнянки обыкновенной, брусники обыкновенной, бадана толстолистного и груши обыкновенной. Простые фенольные соединения детектируются по УФ поглощению при длине волны 280 нм. Гидрохинон и его глюкозид арбутин обладают флуоресценцией с максимумами возбуждения при длине волны 280 нм и эмиссии при длине волны 320 нм. Использование флуориметрического детектора позволяет на порядок увеличить чувствительность методики, а также значительно повысить селективность. В результате

экспериментальных исследований была подобрана оптимальная изократичная система метанол-вода (15:85) для разделения арбутина и гидрохинона (см. рис. 9 и 10).

арбутин

Ввемя. мин

ФЛ

А

I

1г"т* 1 Время, мин 1 МО Ег-ТМ Ет«»

1 -_ЦаЛ_Х_ А А- И дА ' А А ж-аиь.»в

Рис. 9. Хроматограмма смеси стандартных образцов. Время удерживания арбутина - 4,0 минуты, гидрохинона - 6,0 минут

Рис.10.

А. Хроматограмма экстракта толокнянки; Б. Хроматограмма грушевого сока ФЛ-детектор Хех 280 нм, Хеш 320 нм, УФ-детектор длина волны 280 нм.

С целью оптимизации процесса экстракции были изучены различные ее варианты: водно-ацетоново-гексановой смесью (1:1:1); многократная экстракция 96% этанолом на аппарате типа «Сокслет», а также было изучено влияние длительности экстракции и концентрации этанола при экстракции водно-этанольными смесями (10, 25, 50, 60, 70, 80 и 96%) при нагревании с обратным холодильником. Многократная экстракция комплексным органическим растворителем или 96% этанолом не приводят к существенному увеличению степени извлечения. В связи с этим, оптимальным способом, как с экономической точки зрения, так и по трудоемкости является использование экстракции 25% водно-этанольной смесью при нагревании. В результате изучения влияния длительности экстракции на ее полноту показано, что для экстракции достаточно 30 минут.

Подготовка проб для анализа растительного сырья: образец сырья тщательно измельчают, около 1,00 г (точная навеска), помещают в круглодонную колбу объемом 100 мл, экстрагируют 50 мл 25% раствора этанола в течение 30 минут на водяной бане с обратным холодильником при перемешивании. После этого пробу обрабатывают ультразвуком в течение 10 минут, фильтруют, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, и доводят объем раствора до метки 25% этанолом.

Подготовка проб для анализа растительных экстрактов: около 100 мг экстракта (точная навеска) помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, прибавляют около 50 мл 25% раствора этанола, растворяют и доводят объем раствора до метки 25 % раствором этанола.

Подготовка проб для анализа соков и нектаров: около 10,00 г (точная навеска) помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора до метки водой. Все полученные растворы перемешивают и фильтруют через мембранный фильтр с размером пор 0,45 мкм или центрифугируют при 14000-15000 об/мин.

Были рассчитаны параметры пригодности хроматографической системы (таблица 10), валидационные характеристики (таблица 11), произведена метрологическая оценка (таблица 12) разработанной методики, построен калибровочный график (рис. 11).

Таблица 10

Параметры пригодности хроматографической системы для определения

гидрохинона и арбутина в условиях изократического элюирования, ¡о~2,2.

Соединение мин. к' N 0)0,5 а Я

Арбутин 4,0 0,82 10179 0,0933 2,11 9,94

Гидрохинон 6,0 1,73 9710 0,1433

Таблица 11

Параметры валидации методики ВЭЖХ для количественного определения арбутина и гидрохинона в образцах при введении пробы объемом 10 мкл при

использовании УФ- и ФЛ-детекто ров.

Соединение Предел обнаружения сигнал-шум 3:1 ,мг/кг Предел кол. определения сигнал-шум 10:1, мг/кг Диап лин. концен траций, мг/кг Коэфф. ко рреляции

Арбутин УФ 8,56 45,1 45,1-100000 0,9988

ФЛ 0,98 4,7 4,7-100000 0,9979

Гидро хинон УФ 7,43 38,6 38,6-50000 0,9992

ФЛ 0,93 5,1 5,1-50000 0.9974

Сое-дин X ср Б' Б а 1 (а,0 Дх 6%

УФ ФЛ УФ ФЛ УФ ФЛ УФ ФЛ

Арбу тин 100 7,427 16,932 2,725 4,115 0,05 2,78 3,387 5,115 3,38 5,07

35000 272757,5 642200,9 522,26 801,37 0,05 2,78 649,17 996,103 1,85 2,84

Гидро хинон 80 5,685 13,852 2,384 3,722 0,05 2,78 2,963 4,626 3,71 5,80

[20000 216073,5 410341,1 464,84 640,58 0,05 2,78 577,8 796,241 2,87 3,96

Рис. 11. Калибровочные графики для количественного определения с использованием: А - УФ-детектора: арбутина (уравнение 6,2491х-3,9315) и гидрохинона (уравнение 8,7209х+26,613), Б - ФЛ-детектора: арбутина (уравнение 33,073х+86,206) и гидрохинона (уравнение 39,753х+108,43).

