CC BY
24CHEMIA |ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АРБУТИНА В ЛЕКАРСТВЕННОМ СЫРЬЕ РАСТЕНИЙ СЕМЕЙСТВА ВЕРЕСКОВЫЕ МЕТОДОМ ВЭЖХ-МС/МС
Ермолаева Ольга Михайловна
Ярославский Государственный Медицинский Университет, преподаватель
ARBUTIN DETERMINATION IN THE MEDICINAL MATERIAL OF PLANTS OF THE FAMILY ERICACEAE BY HPLC-MS/
Olga Ermolaeva Yaroslavl State Medical University, lecturer
АННОТАЦИЯ
Целью данного исследования является качественное обнаружение и количественное определение арбутина в лекарственном сырье растений семейства вересковые методом тандемной высокоэффективной жидкостной хромато-масс-спектрометрии. Проведена оптимизация условий масс-спектрометрического определения для режима тандемного масс-детектирования арбутина и гидрохинона. Проанализированы образцы, полученные ультразвуковой экстракцией из сухого сырья толокнянки обыкновенной, брусники обыкновенной, голубики болотной, черники обыкновенной и черники кавказской, арктоуса альпийского. Выявлено значительное содержание арбутина в листьях арктоуса альпийского и толокнянки обыкновенной. Определены сезонная динамика накопления арбутина в листьях и его содержание в надземных и подземных органах арктоуса альпийского.
ABSTRACT
The aim of this study is the qualitative detection and quantitative determination of arbutin in the medicinal material of plants of the family Ericaceae by HPLC-MS/MS. Optimization of the conditions of mass spectrometric determination mode tandem mass detection of arbutin and hydroquinone was made. Analyzed samples were obtained by ultrasonic extraction from the dry leaves of Arctostaphylos uva-ursi L., Vaccinium vitis-idaea L., Vaccinium uliginosum L., Vaccinium myrtillus L., Vaccinium arctostaphylos L., Arctous alpina (L.) Niedenzu. The study have shown the significant content of arbutin in the leaves of Arctous alpina and Arctostaphylos uva-ursi. Seasonal dynamics of the accumulation of arbutin in the leaves and its contents in aboveground and underground organs of Arctous alpina were defined.
Ключевые слова: арбутин, ВЭЖХ-МС/МС, толокнянка обыкновенная, брусника обыкновенная, голубика болотная, черника обыкновенная и черника кавказская, арктоус альпийский.
Keywords: arbutin, HPLC-MS/MS, Arctostaphylos uva-ursi L., Vaccinium vitis-idaea L., Vaccinium uliginosum L., Vaccinium myrtillus L., Vaccinium arctostaphylos L., Arctous alpina (L.) Niedenzu.
Простые фенольные соединения являются активными участниками биохимических реакций в растительной клетке. Они влияют на направление окислительно-восстановительных процессов; являются исходными компонентами лигнина и некоторых полисахаридов; защищают ли-пиды мембран от окисления; накапливаются в тканях при их механическом повреждении; защищают фотосинтетический и генетический аппарат от воздействия УФ-излу-чения; увеличивают солетолерантность растения и морозоустойчивость [4, 13, 16].
Арбутин (арбутозид, эриколин) - гидрохинон - в -Б-глюкопиранозид - гликозид фенольного типа. В значительных количествах он накапливается в холодоустойчивых растениях. Благодаря мембраностабилизирующим свойствам арбутин защищает клеточные мембраны от разрушения под влиянием низких температур, продолжительной дегидратации и других неблагоприятных факторов. В наибольшей мере его протективное действие проявляется в отношении мембран, не имеющих бишаровой структуры [2]. Под влиянием фермента арбутазы арбутин расщепляется на глюкозу и свободный гидрохинон.
Арбутин известен выраженным мочегонным действи-
ем, противомикробной [3], противовоспалительной и ан-тиоксидантной активностью [9], угнетает патологическую активность тирозиназы и синтез меланина [1,10,12,15]. Кроме того он способен подавлять а-амилазу и а-глюкози-дазу, проявляя тем самым гипогликемическую активность [6].
Нами был предпринят сравнительный анализ содержания арбутина в листьях толокнянки обыкновенной, брусники обыкновенной, голубики болотной, черники обыкновенной и черники кавказской, арктоуса альпийского.
Листья брусники и толокнянки используются в официальной медицине в качестве мочегонного уросептического средства [11,12]. Отвар листьев арктоуса с той же целью применяется лишь в народной медицине. Но отмечена эффективность биокомпозитов, в состав которых входил отвар листьев арктоуса, в комплексном восстановительном лечении бронхитов, послеожогового келоида, флегмон полости рта одонтогенной и неодонтогенной этиологии [7, 8, 14]. Настои из листьев голубики, черники обыкновенной и кавказской применяются в народной медицине в качестве сахароснижающего средства, а также при воспалительных процессах мочевыводящих путей [4,15].
