CC BY
23
Химия растительного сырья. 2020. №4. С. 139-147. DOI: 10.1425 8/jcpim.2020047448
УДК 615.322
СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ФРАКЦИЯХ ЭКСТРАКТА НАДЗЕМНОЙ ЧАСТИ ARNICA FOLIOSA NUTT.
© Т.А. Кроль, Л.В. Зиннатшина, Е.Р. Гатиатулина, А.И. Радимич, О.Л. Сайбель, Д.Н. Балеев, В.И. Осипов"
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений, ул. Грина, 7, Москва, 117216 (Россия), e-mail: [email protected]
Из представителей рода Arnica L. наиболее изучен и широко используется в медицинских целях вид Arnica montana L. Однако в связи с тем, что в большинстве европейских стран вид A. montana находится под угрозой исчезновения, в качестве альтернативного источника сырья исследуется возможность использования Arnica foliosa Nutt. Более глубокое изучение химического состава экстракта A. foliosa. может дать возможность расширения спектра его возможного применения. Целью данного исследования было получение эфирной, хлороформной, этилацетаной и бутанольной фракций экстракта надземной части растений A. foliosa и детальное изучение в них состава и содержания фенольных соединений методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с диодно-матричным детектированием в сочетании с масс-спектромет-рией высокого разрешения. Установлено, что фенольные соединения присутствуют только в этилацетатной и бутанольной фракциях; в хлороформной и эфирной фракциях они не обнаружены. В бутанольной фракциии экстракта A. foliosa обнаружено шестнадцать фенольных соединений, среди которых идентифицировано тринадцать производных кофеоилхинной кислоты и три флавоноида. Этилацетатная фракция содержит два основных фенольных соединения - 3,4-дикофеоилхин-ную и 4,5-дикофеоилхинную кислоты, и восемь соединений в следовых количествах. При этом общее содержание фенольных соединений в этилацетатной фракции было более чем в 2 раза больше, чем в бутанольной фракции.
Ключевые слова: Arnica foliosa Nutt., жидкостная хроматография, масс-спектрометрия высокого разрешения, фракционирование экстракта, фенольные соединения.
Введение
Интерес к препаратам из растительного сырья обусловлен широким спектром их фармакологической активности на фоне относительно низкой токсичности [1]. Разнообразные биологически активные вещества (БАВ), такие как фенольные соединения и терпеноиды, широко представлены в различных видах Asteraceae
- [2]. Научный интерес представляет род Arnica L.,
Кроль Татьяна Анатольевна - кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный
включающий около 30 видов [3], большинство из
сотрудник, e-mail: [email protected] которых произрастают в Северной Америке [4].
Зиннатшина Лидия Викторовна - кандидат Наиболее широко в медицинских целях ис-
биологических наук, научный сотрудник,
.... . i ■ A -i пользуется Arnica montana L. 15, 61. Например, e-mail: [email protected] J r r
Гатиатулина Евгения Рамильевна - кандидат ШСГОЙга цветков на 7°% эташда при^ндатта
медицинских наук, ведущий научный сотрудник, в качестве кровоостанавливающего средства, для
снижения артериального давления, при бессон-
e-mail: [email protected]
Радимич Андрей Иванович - старший научный сотрудник,
e-mail [email protected] а наружна дагарст^жьге ф°рмы - при
Сайбель Ольга Леонидовна - кандидат фармацевтических травмах и ревматических заболеваниях мышц и су-
наук, руководитель Центра химии и фармацевтической ставов [7 8]
технологии, e-mail: [email protected] ' „
„ „ „,, Химический состав БАВ A. montana доста-Ьалеев Дмитрий Николаевич - кандидат
сельскохозяйственных наук, ведущий научный точно хорошо изучен [9-13]. Известно, что фарма-
то^даш^ e-mail: dbaleev@gmailcom кологическая активность препаратов из этого вида
Осипов Владимир Ионович - доктор биологических наук, главный научный сотрудник, e-mail: [email protected]
* Автор, с которым следует вести переписку.
определяется присутствием фенольных соединений, в основном производными кофейной кислоты, и сескви-терпеновых лактонов [14-16].
Однако в связи с тем, что в большинстве европейских стран вид A. montana находится под угрозой исчезновения [17], в качестве альтернативного источника сырья исследуется возможность использования Arnica foliosa Nutt. [16]. Проводимые во многих странах, в том числе и России, исследования показали успешное возделывание этого вида в культуре и получение стабильных урожаев [18, 19].
Разработан метод получения сухого экстракта надземной части A. foliosa и на его основе различных лекарственных форм (суппозитории ректальные 0.05 г, крем 1.5% и гель 1% для наружного применения) [20, 21]. Проведены доклинические исследования их активности и безопасности [22].
В связи с этим целью нашего исследования было фракционирование экстракта надземной части растений A. foliosa и детальное изучение состава и содержания фенольных соединений в полученных фракциях методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с диодно-матричным детектированием в УФ области и в сочетании с масс-спектрометрией высокого разрешения (ВЭЖХ-УФ-МС). В работе приводятся данные только для этилацетатной и бутанольной фракций, в которых были обнаружены фенольные соединения. Получение очищенных фракций фенольных соединений и исследование их состава является важным условием для дальнейшего изучения их биологической активности.
