![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Первым этапом для изучения их индивидуальной активности является их выделенные и структурное охарактеризование, что на сегодняшний день является нерешенной задачей. Разработка способов определения концентраций, выделения, очистки и установления структурных особенностей такого рода веществ является первым и наиболее сложным шагом в изучении особенностей их физиологической активности. В дальнейшем выделенные индивидуальные соединения могут стать основой новых искусственных препаратов, обладающих высокой адаптогенной активностью. Научная новизна проекта заключается в создании комплексного подхода к выделению и идентификации макро- и микрокомпонентов растительного сырья. Фактически, в настоящий момент в литературе предлагается разработка индивидуальных методик для каждого соединения, что существенно затрудняет изучение соединений-адаптогенов.
The first step to examine their individual activity is their isolation and structural characterization. Today it is an unsolved problem. The first and most difficult step in studying such a substances characteristics and physiological activity is a development of methods for their concentration assessment, isolation, purification and structural identification. In the future, the selected individual compounds may be the basis of new synthetic drugs with high adaptogenic activity. The scientific novelty of the project is to create a complex approach to the isolation and identification of macro- and micro components of plant raw materials. At the moment in the literature proposed development of individual methods for each compound, which greatly complicates the study of adaptogens.
По результатам выполнения проекта планируется, что будут: Предложен экспериментально апробированный подход для выделения макро- и микрокомпонентов растений, обладающих ярко выраженной адаптогенной активностью. Выбраны условия эффективного хроматографического разделения основных и сопутствующих компонентов экстрактов из исследуемых растений на коммерчески доступных колонках. Разработаны алгоритмы исследования структур с использованием методов тандемной масс- спектрометрии. Осуществлено выделение и установление структур ранее не описанных адаптогенных компонентов растений. Полученные результаты будут соответствовать мировому уровню исследований. Полученные результаты в дальнейшем будут переданы в профильные организации, занимающиеся изучением физиологической активности органических соединений для их тестирования в экспериментах in-vivo и in-vitro. Выделенные компоненты могут стать важными действующими веществами в новых высокоэффективных комбинированных адаптогенных фармацевтических препаратах. Предложенные методы выделения могут быть использованы в качестве отправной точки для создания методик выработки указанных соединений в промышленных масштабах, а также контроля качества препаратов на основе растительных материалов.
Предложен экспериментально апробированный подход для выделения макро- и микрокомпонентов растений, обладающих ярко выраженной адаптогенной активностью. Выбраны условия эффективного хроматографического разделения основных и сопутствующих компонентов экстрактов из исследуемых растений на коммерчески доступных колонках. Разработаны алгоритмы исследования структур с использованием методов тандемной масс- спектрометрии. Осуществлено выделение и установление структур ранее не описанных адаптогенных компонентов растений. Полученные результаты будут соответствовать мировому уровню исследований. Полученные результаты в дальнейшем будут переданы в профильные организации, занимающиеся изучением физиологической активности органических соединений для их тестирования в экспериментах in-vivo и in-vitro. Выделенные компоненты могут стать важными действующими веществами в новых высокоэффективных комбинированных адаптогенных фармацевтических препаратах. Предложенные методы выделения могут быть использованы в качестве отправной точки для создания методик выработки указанных соединений в промышленных масштабах, а также контроля качества препаратов на основе растительных материалов.
