THE HEAVENLY HAVEN

Abstract

Introduction

Medicinal plants are extracted and processed for direct consumption as herbal or traditional medicine or prepared for experimental purposes. The concept of preparation of medicinal plant for experimental purposes involves the proper and timely collection of the plant, authentication by an expert, adequate drying, and grinding. This is followed by extraction, fractionation, and isolation of the bioactive compound where applicable. In addition, it comprises determination of quantity and quality of bioactive compounds. Recently, plant as a source of medicine is gaining international popularity because of its natural origin, availability in local communities, cheaper to purchase, ease of administration, and perhaps less troublesome. Also, herbal medicine may be useful alternative treatment in case of numerous side effects and drug resistance. Extraction of medicinal plants is a process of separating active plant materials or secondary metabolites such as alkaloids, flavonoids, terpenes, saponins, steroids, and glycosides from inert or inactive material using an appropriate solvent and standard extraction procedure. Plant materials with high content of phenolic compounds and flavonoids were found to possess antioxidant properties, and hence are used to treat age-related diseases such as Alzheimer’s disease, Parkinsonism, anxiety, and depression. Several methods were used in the extraction of medicinal plants such as maceration, infusion, decoction, percolation, digestion and Soxhlet extraction, superficial extraction, ultrasound-assisted, and microwave-assisted extraction. In addition, thin-layer chromatography (TLC), high-performance liquid chromatography (HPLC), paper chromatography (PC), and gas chromatography (GC) were used in separation and purification of the secondary metabolites. The choice of an appropriate extraction method depends on the nature of the plant material, solvent used, pH of the solvent, temperature, and solvent to sample ration. It also depends on the intended use of the final products. This study aimed to assess various solvents of extractions, methods of extraction, fractionation, purification, phytochemical screening, and identification of bioactive compounds in medicinal plants.

Solvents of Extraction

The solvent used for the extraction of medicinal plants is also known as the menstruum. The choice of solvent depends on the type of plant, part of plant to be extracted, nature of the bioactive compounds, and the availability of solvent. In general, polar solvents such as water, methanol, and ethanol are used in extraction of polar compound, whereas nonpolar solvents such as hexane and dichloromethane are used in extraction of nonpolar compounds. During liquid–liquid extraction, the conventional way is to select two miscible solvents such as water–dichloromethane, water–ether, and water–hexane. In all the combinations, water is present because of its high polarity and miscibility with organic solvent. The compound to be extracted using liquid–liquid extraction should be soluble in organic solvent but not in water to ease separation. Furthermore, solvent used in extraction is classified according to their polarity, from n-hexane which is the least polar to water the most polar. The following are 11 various solvents of extractions arranged according to the order of increasing polarity:

During fractionation, the selected solvent is added according to the order of increasing polarity, starting from n-hexane, the least polar to water with the highest polarity. If a researcher wishes to select five solvents during fractionation, the usual practice is to choose two solvents with low polarity (n-hexane, chloroform), two with medium polarity (dichloromethane, n-butanol), and one with the highest polarity (water).

Properties of Solvent of Extractions

• (i) Water. It is the most polar solvent and is used in the extraction of a wide range of polar compounds. Advantages. It dissolves a wide range of substances; it is cheap, nontoxic, nonflammable, and highly polar. Disadvantages. It promotes bacterial and mold growth; it may cause hydrolysis, and a large amount of heat is required to concentrate the extract.
• (ii) Alcohol. It is also polar in nature, miscible with water, and could extract polar secondary metabolites. Advantages. It is self-preservative at a concentration above 20%. It is nontoxic at low concentration, and as small amount of heat is required for concentrating the extract. Disadvantages. It does not dissolve fats, gums, and wax; it is flammable and volatile.
• (iii) Chloroform. It is a nonpolar solvent and is useful in the extraction of compounds such as terpenoids, flavonoids, fats, and oils. Advantages. It is colorless, has a sweet smell, and is soluble in alcohols. It is also well absorbed and metabolized in the body. Disadvantages. It has sedative and carcinogenic property.
• (iv) Ether. It is a nonpolar solvent and is useful in the extraction of compounds such as alkaloids, terpenoids, coumarins, and fatty acids. Advantages. It is miscible with water, has low boiling point, and is tasteless in nature. It is also a very stable compound and does not react with acids, bases, and metals. Disadvantages. It is highly volatile and flammable in nature.
• (v) Ionic liquid (green solvent). This is a unique solvent of extraction and is highly polar and extremely heat stable. It can remain in a liquid state even at 3,000oC and usable where high temperature is applicable. It has extreme miscibility with water and other solvent and is very suitable in the extraction of polar compounds. Advantages. It has excellent solvent that attracts and transmit microwave, and hence it is suitable for microwave-assisted extraction. It is nonflammable and is useful for liquid-liquid extraction and highly polar. Disadvantage. It is not ideal for preparation of tinctures.

Methods used in Extraction of Medicinal Plants

Quite numbers of procedures were technically used in the extraction of medicinal plants. Some newer methods are still evolving, whereas the existing ones are undergoing modifications. The choice of an appropriate way of extraction is very vital, which in some cases depends on the intended use of an extract.