Экспериментальная часть
Объектом исследований являлась воздушно-сухая надземная часть культивируемого растения Arnica foliosa Nutt., собранного в период цветения на опытном участке Ботанического сада ФГБНУ ВИЛАР (Москва, 55°33'N 37°35'E). Длина побегов исходных растений составляла 35-55 см. Сушку проводили в естественных условиях при температуре 28-35 °С и относительной влажности 50-62% в течение девяти дней. Высушенное сырье измельчали до размера частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 2 мм.
Для исследования использовали извлечение, полученное путем трехкратной экстракции 40% этанолом, в соотношении сырье - экстрагент 1 : 10, при температуре 50±2 °С и постоянном перемешивании. Водно-спиртовые извлечения фильтровали, объединяли и концентрировали в вакуум-роторном испарителе Hei-VAP Value (Heidolph, Германия) при температуре 50 °С до водной фазы.
Далее концентрированный экстракт переносили в делительную воронку и последовательно экстрагировали хлороформом (ХЛ), диэтиловым эфиром (ЭФ), этилацетатом (ЭА) и н-бутанолом (БУ). Экстракцию каждым органическим растворителем повторяли три раза, используя объемы, равные объемам водной фазы. Объединенные ХЛ, ЭФ, ЭА и БУ фракции концентрировали в вакуум-роторном испарителе досуха при температуре 50 °С.
Сухие образцы полученных фракций массой 30 мг (ХЛ и ЭФ), 3 мг (ЭА) и 13 мг (БУ) растворяли в 1 мл 40% (ЭА и БУ фракции) или 70% (ХЛ и ЭФ фракции) этанола в течение 60 мин при постоянном перемешивании (VORTEX Genie 2 (Scientific Industries, США)) при комнатной температуре, фильтровали (PTFE filter Clean 2, 0.45 мкм (Thermo Fisher Scientific, США)) и использовали для ВЭЖХ-УФ-МС анализа феноль-ных соединений.
ВЭЖХ система Agilent 1200 (Agilent Technologies, США) включала micrOTOF-Q-MS (Bruker, США) детектор высокого разрешения и диодно-матричный детектор (ДМД). Фенольные соединения разделяли на колонке XBridge C18 (100*2.1 mm i.d., 3.5 цш (Waters, Ирландия)) в градиенте двух систем: (A) 0.2%-ный водный раствор муравьиной кислоты; (Б) 0.2%-ный раствор муравьиной кислоты в ацетонитриле. Условия ВЭЖХ: 0-5 мин, 2% Б в A; 5-50 мин, 2-30% Б в A (линейный градиент); 50-70 мин, 30-70% Б в A (линейный градиент); 70-80 мин, 70% Б. Скорость потока - 0.3 мл/мин; детектирование при 280, 315 и 345 нм. УФ-спектры (200-400 нм) регистрировались автоматически на вершине каждого пика. Объем хроматографиру-емого образца - 5 мкл. Масс-спектрометрические условия: электроионизация в распыленном состоянии (ESI), регистрация отрицательных ионов в области 50-2000 m/z, напряжение на игле 4000 V, температура азота - 200 °С, скорость потока газа - 8.0 л/мин. Регистрацию масс-спектрометрических данных и их последующую обработку проводили с использованием программы DataAnalysis 4.0 (Bruker, США).
На основе точного измерения m/z значений иона [M-H]- рассчитывали моноизотопную массу и химическую формулу обнаруженных фенольных соединений. Анализировали также продукты распада иона [M-H]-, которые определяли, сравнивая профили всех m/z фрагментов масс-спектра. Ошибка сравнения экспериментальной и теоретической моноизотопных масс для всех соединений была в пределах ±5 ppm. Масс-
спектрометрические параметры, а также УФ-спектры и время удерживания, были использованы для идентификации фенольных соединений путем сравнения с характеристиками известных соединений из существующих баз данных: METLIN [23], Human metabolome database (HMD) [24], а также с данными, опубликованными в литературе.
Для количественного определения фенольных соединений использовали ВЭЖХ систему LaChrom (Merck-Hitachi, Япония) с диодно-матричным детектором. Разделение метаболитов проводили при вышеописанных условиях. Спектры фенольных соединений регистрировали в области 190-750 нм. Скорость потока - 0.3 мл/мин. УФ-спектры регистрировались автоматически на вершине каждого пика. Площадь пиков фенольных соединений определяли при различных длинах волн в зависимости от максимума поглощения соединения. Производные кофейной кислоты регистрировали при 315 нм, а флавоноиды - при 345 нм. Для получения калибровочных графиков использовали стандарты хлорогеновой кислоты, кверцетина и кемпфе-рола (Sigma-Aldrich, США).