грант РНФ |
# | Сроки | Название |
1 | 20 апреля 2017 г.-15 декабря 2017 г. | Новые подходы к выделению и групповой идентификации адаптогенов растительного происхождения на основе тандемной хроматомасс-спектрометрии |
Результаты этапа: На примере стероидных спиростаноловых и фуростаноловых сапонинов якорцев стелящихся были исследованы возможности применения нескольких классических техник жидкостной экстракции для извлечения полярных и неполярных компонентов из растительного сырья. Методами однофакторного и двухфакторного эксперимента было изучено влияние таких параметров, как состав и концентрация экстрагента, время экстракции, температура и соотношение фаз, на степень извлечения. При проведении ультразвуковой экстракции наибольшая степень извлечения наблюдалась при использовании изопропанола и ацетонитрила в качестве органических растворителей. Было показано, что степень извлечения протодиосцина и диосцина повышается с увеличением отношения фаз до 100 мл/г и затем практически не изменяется при более высоких отношениях. Следовательно, оптимальное отношение фаз при экстракции - 100 мл/г, т.к. в таком случае необходимо использовать минимальное количество органических растворителей. Для смесей двух выбранных растворителей изопропанола и ацетонитрила с концентрациями от 30% до 100% было установлено, что извлечение протодиосцина и диосцина повышается, при изменении концентрации изопропанола (ацетонитрила) с 30% до 50%. Оптимальная концентрация изопропанола составляет от 50% до 60%, оптимальный диапазон концентраций оказывается более широким (от 50% до 80%) в случае использования ацетонитрила в качестве растворителя. Однако наблюдается снижение эффективности экстракции при повышении концентрации изопропанола с 60%. По достижении концентрации изопропанола и ацетонитрила, равной 50%, степень извлечения была максимальной. Было показано, что степень извлечения значительно увеличивается за первые 60 мин ультразвуковой экстракции. Большая продолжительность экстракции приводит к разложению протодиосцина, поэтому оптимальная длительность экстракции составляет 60 мин. Полнота извлечения была оценена с помощью метода последовательной экстракции. Было установлено, что в выбранных условиях проведения ультразвуковой экстракции на первом акте экстракции извлекается не менее 78% протодиосцина и не менее 64% диосцина от общего содержания аналитов, полученных в ходе 5 актов экстракции. Исследовано влияние органического растворителя на эффективность экстракции в кипящем растворителе (ЭКР) и экстракции в кипящем растворителе при пониженном давлении (ЭКРПН). Изучено влияние органических растворителей (изопропанола и ацетонитрила) в составе экстрагента на степень извлечения протодиосцина и диосцина из T. terrestris. Максимальная степень извлечения протодиосцина наблюдается в 50% растворе изопропанола. Оптимальный диапазон содержаний изопропанола в экстрагенте для извлечения диосцина составляет от 50% до 80%. При проведении экспериментов по изучению влияния состава фаз при экстракции было показано, что в варианте ЭКР отношение фаз, равное 200 мл/г, обеспечивает наибольшее извлечение протодиосцина и диосцина. Проведен двухфакторный эксперимент с целью изучения влияния длительности экстракции и температуры на полноту извлечения протодиосцина и диосцина наиболее перспективными методами экстракции - ЭКР и ЭКРПН. Увеличение времени экстракции для ЭКР с 60 до 240 мин приводит к термическому разложению протодиосцина, и его содержание в экстракте снижается. Аналогично для экстракции в аппарате Сокслета (СЭ) длительная экстракция приводит к разложению протодиосцина при кипячении с обратным холодильником, а оптимальное время экстракции оказалось 12 часов. Из проведенных экспериментов было установлено, что степень извлечения протодиосцина и диосцина методами ЭКР, ЭКРПН и СЭ в выбранных оптимальных условиях экстрагирования была приблизительно в 2 раза выше, чем на первом акте УЗЭ и более чем в 1.2 раза выше, чем общее содержание аналитов, полученных в ходе 5 актов УЗЭ. Изучено хроматографическое разделение и масс-спектрометрическое поведение спиростаноловых и фуростаноловых сапонинов якорцев стелящихся, а также флавоноидных гликозидов шлемника байкальского. Разработан подход для хромато-массспектрометрического определения протодиосцина и диосцина методом ВЭЖХ-МС в растительных экстрактах. Разработан подход для хромато-массспектрометрического определения вогонина, скутелларина, байкалина, байкалеина методом ВЭЖХ-МС в растительных экстрактах. Выявленные зависимости отклика масс-спектрометрического детектора от условий детектирования (потенциала декластеризации, входного потенциала, энергии соударений и др.) для исследуемых соединений и закономерности формирования их масс-спектров будут использованы при формировании массивов спектральных и хроматографический данных для адаптогенов растительного происхождения. | ||