Результаты количественного определения арбутина и гидрохинона в опытных образцах представлены в таблице 13.

Таблица 13

Содержание арбутина и гидрохинона в лекарственном растительном сырье и _экстрактах на его основе. _

Образец Содержание, мг/г

арбутин гидрохинон

Листья толокнянки обыкновенной 83,5-90,0 1,8-2,4

Экстракт листьев толокнянки обыкновенной 7,3-201,8 0,8-8,2

Листья брусники обыкновенной 50,2-57,5 0,8-1,8

Экстракт листьев брусники обыкновенной 12,8-57,5 1,4-6,8

Корневище бадана толстолистного 47,8 - 54,3 27,1-31,4

Лист бадана толстолистного 0,9 0,3

Экстракт корневищ бадана толстолистного 7,1 - 148,5 12,6-74,3

Практически во всех образцах лекарственного растительного сырья были обнаружены значимые концентрации арбутина и гидрохинона. Сниженное содержание арбутина может свидетельствовать о низком качестве исходного сырья, связанном с нарушениями в технологическом процессе концентрирования и сушки. Преобладание гидрохинона может также свидетельствовать о недоброкачественности продукта, вследствие несоблюдения условий заготовки и сушки растительного сырья.

Содержание арбутина и гидрохинона в плодах груш различных сортов и грушевых соках составляет 8,2 - 46,8 и 0,7 - 3,4 мг/кг (в грушах) и 10,8 -51,3 и 1,4 - 14,2 мг/кг (в соках), таким образом, при употреблении одной груши или 200 мл грушевого сока употребляется соответственно до 128% от АУП арбутина (8,0 мг/сутки) и до 57% от АУП гидрохинона (5,0 мг/сутки).

Разработка методики ВЭЖХ-определения флоретииа и флоридзина в пищевом растительном сырье и продуктах его переработки на основе яблони домашней.

Для выбора оптимальной аналитической длины волны детектирования были изучены УФ-спектры имеющихся стандартных образцов флоретина и флоридзина, имеющие максимумы поглощения при 220-225 и 280 нм, последняя была выбрана в качестве характеристической. При подборе оптимальных условий хроматографического разделения использовались следующие ситсемы: 1) изократическое элюирование смесями: метанол : водный раствор ФК (рН 2.5, в соотношении 45:55), 2) ацетонитрил : водный раствор ФК (рН 2.5, в соотношениях от 20:80 до 45:55); 3) градиентное элюирование смесью ацетонитрил : водный раствор ТФУ (рН 2.5, от 30:70 до 60:40) и 4) градиентное элюирование смесью ацетонитрил : водный раствор ТФУ (рН 2.5, от 25:75 до 50:50 за 20 минут). Оптимальные условия

случае. Примеры хроматограмм

Рис. 12. Хроматограмма смеси растворов стандартных образцов. Время удерживания флоридзина - 7,0 минут, флоретина - 14,3 минут

В процессе работы нами подбирались условия проведения экстракции (состав экстрагента и длительность экстракции): оптимальной является использование экстракции 50% водным метанолом в течение 45 минут.

разделения достигались в последнем см. рис. 12 и 13.

______________1 ■

. '.......

Рис. 13. Хроматограмма яблочного нектара

Подготовка проб для анализа растительного сырья: образец сырья тщательно измельчают, около 10,00 г (точная навеска), помещают в круглодонную колбу объемом 100 мл, экстрагируют 50 мл 50% раствора метанола в течение 45 минут на водяной бане с обратным холодильником при перемешивании. После этого пробу обрабатывают ультразвуком в течение 10 минут, фильтруют, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, и доводят объем раствора до метки 50% метанолом.

Подготовка проб для анализа соков и нектаров: около 10,00 г (точная навеска) помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора до метки водой. Все полученные растворы перемешивают и фильтруют через мембранный фильтр с размером пор 0,45 мкм или центрифугируют при 14000-15000 об/мин.

Были рассчитаны параметры пригодности хроматографической системы (таблица 14), валидационные характеристики (таблица 15), произведена метрологическая оценка (таблица 16) разработанной методики, построен калибровочный график (рис. 14).