Обсуждение результатов
ВЭЖХ-УФ анализ полученных фракций экстракта A. foliosa показал присутствие шестнадцати фе-нольных соединений (рис. 1, табл. 1). При этом фракции значительно отличались по их составу. Все феноль-ные соединения были обнаружены только в БУ фракции (рис. 1Б). Этилацетатная фракция содержала два основных соединения 9 и 12, но их количество было значительно выше, чем в БУ фракции (рис. 1A). В хлороформной и эфирной фракциях фенольных соединений не обнаружено.
При изучении УФ-спектров установлено, что тринадцать (1, 2, 3, 4, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 и 16) из шестнадцати обнаруженных фенольных соединений имели спектр, характерный для производных кофейной кислоты с максимумом в области 320-327 нм и плечом при 290-300 нм. Три соединения (5, 6 и 8) имели УФ-спектры с максимумом поглощения при 260-270 и 344-348 нм, что характерно для флавоноидов. Масс-спектры фенольных соединений содержали значения m/z ионов [M-H]-, [2M-H]-, а также некоторые m/z продукты фрагментации иона [M-H]- (табл. 1).
Рис. 1. ВЭЖХ-УФ (Base Peak Chromatogram (BPC), 280 нм) профиль фенольных соединений Arnica foliosa Nutt. в этилацетатной (A) и бутанольной (Б) фракциях
Таблица 1. Результаты ВЭЖХ-УФ-МС идентификации фенольных соединений в бутанольной (БУ) и этилацетатной (ЭА) фракциях экстракта Arnica foliosa Nutt.
m/z фрагменты (отрицательный за- Моноизо- Моноизо-
Фракция Время рад) топная Формула топная Оши- Фенольное соединение
№ (tR), мин ^max, Им [M-H]- [2M-H]" другие фрагменты масса определенная, Да соединения масса рассчитанная, Да бка, PPm
1 БУ 15.6 300 пл*, 323 353.0868 707.1835 191.0558 354.0947 C16H18O9 354.0951 -1.1 Хлорогеновая кислота
2 БУ 17.7 300 пл, 323 353.0867 707.1790 191.0545 354.0946 C16H18O9 354.0951 -1.4 4-Кофеоилхинная кислота
3 БУ 22.3 300 пл, 323 367.1027 735.2125 191.0546 368.1106 C17H20O9 368.1107 -0.3 5 -Ферулоилхинная кислота
4 БУ 22.5 300 пл, 319 515.1177 1031.2441 353.0870 516.1256 C25H24O12 516.1268 -2.3 1, 5 -Дикофеоилхин-ная кислота
5 БУ 28.8 253, 346 477.0660 955.1375 301.0340 478.0739 C21H18O13 478.0747 -1.8 Кверцетин-3-О-глюкуронид
6 БУ 29.2 255, 344 507.0779 1015.1590 331.0443 508.0858 C22H20O14 508.0853 1.0 Патулетин-3-О-глюкуронид
7 БУ 30.7 300 пл, 325 515.1182 1031.2386 353.0854 516.1261 C25H24O12 516.1268 -1.3 3,5-Дикофеоил-хинная кислота
8 БУ 31.7 266, 348 461.0696 923.1456 285.0386 462.0776 C21H18O12 462.0798 -4.8 Кемпферол-3-Р-Э-глюкуронид
9 БУ, ЭА 31.8 300 пл, 325 515.1169 1031.2931 353.0859 516.1248 C25H24O12 516.1268 -3.8 3,4-Дикофеоилхин-ная кислота
10 БУ 32.9 300 пл, 325 601.1183 1203.2373 557.1270; 439.0846; 602.1262 C28H26O15 602.1272 -1.7 1, 5 -Дикофеоил-3 -метоксиоксалоилх
395.0974 инная кислота
11 БУ 33.6 300 пл, 325 601.1172 1203.2374 557.1261; 439.0977; 602.1251 C28H26O15 602.1272 -3.5 3, 5 -Дикофеоил-1 -метоксиоксалоилх
395.0976 инная кислота
12 БУ, ЭА 34.9 300 пл, 325 515.1201 1031.2433 352.0846 516.1280 C25H24O12 516.1268 2.4 4,5 -Дикофеоилхин-ная кислота
13 БУ 35.3 300 пл, 327 601.1175 1203.2375 557.1257; 439.0841; 602.1254 C28H26O15 602.1272 -3.0 4,5 -Дикофеоил-1 -метоксиоксалоилх
395.0971 инная кислота
14 БУ 36.6 300 пл, 325 601.1164 1203.2399 557.1265; 439.0856; 602.1243 C28H26O15 602.1272 -4.8 3,4-Дикофеоил-3-метоксиоксалоилх
395.0977 инная кислота 3-Кофеоил-4-фе-
15 БУ 37.9 300 пл, 325 615.1326 1231.2675 571.1417; 409.1120 616.1405 C29H28O15 616.1428 -3.7 рулоил-5-метокси-оксалоилхинная кислота 3-Ферулоил-4-ме-
16 БУ 40.2 300 пл, 325 615.1330 1231.2653 571.1428; 409.1118 616.1409 C29H28O15 616.1428 -3.1 токсиоксалоил-5-кофеоилхинная кислота
Примечание: пл - плечо.