2 | 1 января 2018 г.-15 декабря 2018 г. | Новые подходы к выделению и групповой идентификации адаптогенов растительного происхождения на основе тандемной хроматомасс-спектрометрии |
Результаты этапа: 1. В ходе проведения экспериментов выбраны условия хроматографического разделения в варианте обращенно-фазовой и гидрофильной хроматографии для сахаридных производных и гликозидов растений, обладающих адаптогенными и тонизирующими свойствами. Найдены условия для селективного разделения сахаров, сахароспиртов и их производных в экстрактах и хвои и установление закономерностей удерживания, которые могут быть в основе конечных стадий разделения для близких по свойствам и отличающихся сахаридной цепочкой биоактивных соединений и других растений. 2. Исследовано влияние условий проведения экстрагирования на степень извлечения целевых компонентов из выбранных образцов растительного сырья. Проведены эксперименты по оптимизации параметров проведения экстракции стероидных сапонинов и клеток растения диоскорея дельтовидная и сахаридных производных из хвойной биомассы с помощью экспериментального дизайна. 3. Разработаны способы количественной оценки содержания целевых компонентов и их аналогов в полученных образцах экстрактов методом ВЭЖХ-МС. Полученные в результате двух лет работы результаты систематизированы и объединены в экспериментальные схемы по выделению и разделению физиологически активных компонентов, обладающих разными химическими свойствами. | ||
3 | 1 января 2019 г.-15 декабря 2019 г. | Новые подходы к выделению и групповой идентификации адаптогенов растительного происхождения на основе тандемной хроматомасс-спектрометрии |
Результаты этапа: В ходе исследований в течение 3-го года работы по проекту были исследованы 12 наиболее распространенных видов хвойных пород умеренных широт Евразии. Основными сахарами, в их составе оказались глюкоза, фруктоза, сахароза и раффиноза. Эти вещества были обнаружены в значительных количествах почти у всех исследованных видов растений. На долю главных углеводов приходилось от 97% до 100% от исследованных углеводов. Основную долю (около 91%), обнаруженных адаптогенных сахароспиртов, составляли циклические полиолы - циклитолы (инозитол, секвоитол и пинитол). У растений рода Abies суммарное количество циклитолов в хвое превышало его содержание у других исследованных видов в 4.2 раза. В растениях из этого рода содержание инозитола и пинитола по сравнению с другими исследованными растениями было выше в 9 и в 4 раза, соответственно. Для классификации видов хвойных растений на основании паттерна распределения сахаров и сахароспиртов были применены методы математической статистики, включая линейную регрессию, метод опорных векторов, метод случайного леса. Данные анализа обширного биологического материала, использованного в работе, свидетельствуют о том, что содержание исследованных соединений внутри конкретного вида растения, в пределах естественных ареалов произрастания, не сильно зависит от возраста и природно-климатических факторов. В рамках проведенных исследований были разработаны и апробированы на реальных образцах схемы извлечения и выделения стероидных гликозидов и агликонов тритерпеновых сапонинов женьшеня. Выбраны условия экстракции исследуемых соединений из разных образцов растительных материалов и клеточных культур. Разработаны схемы фракционирования полученных экстрактов методами жидкость-жидкостной экстракции, колоночной хроматографии и твердофазной экстракции. Выбраны условия хроматографического разделения интересующих компонентов, которые могут быть взяты за основу для препаративного выделения отдельных биоактивных соединений в промышленных масштабах. Выделены и охарактеризованы шесть основных компонентов стероидной фракции гликозидов диоскореи дельтовидной. Для их детектирования в смесях применяли ВЭЖХ с масс-спектрометрическим детектированием высокого разрешения. Сформирован банк ВЭЖХ-МС данных об основных и перспективных физиологически активных компонентах (всего около 100) в экстрактах из изученных растений, обладающих адаптогенными, антидепрессивными, антистрессовыми, антиоксидантными и тонизирующими свойствам. В опубликованных обзорных статьях рассмотрены и систематизированы различные варианты хроматомасс-спектрометрического анализа экстрактов из лекарственных растений, а также варианты интегрирования таких высокоинформативных инструментов в исследования по изучению биоактивности этих экстрактов и индивидуальных компонентов, Показаны основные направлении развития метода ВЭЖХ-МС в области анализа растительных материалов, с учетом, как результатов данного проекта, так и существующего мирового опыта, представленного в виде открытых публикаций в ведущих международных журналах. Предложена уникальная система классификации существующих аналитических процедур по типу извлекаемой информации об индивидуальном и структурно-групповом химическом составе натуральных продуктов. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".