Объектами исследования служили листья толокнянки, брусники и арктоуса, собранные в августе 2012 года в Мурманской и Архангельской областях РФ; листья голубики и черники обыкновенной, собранные в августе 2013 года в Костромской области РФ; листья черники кавказской, собранные в августе 2014 года на территории Кавказского биосферного заповедника. Август и сентябрь - месяцы оптимального срока заготовки арбутинсодержащего сырья [13]. Для изучения сезонной динамики накопления арбутина в надземных и подземных органах арктоуса заготовка сырья была выполнена в мае, июле и августе 2012-2013 года в Мурманской и Архангельской областях.
Перед проведением анализа растительного сырья была
Результаты оптимизации
выполнена оптимизация условии масс-спектрометриче-ского определения для режима тандемного масс-детекти-рования и регистрации отрицательных ионов (табл. 1). В результате были определены следующие условия проведения анализа: система ВЭЖХ-МС/МС AB Sciex Qtrap 3200; хроматографическая колонка с обращено-фазовым сорбентом Acclaim RSLC, 150 х 2.1 мм, 3 мкм, «Thermo»; объем ввода: 0,020 мл; ионизация: электрораспыление с термофокусировкой (HESI); сканирование: MS/MS (SRM); градиентный состав подвижной фазы: ацетонитрил, 0.5% раствор кислоты муравьиной (HCOOH) в воде; скорость подачи элюента - 0,40 мл/мин; время единичного анализа составляло около 2 мин.
Таблица 1
условий масс-детектирования
Аналит Ион-прекурсор (m/z) Дочерний ион (m/z) Потенциал декласте-ризации, В Энергия соударений, В
Арбутин 271 161 -22 -16
Гидрохинон 109 81 -42 -15
По результатам оптимизации было принято решение проводить определение гидрохинона с помощью УФ-де-тектора, так как масс-спектрометрическое определение этого соединения не дало удовлетворительных результатов. Однако даже УФ-детектирование гидрохинона не позволило получить статистически значимый результат для серии полученных образцов.
Все образцы были приготовлены из сухого растительного сырья с соблюдением следующего соотношения: к точной навеске 0,1000 г измельченного сырья добавляли 10 мл 70% спирта этилового и проводили ультразвуковую
экстракцию в течение 30 минут. Полученные спиртовые извлечения разбавлялись 5-кратным количеством воды очищенной, далее 1 мл полученного раствора центрифугировался (2500 об/мин - 10 минут), надосадочная жидкость отбиралась, пропускалась через микрофильтр и вводилась в анализ. Образцы готовились в шести повторах для каждого типа сырья. Для расчета концентраций в образцах использовалась линейная калибровочная кривая, полученная на основе измерений серии стандартных растворов в диапазоне концентраций 130-6500 нг/мл, рассчитанная по взвешенной линейной регрессии (рис. 1)._
б,00Е+ 04 5,00Е+ 04 4,00Е+ 04 3,00Е+ 04 2,00Е+ 04 1,00Е+ 04 0,00Е+ 00 -1,00Е+ 04
Арбутин
у = 10,б88х- 1272,5 R1 = 0,9988
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Рис. 1. Калибровочная кривая
Анализ образцов, полученных из сухого сырья шести видов растений семейства вересковые, позволил получить следующие результаты: наибольшее содержание арбутина наблюдается в листьях арктоуса и толокнянки. Содержа-
ние арбутина в листьях черники обыкновенной, черники кавказской и голубики незначительно. Коэффициент вариации для серий измеренных образцов не превысил 15%.
Таблица 2
Содержание арбутина в листьях растений семейства вересковые (мкг/г сухого вещества)
Толокнянка Брусника Черника обыкновенная Черника кавказская Голубика Арктоус
4701,0±244,2 2748,5±363,1 25,4±1,1 20,1±1,16 4,5±0,585 5918±112,4
Определив содержание арбутина в листьях арктоуса большее, чем в фармакопейном растительном сырье толокнянки и брусники, было решено провести дополнительные испытания надземных и подземных органов арктоуса альпийского. Анализ полученных образцов по-
Содержание арбутина в надземных и подз
казал высокое содержание арбутина в листьях весеннего сбора>цветках>листьях летнего сбора>побегах осеннего сбора>корнях осеннего сбора (табл. 3). Накопление арбутина в плодах арктоуса незначительно. Коэффициент вариации для серий измеренных образцов не превысил 15%.