В таблице 1 представлены результаты идентификации фенольных соединений в бутанольной и этилацетатной фракциях экстракта A. foliosa. На основании этих данных, соединения 1 и 2 были идентифицированы как производные кофейной кислоты. Сравнивая время удерживания стандарта хлорогеновой кислоты, соединение 1 было идентифицировано как хлорогеновая кислота (3-кофеоилхинная кислота), а соединение 2 - как 4-кофеоилхинная кислота (криптохлорогеновая кислота). Хлорогеновая кислота и ее изомеры обнаружены у многих видов растений, в том числе и у A. montana [13, 25]. Наряду с кофеоилхинными кислотами обнаружена 5-ферулоилхинная кислота (3), которая ранее была идентифицирована в цветках A. montana [11, 13, 25, 26]. Соединения 4, 7, 9 и 12 (рис. 2) были идентифицированы как 1,5-, 3,5-, 3,4- и 4,5-дико-феоилхинные кислоты, что подтверждается присутствием в масс-спектрах m/z фрагмента 353.0856, который соответствует [M-H]- иону кофеоилхинной кислоты и данными, опубликованными в литературе [13, 25, 27]. Еще четыре производных кофейной кислоты (10, 11, 13 и 14) ранее были обнаружены в цветках A. montana и идентифицированы как изомеры дикофеоил-метоксиоксалоилхинной кислоты [11, 13, 25] и обнаружены нами в экстракте A. foliosa. Соединение 15 имело УФ-спектр, характерный для кофеоилхинных кислот, моноизотопную массу 616.1428 Да и m/z фрагменты 571.1417 [M-HCOO]- и 409.1120 [М-кофеоил-HCOO]-, что указывает на 3-кофеоил-4-ферулоил-5-метоксиоксалоилхинную кислоту [13]. Было обнаружено соединение
16 с аналогичной моноизотопной массой 616.1428 Да. Масс-спектр данного соединения также содержал основные m/z фрагменты 571.1417 [M-HCOO]- и 409.1120 ^-кофеоил-HCOO]-. Однако изучение m/z фрагментов иона [M-H]- соединения 16 в цветках A. montana показало, что это 3-ферулоил-4-метоксиоксалоил-5-кофеоилхинная кислота [13].
Соединение 5 было идентифицировано как кверцетин-3-О-глюкуронид, которое ранее было обнаружено в цветках A. montana [25] и в цветках Heterotheca inuloides Cass. [11]. Флавоноид 6 идентифицирован как патулетин-3-О-глюкуронид [28]. Флавоноид 8 плохо отделялся на хроматограмме от дикофеоил-хинной кислоты (9), поэтому его УФ-спектр был менее выражен, чем у других флавоноидов. Моноизотопная масса 462.0798 Да и формула C21H18O12 соединения 8 соответствовали значениям кемпферол-3-глюкуронида. Правильность идентификации подтверждается присутствием в масс-спектре m/z фрагмента 285.0386 [Кемпфе-рол-H]-, а также обнаружением этого флавоноида в цветках A. montana [25].
В результате исследования установлено, что основными соединениями ЭА фракции A. foliosa являются 3,4-дикофеоилхинная (53.80 мг/100 мг) и 4,5-дикофеоилхинная (15.87 мг/10 мг) кислоты, содержание которых составляет около 70% массы фракции. Еще три соединения (7, 13 и 14) присутствуют в минимальных количествах, а остальные десять, в том числе флавоноиды, не обнаружены. В БУ фракции общее содержание фенольных соединений было почти в два раза меньше, чем в ЭА фракции. Кроме того, основными соединениями БУ фракции были хлорогеновая кислота (11.93 мг/100 мг), патулетин-3-О-глюкуронид (7.09 мг/100 мг) и 1,5-дикофеоил-3-метоксиоксалоилхинная кислота (7.87 мг/100 мг) (табл. 2).