Таблица 14

Параметры пригодности хроматографической системы для определения

флоридзина и флоретина в условиях градиентного элюированияД0=2,2.

Соединение Ш, мин. к' N (»0.5 а Я

Флоридзин 7,0 2,18 25772 0,1033 2,52 36,84

Флоретин 14,3 5,5 66419 0,1317

Таблица 15

Параметры валидации методики ВЭЖХ для количественного определения

флоридзина и флоретина в об] эазцах при введении п] эобы объемом 10 мкл.

Соединение Предел обнаружения сигнал-шум 3:1,мг/кг Предел кол. определения сигнал-шум 10:1, мг/кг Диап лин. концен траций, мг/кг Коэфф. ко рреляции

Флоридзин 0,51 3,1 3,1-50000 0,9991

Флоретин 0,44 2,7 2,7-50000 0,9988

У

Рис. 14. Калибровочный график для количественного

определения флоридзина

(уравнение 32,844х-11,128) и флоретина (уравнение

36,534х+81,832).

Таблица 16

Метрологические характеристики метода анализа.

Соединение X со Б а 1(М) Дх е%

Флоридзин 30 1,087 1,043 0,05 2,78 1,296 4,35

15000 79741,2 282,38 0,05 2,78 351,0 2,33

Флоретин 40 1,255 1,120 0,05 2,78 1,392 3,49

17000 65608,4 256,14 0,05 2,78 318,4 1,86

Содержание флоридзина в пищевом растительном сырье составляет 3,15- 41,33 мг/кг, а флоридзина 0,01 - 0,17 мг/кг, следовательно, яблочные соки с заниженным содержанием флоридзина или повышенным содержанием флоретина не могут рассматриваться как качественные 100% соки и являются сокосодержащими напитками или нектарами.

ВЫВОДЫ

1) Изучены физико-химические свойства (растворимость, УФ- и видимые спектры, хроматографическая подвижность) фенольных соединений нефлавоноидной природы.

2) Подобраны оптимальные хроматографические условия разделения, идентификации и количественного определения фенольных соединений нефлавоноидной природы методом ВЭЖХ:

производных дигидроксистильбена: ресвератрола и пицеида в горце гребенчатом и винограде культурном;

производных п-гидроксифенилэтанола: тирозола, гидрокситирозола и (или) салидрозида в родиоле розовой, красной щетке и оливе европейской;

соединений ряда 1,4-дигидроксибензола: гидрохинона и арбутина в бруснике обыкновенной, толокнянке обыкновенной, бадане толстолистном и груше обыкновенной;

производных 1,3,5-тригидроксибензола (флороглюцина): флоретина и флоридзина в яблоне домашней.

3) Разработаны методики пробоподготовки для лекарственного и пищевого растительного сырья, продуктов их переработки и лекарственных препаратов на их основе. Изучено влияние природы растворителя и условий экстракции (температура, длительность и УЗ-диспергирование) на степень извлечения фенольных соединений нефлавоноидной природы из лекарственного и пищевого растительного сырья, их экстрактов и лекарственных препаратов.

4) При оценке пригодности хроматографических систем все разработанные методики показали хорошую эффективность, высокую степень разделения и селективность. Методики были подвергнуты процедуре валидации.

5) С помощью разработанных методик было изучена распространенность индикаторных фенольных соединений нефлавоноидной природы более чем в 100 образцах лекарственного и пищевого растительного сырья, продуктах их переработки и лекарственных препаратах на их основе. Наличие и количественное содержание позволяет стандартизовать продукт, оценить его качество и уровень потребления биологически активных веществ.

6) Результаты работы переданы для использования в соответствующих статьях 4 части ГФ XII и включены в сборник «Методы анализа минорных биологически активных веществ пищи». Разработанные методики используются при проведении экспертизы для целей государственной регистрации БАД к пище растительного происхождения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Власов A.M., Эллер К.И., Родионова Г.М., Чукарина Е.В. Определение индикаторных флаволигнанов в фитопрепаратах на основе расторопши пятнистой (Silybum marianum) с помощью ВЭЖХ // Материалы 9 Международного конгресса Phytopharm. - Санкт-Петербург, 2005. -С. 523-527.

2. Чукарина Е.В., Власов A.M. Определение таурина в продуктах питания и энергетических напитках // Материалы VIII всероссийского конгресса «Оптимальное питание - здоровье нации». - Москва, 2005. - С. 280.