Таблица 3
ных органах арктоуса (мкг/г сухого вещества)
Корни осеннего сбора Побеги осеннего сбора Листья весеннего сбора Цветки Листья летнего сбора Плоды
111,5±7,4 407,0±35,0 2572,8±212,2 1659,8±151,0 1665,5±113,0 42,2±5,12
Таким образом, в ходе анализа фармакопейного и нефармакопейного лекарственного сырья растений семейства вересковые, проведенного методом тандемной высокоэффективной жидкостной хроматомасс-спектро-метрии:
1. подтверждено высокое содержание арбутина в листьях толокнянки и брусники;
2. показано его незначительное количество в листьях голубики, черники обыкновенной и черники кавказской, широко применяемых в народной медицине и рекомендуемых для приготовления уросептических настоев;
3. выявлено значительное содержание арбутина в листьях арктоуса альпийского осеннего сбора, подтверждающее эффективность их применения в экспериментальной и народной медицине в качестве мочегонного и антисептического средства;
4. определена сезонная динамика накопления арбутина в листьях арктоуса с высоким его содержанием во время цветения, спадом в летний период и максимальным накоплением в период плодоношения;
5. получены данные о содержании арбутина в надземных и подземных органах арктоуса альпийского в течение всего периода вегетации.
Разработанная и оптимизированная методика определения арбутина методом ВЭЖХ-МС/МС в растительном сырье различного типа характеризуется воспроизводимостью, прецизионностью и селективностью.
Список использованной литературы
1. Akiu, S. Inhibitory effect of arbutin on melanogenesis biochemical study using cultured B16 melanoma cells/ S. Akiu [et al.] // Nippon Hifuka Gakkai Zasshi.— 1991.— Vol. 101, №6.— Р. 609-613.
2. Hincha, D. K. Lipid composition determines the effects of arbutin on the stability of membranes / D.K. Hincha [et al.] // Biophys. J.— 1999.— Vol. 77, №4.— Р. 2024-2034.
3. Holopainen, M. Antimicrobial activity of some Finnish ericaceous plants/M. Holopainen [et al.] // Acta Pharm. Fennica.— 1988. - №5— P.197-202.
4. Pendleton, J. Plants as medicine: healing compounds derived from medicinal herbs.- Traditional healing press.-
2013.- 148 p
5. Silvestre L., Tarcomnicu I., Savu S.R. Tandem mass spectrometry. Applications and principles//Dr. Jeevan Prasain Edition - InTech, 2012.-794 p.
6. Yousefi F. Hypoglycaemic activity of Pyrus biossieriana Buhse leaf extract and arbutin: inhibitory effects on alpha-amylase and alpha glucosidase/F. Yousefi, S.Mahjoub//Caspian Journal Internal Medicine.- 2013.-№4.-P.763-767.
7. Аргунов, А.В. Научное обоснование мультипликативных технологий использования природных лечебных факторов курорта Сочи в комплексном восстановительном лечении детей с келоидными рубцами и контрактурами конечностей после ожоговой травмы: Автореф. дис.... канд. мед наук /А.В.Аргунов.- Сочи, 2008.-38 с.
8. Баяндуров, С.Э. Фитотерапия как ингредиент восстановительного лечения больных хроническими бронхитами в условиях горноклиматического курорта Красная поляна: Автореф. дис..канд. мед наук/ С.Э. Баяндуров. - Сочи, 2007.-23 с.
9. Волобой, Н.Л. Антиоксидантный и прооксидант-ный эффекты арбутина и гидрохинона в эксперименте in vitro/Н.Л. Волобой, Я.Ф. Зверев, В.М. Брюханов и др// Бюллетень сибирской медицины.-2011.-№5.-С.41-44.
10. Гольдберг Е.Г., Зуева Е.П. Препараты из растений в комплексной терапии злокачественных новообразований. - Томск: Томский университет.- 2000.- 128 с.
11. Государственная фармакопея СССР. XI издание, М.: Медицина, 1991. - 360 с.
12. Куцик, Р.В. Толокнянка обыкновенная - аналитический обзор / Р.В. Куцик, М.Б. Зузук, А.Т. Недоступ // Провизор.-2003.-№18.- С. 45-52.
13. Растительные ресурсы СССР: цветковые растения, их химический
состав, использование. Семейства Magnoliaceae -Limoniaceae/ под.ред. А.А. Федорова.-Л.:Наука, 1985.-Т.1.-260 с.