Рис. 2. Экстрагированные ионные хроматограммы m/z продуктов фрагментации иона [M-H]-, характерных для различных фенольных соединений бутанольной фракции экстракта Arnica foliosa Nutt.: А, ион m/z 515.11: 1,5-дикофеоилхинная кислота (4), 3,5-дикофеоилхинная кислота (7), 3,4-дикофеоилхинная кислота (9), 4,5-дикофеоилхинная кислота (12); Б, ион m/z 507.08: патулетин-3-О-глюкуронид (6); В, ион m/z 477.07: кверцетин-3-О-глюкуронид (5); Г, ион m/z 461.07: кемпферол-3-ß-D-глюкуронид (8); Д, ион m/z 601.12: 1,5-дикофеоил-3-метоксиоксалоилхинная кислота (10), 3,5-дикофеоил-1-метоксиоксалоилхинная кислота (11), 4,5-дикофеоил-1-метоксиоксалоилхинная кислота (13), 3,4-дикофеоил-3-метоксиоксалоилхинная кислота (14); Е, ион m/z 615.13: 3-кофеоил-4-ферулоил-5-метоксиоксалоилхинная кислота (15), 3-ферулоил-4-метоксиоксалоил-5-кофеоилхиновая кислота (16)
Таблица 2. Содержание фенольных соединений в различных фракциях экстракта Arnica foliosa Nutt., мг на 100 мг фракции
№ Время (tR), мин Фенольное соединение Фракция
этилацетатная бутанольная
1 15.6 Хлорогеновая кислота следы 11.93
2 17.7 4-Кофеоилхинная кислота 0 1.66
3 22.3 5-Ферулоилхинная кислота 0 0.68
4 22.5 1,5-Дикофеоилхинная кислота 0 1.10
5 28.8 Кверцетин-3-О-глюкуронид 0 1.62
6 29.2 Патулетин- 3 -О-глюкуронид следы 7.09
7 30.7 3,5-Дикофеоилхинная кислота 0.17 0.66
8 31.7 Кемпферол- 3-Р^-глюкуронид 0 0.27
9 31.8 3,4-Дикофеоилхинная кислота 53.80 2.29
10 32.9 1,5-Дикофеоил-3-метоксиоксалоилхинная кислота следы 7.87
11 33.6 3,5-Дикофеоил-1 -метоксиоксалоилхинная кислота следы 1.15
12 34.9 4,5-Дикофеоилхинная кислота 15.87 0.24
13 35.3 4,5-Дикофеоил-1 -метоксиоксалоилхинная кислота 0.28 1.52
14 36.6 3,4-Дикофеоил-3-метоксиоксалоилхинная кислота 0.17 0.50
15 37.9 3-Кофеоил-4-ферулоил-5-метоксиоксалоилхинная кислота следы 0.97
16 40.2 3-Ферулоил-4-метоксиоксалоил-5-кофеоилхинная кислота 0 0.22
Содержание производных кофейной кислоты 70.29 30.80
Содержание флавоноидов 0 8.98
Общее содержание фенольных соединений 70.29 39.78
Выводы
1. Методом ВЭЖХ-УФ-МС в ЭА и БУ фракциях экстракта Arnica foliosa Nutt. обнаружено шестнадцать фенольных соединений, среди которых идентифицировано тринадцать производных кофеоилхинной кислоты и три флавоноида. В ХЛ и ЭФ фракциях фенольные соединения отсутствуют.
2. Установлено, что ЭА фракция содержит два основных фенольных соединения - 3,4-дикофеоилхин-ную и 4,5-дикофеоилхинную кислоты, и восемь соединений в следовых количествах.
3. В БУ фракции обнаружены все шестнадцать фенольных соединений, но их общее содержание было почти в 2 раза меньше, чем в ЭА фракции.
Список литературы
1. Chakraborty R. Folk medicine of North East India and drug discovery: way to look forward // In: Sen S., Chakraborty R. (eds.). Herbal Medicine in India. Springer, 2020. Pp. 427-433.
2. Heinrich M., Robles M., West J.E., Ortiz de Montellano B.R., Rodriguez E. Ethnopharmacology of Mexican Asteraceae (Compositae) // Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 1998. Vol. 38. Pp. 539-565. DOI: 10.1146/annurev.pharmtox.38.1.539.
3. da Silva A.G., de Sousa C.P., Koehler J., Fontana J., Christo A.G., Guedes-Bruni R.R. Evaluation of an extract of Brazilian arnica (Solidago chilensis Meyen, asteraceae) in treating lumbago // Phytotherapy Research. 2010. Vol. 24(2). Pp. 283-287. DOI: 10.1002/ptr.2934.
4. Nichterlein K. Arnica montana (Mountain Arnica): in vitro culture and the production of sesquiterpene lactones and other secondary metabolites // In: Bajaj Y.P.S. (eds). Medicinal and Aromatic Plants VIII. Biotechnology in Agriculture and Forestry, Vol. 33. Springer, Berlin, Heidelberg, 1995. Pp. 47-61. DOI: 10.1007/978-3-662-08612-4_4.
5. Kriplani P., Guarve K., Baghael U.S. Arnica montana L. - a plant of healing: review // Journal of Pharmacy and Pharmacology. 2017. Vol. 69. Pp. 925-945. DOI: 10.1111/jphp. 12724.
6. Lass C., Vocanson M., Wagner S., Schempp C.M., Nicolas J.F., Merfort I., Martin S.F. Anti-inflammatory and immune-regulatory mechanisms prevent contact hypersensitivity to Arnica montana L. // Experimental Dermatology. 2008. Vol. 17(10). Pp. 849-857. DOI: 10.1111/j.1600-0625.2008.00717.x.
7. Perry N.B., Burgess E.J., Rodríguez Guitián M.A., Romero Franco R., López Mosquera E., Smallfield B.M., Joyce N.I., Littlejohn R.P. Sesquiterpene lactones in Arnica montana: helenalin and dihydrohelenalin chemotypes in Spain // Planta medica. 2009. Vol. 75(6). Pp. 660-666. DOI: 10.1055/s-0029-1185362.