3. Власов A.M., Чукарина Е.В., Эллер К.И., Раменская Г.В. Применение ВЭЖХ для анализа биологически активных компонентов чая (Camelia sinensis) // Сборник трудов 10 Международного конгресса Phytopharm. -Санкт-Петербург, 2006. - С. 38-43.

4. Власов A.M., Эллер К.И., Чукарина Е.В., Беседина H.A. Индикаторные компоненты водных извлечений травы зверобоя // Журнал «Фармация». -2006.-№4-С. 15-18.

5. Чукарина Е.В., Власов A.M., Эллер К.И., Раменская Г.В. Определение индикаторных компонентов в фитопрепаратах на основе зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum) // Сборник трудов 10 Международного конгресса Phytopharm. - Санкт-Петербург, 2006. -С. 370-374.

6. Эллер К.И., Власов A.M., Комарова Е.Л., Чукарина Е.В. Оценка подлинности растительных экстрактов, как сырья для БАД. Melissa officinalis L. - Мелисса лекарственная // Журнал «Рынок БАД». - 2006. - №4(30) август. - С. 27-29.

7. Эллер К.И., Власов A.M., Комарова Е.Л., Чукарина Е.В. Оценка подлинности растительных экстрактов, как сырья для БАД. Cassia acutifolia Del., С. angustifolia Vahl. - Кассия остролистная и узколистная // Журнал «Рынок БАД». - 2006. - №5(31) октябрь. - С. 41-44.

8. Чукарина Е.В. Определение арбутина и гидрохинона в сырье и фитопрепаратах, приготовленных на основе брусники и толокнянки // Материалы II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье». - Рязань, 2007. -С. 200-201.

9. Чукарина Е.В., Власов A.M., Эллер К.И. Определение арбутина и гидрохинона в листьях толокнянки, брусники и фитопрепаратах, приготовленных на их основе // Журнал «Вопросы питания». - 2007. - т. 76, №3. - С.82-87.

10. Щуревич Н.Н., Маркарян А.А., Вандышев В.В., Чукарина Е.В. Выявление характеристик подлинности листьев копытня европейского // Журнал «Фармация». - 2009. - № 8. - С. 16-18.

11. Рылина Е.В., Прокофьева В.И. Разработка методик определения фенольных соединений нефлавоноидной природы в лекарственном растительном сырье // Материалы 4 Всероссийской с международным участием научно-методической конференции «Фармобразование 2010» «Пути и формы совершенствования фармацевтического образования. Поиск новых физиологически активных веществ». Часть И. «Научные основы создания новых лекарственных средств». - Воронеж, 2010. - С. 328-330.

12. Chukarina E.V., Eller K.I. The determination of indicative nonflafonoid polyphenols compounds in food and medicnal plants // Сборник трудов 12 Международного конгресса Phytopharm. - Санкт-Петербург, 2008. - С. 29.

13. Eller K.I., Medvedev Yu. V., Rylina E.V., Koshechkina A.S. The development of analytical methods of determination of biologically and pharmacologically active substances in raw food materials of plant origin // Сборник трудов 14 Международного конгресса Phytopharm. - Санкт-Петербург, 2010. - С. 32.

Подписано в печать 17.11.201 Ог. Печать цифровая. Усл.п.л.1,5 Тираж 100 экз. Заказ № 307. Отпечатано в типографии «Реглет» 125315 г. Москва, Ленинградский проспект, д.74 к.1 Тел: 790-47-77; 661-60-89 www.reglet.ru

Актуальность темы

Использование лекарственных препаратов на растительной основе становится в последнее время все более актуальным. Такие лекарственные препараты обладают многочисленными положительными эффектами при минимальных побочных действиях. Одними из важнейших компонентов растительных экстрактов являются полифенольные антиоксиданты. Наряду с более изученными флавоноидами и производными гидроксикоричных кислот эта группа включает фенольные соединения нефлавоноидной природы (ФСНП), среди которых высокой биологической активностью обладают производные дигидроксистильбена (ресвератрол и пицеид), п-гидроксифенилэтанола (тирозол, гидрокситирозол и салидрозид), 1,4-дигидроксибензола (гидрохинон и арбутин) и 1,3,5-тригидроксибензола (флороглюцина) (флоретин и флоридзин), обладающие антиоксидантными, противовоспалительными, антивирусными, антибактериальными и антиаллергенными свойствами и другими типами биологической активности.