14. Шевченко, Л.В. Концептуализация, методический и методологический инструментарий восстановительного лечения в ЛПУ и здравницах больных после оперативных вмешательств по поводу периапикальных абсцессов и флегмон полости рта: дис. . канд. мед наук./Л.В. Шевчен-
-7S-
ко - Сочи, 2009.- 335 с. физиологов, биохимиков. - Томск, 1957. - С. 95-96.
15. Кузнецова, Н.П. Фармакологические данные ис- 16. Шретер А.И. Лекарственная флора советского следований некоторых лекарственных растений Восточ- Дальнего Востока. М.: Медицина, 1975.- 328 с ной Сибири [Текст] / Н.П. Кузнецова, В.К. Кустов, В.К. Лужинский, С.Р. Семенов [и др.] // Тез. докл. науч. конф.
ПОЛУЭМПИРИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ЭНТАЛЬПИЙ СГОРАНИЯ АМИДОВ И
АНИЛИДОВ
Аубакиров Ермек Айтказимович
доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой Казахский национальный университет им.аль-Фараби Рыскалиева Алма Каирлаповна кандидат химических наук, PhD, доцент Казахский национальный университет им.аль-Фараби Балтабаев Мурат Ергалиевич кандидат химических наук, PhD, старший научный сотрудник Казахстанско-Британский технический университет Мурзагалиева Маншук Гинаятовна кандидат химических наук, доцент Казахский национальный университет им.аль-Фараби A SEMI-EMPIRICAL METHOD FOR CALCULATING THE ENTHALPY OF COMBUSTION OF AMIDES AND ANILIDES Aubakirov E.A. doctor of chemistry science, professor, Al-Farabi Kazakh National University Ryskaliyeva A.K. candidate of chemistry science, PhD, assistant professor, Al-Farabi Kazakh National University Baltabayev M.E. candidate of chemistry science, PhD, Senior Researcher Kazakh-British Technical University Myrzagaliyeva M.G. candidate of chemistry science, assistant professor, Al-Farabi Kazakh National University
АННОТАЦИЯ
Проведена апробация новых корреляционных соотношений, которые получены на основе статистического сравнения хода изменения термохимических свойств азотсодержащих органических веществ - амидов и анилидов с ходом изменения молярного количества атомов кислорода в реакциях сгорания этих веществ. Впервые эти соотношения применены для определения энтальпий сгорания других амидов и анилидов с целью испытания надежности прогнозных расчетов и в целом вышеуказанных соотношений. Показано, что прогнозные расчетные величины энтальпий сгорания, полученные на основе новых соотношений хорошо согласуются с опытными значениями энтальпий сгорания других амидов и анилидов, взятые из литературных источников.
ABSTRACT
The approbation of the new correlation ratio, which are derived on the basis of statistical comparisons course changes of the thermochemical properties of nitrogen-containing organic compounds - amides and anilides with the course change of the molar amount of oxygen atoms in reactions of combustion of these substances. For the first time these relations are used to determine the enthalpy of combustion of other amides and anilides in order to test the reliability of forecasting calculations and the whole of the above ratios. It is shown that the forward-looking estimates enthalpies of combustion, obtained on the basis of new relations are in good agreement with the experimental values of the enthalpy of combustion of other amides and anilides, taken from the literature. Ключевые слова: энтальпия сгорания, амиды, анилиды, корреляционные соотношения, термохимические свойства Keywords: enthalpy of combustion, amines, anilides, correlation ratio, thermochemical properties
Постановка проблемы. Азотсодержащие органические соединения получили широкое применение в качестве пластификаторов бумаги, искусственной кожи, поливи-нилхлорида, а также в производстве полимеров и средств защиты растений.
При изучении механизма химических реакций и термодинамического равновесия для целенаправленного синтеза азотсодержащих органических соединений с заданными свойствами, а также при разработке оптимальных технологических процессов для их промышленного производства необходимо применять термохимические величины, поэтому наряду с изучением строения и свойств амидов и анилидов, были проведены экспериментальные исследования их термохимических свойств [1-8].
Выделение нерешенных ранее частей общей проблемы. Ввиду того, что экспериментальные калориметрические методы исследования термохимических свойств веществ являются трудоемкими, то они требуют затрат огромного количества рабочего времени большого числа специалистов по калориметрии и вспомогательному оборудованию. Поэтому, исследователи большее значение начинают придавать расчетно-теоретическим методам исследования термохимических свойств изучаемых им веществ [9].
Цель статьи. Целью статьи является изучение и анализ эффективности эмпирических закономерностей в форме корреляционных соотношений для расчета и прогнозирования термохимических характеристик сгорания азотсодержащих органических соединений - амидов и анилидов,