8. Merfort I. Arnika - aktueller stand hinsichtlich Wirksamkeit, Pharmakokinetik und nebenwirkungen // Zeitschrift für Phytotherapie. 2010. Vol. 31(4). Pp. 188-192. DOI: 10.1055/s-0030-1262391.
9. Leven W., Willuhn G. Sesquiterpene lactones from Arnica chamissonis Less. VI. Identification and quantitative determination by high-performance liquid and gas chromatography // Journal of Chromatography A. 1987. Vol. 410. Pp. 329-342. DOI: 10.1016/S0021-9673(00)90063-3.
10. Schmidt T., Stausberg S., Von Raison J., Berner M., Willuhn G. Lignans from Arnica species // Natural Products Research. 2006. Vol. 20. Pp. 443-453. DOI: 10.1080/14786410500218591.
11. Lin L., Harnly J. Identification of hydroxycinnamoylquinic acids of arnica flowers and burdock roots using a standardized LC-DAD-ESI/MS profiling method // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2008. Vol. 56. Pp. 1010510114. DOI: 10.1021/jf802412m.
12. Staneva J., Denkova P., Todorova M., Evstatieva L. Quantitative analysis of sesquiterpene lactones in extract of Arnica montana L. by 'H NMR spectroscopy // Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2011. Vol. 54. Pp. 9499. DOI: 10.1016/j.jpba.2010.08.018.
13. Jaiswal R., Kuhnert N. Identification and characterization of two new derivatives of chlorogenic acids in Arnica (Arnica montana L.) flowers by high-performance liquid chromatography/tandem mass spectrometry // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2011. Vol. 59(8). Pp. 4033-4039. DOI: 10.1021/jf103545k.
14. Todorova M., Trendafilova A., Vitkova A., Petrova M., Zayova E., Antonova D. Developmental and environmental effects on sesquiterpene lactones in cultivated Arnica montana L. // Chemistry & Biodiversity. 2016. Vol. 13. Pp. 1-6. DOI: 10.1002/cbdv.201500307.
15. Ganzera M., Egger C., Zidorn C., Stuppner H. Quantitative analysis of flavonoids and phenolic acids in Arnica montana L. by micellar electrokinetic capillary chromatography // Analytica Chimica Acta. 2008. Vol. 614. Pp. 196-200. DOI: 10.1016/j.aca.2008.03.023.
16. Zheleva-Dimitrova D.Z., Balabanova V., Gevrenova R., Doichinova I., Vitkova A. Chemometrics-based approach in analysis of Arnicae flos // Pharmacognosy magazine. 2015. Vol. 11(44). Pp. 538-544. DOI: 10.4103/09731296.172958.
17. Falniowski A., Bazos I., Hodalova I., Lansdown R., Petrova A. Arnica Montana. The IUCN Red List of Threatened Species. 2011. e.T162327A5574104. DOI: 10.2305/IUCN.UK.2011-1.RLTS.T162327A5574104.en.
18. Алентьева О.Г., Коняева Е.А., Богачева Н.Г. Трава арники облиственной - новое сырье для получения препаратов // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2015. №10. С. 17-21.
19. Бабаева Е.Ю., Бондаренко О.В., Ворошилов А.И., Семкина О.А. Фармакогностическое изучение и морфомет-рические показатели травы арники облиственной и арники Шамиссо // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина. 2013. №3. С. 78-83.
20. Охотникова В.Ф., Семкина О.А., Джавахян М.А., Азаркова А.Ф., Качалина Т.Ф., Сокольская Т.А. Разработка суппозиториев на основе арники облиственной экстракта сухого // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2013. Т. 11. №5. С. 11-15.
21. Бортникова В.В., Крепкова Л.В., Михеева Н.С., Охотникова В.Ф., Сокольская Т.А. Экспериментальное изучение лекарственных форм, созданных на основе арники облиственной экстракта сухого // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2014. №3. С. 3-9.
22. Бортникова В.В., Крепкова Л.В., Михеева Н.С., Боровкова М.В. Доклиническое изучение безопасности арники облиственной (Arnica foliosa Nutt.) экстракта сухого // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2019. Т. 82. №5. С. 28-37. DOI: 10.30906/0869-2092-2019-82-5-28-35.
23. Guijas C., Montenegro-Burke J.R., Domingo-Almenara X., Palermo A., Warth B. METLIN: A technology platform for identifying knowns and unknowns // Analytical Chemistry. 2018. Vol. 90. Pp. 3156-3164. DOI: 10.1021/acs.anal-chem.7b04424.
24. Wishart D.S., Feunang Y.D., Marcu A. HMDB 4.0: the human metabolome database for 2018 // Nucleic Acids Research. 2018. Vol. 46(D1). Pp. 608-617. DOI: 10.1093/nar/gkx1089.
25. Clauser M., Aiello N., Scartezzini F., Innocenti G., Dall'Acqua S. Differences in the chemical composition of Arnica montana flowers from wild populations of north Italy // Natural Product Communications. 2014. Vol. 9 (1). Pp. 3-6. DOI: 10.1177/1934578X1400900102.