Описание отдельных лекарственных растений, содержащих ФСНП, легли в основу статей ряда зарубежных фармакопей (Европейской (РЬ. Еиг. VI), Британской (ВР 2009), Французской (РЬ. Бг. X), Немецкой (БАВ 2008), Американской травяной (АНР 2008), Японской (ЛР 15), Китайской) на корневища и корни горца гребенчатого, лист винограда культурного и вино из него, листья толокнянки обыкновенной, лист и масло оливы европейской, плоды яблони домашней. В отечественной нормативной документации качественный и количественный анализ ФСНП встречается только в трех статьях ГФ XI: определение салидрозида в корневищах и корнях родиолы розовой, определение арбутина в листьях брусники обыкновенной и толокнянки обыкновенной. Статья ГФ XI на корневища бадана, несмотря на высокое содержание в нем арбутина и гидрохинона, нормирует содержание только малоспецифичных дубильных веществ, не являющихся индикаторными компонентами сырья.

Идентификация и количественное содержание ФСНП в этих растениях и продуктах на их основе может позволить рассматривать их в качестве источника соответствующих ФСНП и при производстве лекарственных препаратов на их основе. Необходимость определения незначительных концентраций ФСНП на фоне сложного матрикса предъявляет высокие требования к селективности и чувствительности методов анализа, поэтому для проведения работ нами был выбран метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Цель и задачи исследования Цель: исследовать различные лекарственные и пищевые растительные источники на наличие фенольных соединений нефлавоноидной природы, установить их количественное содержание. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи.

1. Изучить физико-химические свойства ФСНП (растворимость, УФ- и видимые спектры, хроматографическая подвижность).

2. Подобрать оптимальные хроматографические условия анализа ФСНП на фоне сложного матрикса растительных объектов и продуктов на их основе.

3. Разработать методики пробоподготовки для сырья и продуктов на его основе, обеспечивающие наибольшую эффективность экстракции ФСНП из объектов при невысокой трудоемкости.

4. Оценить хроматографические параметры, метрологические характеристики, провести валидацию методик количественного определения.

5. Апробировать разработанные методики на лекарственном и пищевом растительном сырье, продуктах их переработки и лекарственных препаратах на их основе.

6. Подготовить проекты нормативной документации для лекарственного и пищевого растительного сырья, продуктов их переработки и лекарственных препаратов на их основе, содержащих ФСНП.

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук

Диссертационная работа выполнена в рамках НИР кафедры фармацевтической и токсикологической химии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова «Совершенствование контроля качества лекарственных средств», № госрегистрации 01.200.110545, «Разработка современных технологий подготовки специалистов с высшим медицинским и фармацевтическим образованием на основе достижений медико-биологических исследований. Per. №01.2.006.06352».

Научная новизна результатов исследования

Разработаны оригинальные методики идентификации и количественного определения индикаторных фенольных соединений нефлавоноидной природы: ресвератрола и пицеида в горце гребенчатом и винограде культурном; тирозола, гидрокситирозола и (или) салидрозида в родиоле розовой, красной щетке и оливе европейской; гидрохинона и арбутина в бруснике обыкновенной, толокнянке обыкновенной, бадане толстолистном и груше обыкновенной; флоретина и флоридзина в яблоне домашней.

Практическое значение результатов работы

Результаты работы переданы для использования в соответствующих статьях 4 части ГФ XII и включены в сборник «Методы анализа минорных биологически активных веществ пищи». Разработанные методики использовались при экспертизе более 100 образцов лекарственного и пищевого растительного сырья и продуктов на их основе для целей государственной регистрации БАД к пище растительного происхождения.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе три статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК России.

Апробация работы

Результаты исследований доложены на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» (май 2007, Рязань); Всероссийском симпозиуме «Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях» (к юбилею профессора О.Г.Ларионова) (июль 2007, Москва), X Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей «Итоги и перспективы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения Российской Федерации» (ноябрь 2007, Москва), Конгрессе «Фитофарм 2008» (июнь 2008, Санкт-Петербург), XI Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» (ноябрь 2008, Москва), на научных конференциях кафедры фармацевтической и токсикологической химии ММА им. И.М.Сеченова (с августа 2010 г Первый МГМУ им. И.М. Сеченова) (2006 - 2010 гг.); Конгрессе «Фитофарм 2010» (июнь 2010, Санкт-Петербург).

Объем и структура работы

Диссертация изложена на 112 стр. машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, результатов исследования и их обсуждения, выводов и библиографического указателя, включающего 95 источников. Работа иллюстрирована 42 рисунками и 32 таблицами.

6) Результаты работы по методикам определения фенольных соединений нефлавоноидной природы переданы для использования в соответствующих статьях 4 части ГФ XII и включены в сборник «Методы анализа минорных биологически активных веществ пищи». Разработанные методики используются при проведении экспертизы для государственной регистрации Б АД к пище растительного происхождения.