26. Jaiswal R., Sovdat T., Vivan F., Kunhert N. Profiling and characterization by LC-MSn of the chlorogenic acids and hydroxycinnamoyl shikimate esters in mate (Ilexparaquariensis) // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2010. Vol. 58. Pp. 5471-5484. DOI: 10.1021/jf904537z.
27. Gobbo-Neto L., Lopes N.P. Online identification of chlorogenic acids, sesquiterpene lactones, and flavonoids in the Brazilian arnica Lychnophora ericoides Mart. (Asteraceae) leaves by HPLC-DAD-MS and HPLC-DAD-MS/MS and a validated HPLC-DAD method for their simultaneous analysis // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2008. Vol. 56(4). Pp. 1193-1204. DOI: 10.1021/jf072812l.
28. Schröder E., Merfort I. Thermospray liquid chromatographic/mass spectrometric studies of flavonoid glycosides from Arnica montana and Arnica chamissonis extracts // Biological Mass Spectrometry. 1991. Vol. 20. Pp. 11-20. DOI: 10.1002/bms.1200200105.
Поступила в редакцию 6 марта 2020 г.
После переработки 1 апреля 2020 г.
Принята к публикации 30 апреля 2020 г.
Для цитирования: Кроль Т.А., Зиннатшина Л.В., Гатиатулина Е.Р., Радимич А.И., Сайбель О.Л., Балеев Д.Н., Осипов В.И. Состав и содержание фенольных соединений в различных фракциях экстракта надземной части Arnica foliosa Nutt. // Химия растительного сырья. 2020. №4. С. 139-147. DOI: 10.14258/jcprm.2020047448.
146
T.A. KPOÏÏb, n.B. 3HHHATmHHA, E.P. rATHATY.nHHA H flP.
Krol' T.A., Zinnatshina L. V., Gatiatulina E.R., Radimich A.I., Saybel O.L., Baleev D.N., Ossipov V.I. * COMPOSITION AND CONTENT OF PHENOLIC COMPOUNDS IN DIFFERENT FRACTIONS OF EXTRACT FROM PLANTS OF ARNICA FOLIOSA NUTT.
All-Russian Scientific Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants, Grina, 7, Moscow, 117216 (Russia),
e-mail: [email protected]
Among representatives of the genus Arnica L., the Arnica montana L. species is the most studied and widely used for medical purposes. However, due to the fact that the A. montana species is endangered in most European countries, the possibility to use Arnica foliosa Nutt. as an alternative source of phytochemicals is being investigated. A deeper study of the chemical composition of A. foliosa extract may give the opportunity to expand the spectrum of its possible application. The purpose of the research was to perform a detailed study of the composition and content of biologically active compounds the aerial part of A. foliosa by high performance liquid chromatography with diode array detection in combination with high-resolution mass spec-trometry. Sixteen phenolic compounds were detected in ethylacetate and butanol fractions of A. foliosa. There were identified thirteen derivatives of caffeoylquinic acid and three flavonoids. In the chloroform and diethyl ester fractions, phenolic compounds were absent. It was established that the ethylacetate fraction contains big amounts of two phenolic compounds - 3,4-dicaffeoylquinic and 4,5-dicaffeoylquinic acids, and eight compounds were presented in trace or very small quantities. All sixteen phenolic compounds were found in the butanol fraction, but their total content was almost 2-fold less than in the ethylacetate fraction.
Keywords: Arnica foliosa Nutt., Liquid chromatography, high resolution mass-spectrometry, fractionation of the extract, phenolic compounds.
References
1. Chakraborty R. Herbal Medicine in India, Springer, 2020, pp. 427-433.
2. Heinrich M., Robles M., West J.E., Ortiz de Montellano B.R., Rodriguez E. Annual Review of Pharmacology and Toxicology, 1998, vol. 38, pp. 539-565. DOI: 10.1146/annurev.pharmtox.38.1.539.
3. da Silva A.G., de Sousa C.P., Koehler J., Fontana J., Christo A.G., Guedes-Bruni R.R. Phytotherapy Research, 2010, vol. 24(2), pp. 283-287. DOI: 10.1002/ptr.2934.
4. Nichterlein K. In: Bajaj Y.P.S. (eds). Medicinal and Aromatic Plants VIII. Biotechnology in Agriculture and Forestry, Vol. 33. Springer, Berlin, Heidelberg, 1995, pp. 47-61. DOI: 10.1007/978-3-662-08612-4_4.
5. Kriplani P., Guarve K., Baghael U.S. Journal of Pharmacy and Pharmacology, 2017, vol. 69, pp. 925-945. DOI: 10.1111/jphp.12724.
6. Lass C., Vocanson M., Wagner S., Schempp C.M., Nicolas J.F., Merfort I., Martin S.F. Experimental Dermatology, 2008, vol. 17(10), pp. 849-857. DOI: 10.1111/j.1600-0625.2008.00717.x.
7. Perry N.B., Burgess E.J., Rodríguez Guitián M.A., Romero Franco R., López Mosquera E., Smallfield B.M., Joyce N.I., Littlejohn R.P. Planta medica, 2009, vol. 75(6), pp. 660-666. DOI: 10.1055/s-0029-1185362.
8. Merfort I. Zeitschrift für Phytotherapie, 2010, vol. 31(4), pp. 188-192. DOI: 10.1055/s-0030-1262391.
9. Leven W., Willuhn G. J. Chrom, 1987, vol. 410, pp. 329-342. DOI: 10.1016/S0021-9673(00)90063-3.
10. Schmidt T., Stausberg S., Van Raison J., Berner M., Willuhn G. Natural Products Research, 2006, vol. 20, pp. 443453. DOI: 10.1080/14786410500218591.
11. Lin L., Harnly J. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, vol. 56, pp. 10105-10114.
12. Staneva J., Denkova P., Todorova M., Evstatieva L. Journal of Chromatography A, 2011, vol. 54, pp. 94-99. DOI: 10.1016/j.jpba.2010.08.018.
13. Jaiswal R., Kuhnert N. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011, vol. 59(8), pp. 4033-4039. DOI: 10.1021/jf103545k.
14. Todorova M., Trendafilova A., Vitkova A., Petrova M., Zayova E., Antonova D. Chemistry & Biodiversity, 2016, vol. 13, pp. 1-6. DOI: 10.1002/cbdv.201500307.
15. Ganzera M., Egger C., Zidorn C., Stuppner H. Analytica Chimica Acta, 2008, vol. 614, pp. 196-200. DOI: 10.1016/j.aca.2008.03.023.
16. Zheleva-Dimitrova D.Z., Balabanova V., Gevrenova R., Doichinova I., Vitkova A. Pharmacognosy magazine, 2015, vol. 11(44), pp. 538-544. DOI: 10.4103/0973-1296.172958.
17. Falniowski A., Bazos I., Hodálová I., Lansdown R., Petrova A. The IUCN Red List of Threatened Species, 2011, e.T162327A5574104. DOI: 10.2305/IUCN.UK.2011-1.RLTS.T162327A5574104.en
18. Alent'yeva O.G., Konyayeva Ye.A., Bogacheva N.G. Voprosy biologicheskoy, meditsinskoy i farmatsevticheskoy khimii, 2015, no. 10, pp. 17-21. (in Russ.).
19. Babayeva Ye.Yu., Bondarenko O.V., Voroshilov A.I., Semkina O.A. Vestnik Rossiyskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Meditsina, 2013, no. 3, pp. 78-83. (in Russ.).
20. Okhotnikova V.F., Semkina O.A., Dzhavakhyan M.A., Azarkova A.F., Kachalina T.F., Sokol'skaya T.A. Voprosy biologicheskoy, meditsinskoy i farmatsevticheskoy khimii, 2013, vol. 11, no. 5, pp. 11-15. (in Russ.).
21. Bortnikova V.V., Krepkova L.V., Mikheyeva N.S., Okhotnikova V.F., Sokol'skaya T.A. Voprosy biologicheskoy, meditsinskoy i farmatsevticheskoy khimii, 2014, no. 3, pp. 3-9. (in Russ.).
22. Bortnikova V.V., Krepkova L.V., Mikheyeva N.S., Borovkova M.V. Eksperimental'naya i klinicheskaya farma-kologiya, 2019, vol. 82, no. 5, pp. 28-37. DOI: 10.30906/0869-2092-2019-82-5-28-35. (in Russ.).
* Corresponding author.
23. Guijas C., Montenegro-Burke J.R., Domingo-Almenara X., Palermo A., Warth B. Analytical Chemistry, 2018, vol. 90, pp. 3156-3164. DOI: 10.1021/acs.analchem.7b04424.
24. Wishart D.S., Feunang Y.D., Marcu A. Nucleic Acids Research, 2018, vol. 46(D1), pp. 608-617. DOI: 10.1093/nar/gkx1089.
25. Clauser M., Aiello N., Scartezzini F., Innocenti G., Dall'Acqua S. Natural Product Communications, 2014, vol. 9 (1), pp. 3-6. DOI: 10.1177/1934578X1400900102.
26. Jaiswal R., Sovdat T., Vivan F., Kunhert N. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, vol. 58, pp. 5471-5484. DOI: 10.1021/jf904537z.
27. Gobbo-Neto L., Lopes N.P. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, vol. 56(4), pp. 1193-1204. DOI: 10.1021/jf072812l.
28. Schröder E., Merfort I. Biological Mass Spectrometry, 1991, vol. 20, pp. 11-20. DOI: 10.1002/bms.1200200105.
Received March 6, 2020 Revised April 1, 2020 Accepted April 30, 2020
For citing: Krol' T.A., Zinnatshina L.V., Gatiatulina E.R., Radimich A.I., Saybel O.L., Baleev D.N., Ossipov V.I. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2020, no. 4, pp. 139-147. (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2020047448.