Phytochemical Screening Mwethods

Phytochemical screenings are preliminary tests conducted to detect the presence of both primary and secondary metabolites in an extract. Several qualitative analyses described below have been used to detect the presence of alkaloids, flavonoids, tannins, saponins, flavones, sterols, terpenes, cardiac glycosides, protein, carbohydrates, and fats.

Fractionation and Purification Methods

Fractionation is a process of separation of plant extracts into various fractions. It further segregates the fractions into portions comprising a number of compounds. The process continues until pure compound is isolated. When several solvents are required for the fractionation, they should be added according to the order of increasing polarity. Fractionation techniques are basically classified into physical or chemical method.

Identification Techniques

Several methods were used in the identification of compounds from medicinal plant extracts. It comprised detection of functional group, presence of multiple bonds and rings, hydrogen and carbon arrangement as well as full structural elucidation.[1,4,10,17,23] The techniques used include mass spectroscopy (MS), ultraviolet spectroscopy (UV), nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), and infrared spectroscopy (IR).

• (i) MS. This method is useful in the identification of compounds based on chemical structure and molecular weight. The aim is to sequence and identify the unknown compound in a mixture. The substances usually identified include oligonucleotides and peptides. The process begins by bombarding an organic molecule with an electron and converts it into very energetic charged ions. The signal was first detected using electron ionization energy of 70eV; also, the sample spectra are detected and recorded as percentage peak. Compounds are identified based on their relative molecular mass and molecular weight. This can be achieved by plotting mass of the fragmented ions against the charges of individual ion. Notably, MS provides abundant information on organic molecules. Therefore, one of the standard procedures in processing medicinal plant is the combination of MS/HPLC.
• (ii) UV. This method is suitable for qualitative and quantitative analysis of compounds present in the plant’s extract. Various secondary metabolites such as phenols, anthocyanins, tannins, and polymer dyes could be detected at certain frequencies. Total phenolic content and other secondary metabolites can be established using this technique. Specific frequencies were used to identify flavonoids (320nm), phenolic compounds (280nm), anthocyanins (520nm), and phenolic acids (360nm).
• (iii) NMR. This technique pays more attention to the physical properties of the bioactive molecule such as number and array of the carbon atom, presence of isotopes of carbon, hydrogen atom, and protons. It also described how atoms are arranged in a molecule.
• (iv) IR. This method tries to assess functional groups present in a compound. Knowledge of the functionalgroup helps in defining the physical and chemical properties of a given compound. Also, single, double, and multiple bonds are identified through this process. The technique involves passing an organic compound through infrared radiation, which is absorbed in certain frequencies. Liquid samples are identified using sodium chloride plates, whereas solids samples are determined using potassium bromide milled together and compressed into a thin pellet. The result is recorded as a spectrum that is percentage transmittance. Lastly, the spectra are analyzed; the peaks obtained at certain wave number are compared with standard reference.

Conclusion

Several works have been done on medicinal plant either to investigate and prove a reported claim of biological activity or to mimic its traditional medicinal use based on ethnomedicinal survey. Large numbers of medicinal plants have been extracted, fractionated, and compounds isolated successfully. In addition, compounds obtained were tested for biological or pharmacological activity, and in most cases, they were found to be active. Nonetheless, the rate of success and the authenticity of these findings depends on the accuracy in selection of solvents, selection and proper execution of extraction methods, phytochemical screening, fractionation, and identification techniques. Lastly, proper understanding and implementation of these techniques are indispensable. Advancement and modification of these methods periodically will ease research processes and improve the outcome.

Chuẩn bị dược liệu là bước đầu tiên và là chìa khóa để đạt được kết quả nghiên cứu chất lượng. Nó liên quan đến việc chiết xuất và xác định chất lượng và số lượng các thành phần có hoạt tính sinh học trước khi tiến hành thử nghiệm sinh học dự định. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là đánh giá các phương pháp khác nhau được sử dụng để điều chế và sàng lọc cây thuốc. Mặc dù các chất chiết xuất, các phân đoạn có hoạt tính sinh học hoặc các hợp chất thu được từ cây thuốc được sử dụng cho các mục đích khác nhau, nhưng các kỹ thuật liên quan đến sản xuất chúng nói chung là giống nhau bất kể thử nghiệm sinh học dự định là gì. Các giai đoạn chính bao gồm trong việc thu được phân tử hoạt tính sinh học chất lượng là lựa chọn dung môi thích hợp, phương pháp chiết xuất, quy trình sàng lọc hóa chất thực vật, phương pháp phân đoạn và kỹ thuật nhận dạng. Mức độ nghiêm trọng của các phương pháp này và lộ trình chính xác được tuân theo hoàn toàn phụ thuộc vào thiết kế nghiên cứu. Các dung môi thường được sử dụng trong chiết xuất cây thuốc là dung môi phân cực (ví dụ: nước, rượu), phân cực trung bình (ví dụ: acetone, dichloromethane) và không phân cực (ví dụ: n-hexane, ether, chloroform). Nói chung, quy trình chiết xuất bao gồm ngâm, phá mẫu, sắc, truyền, thấm, chiết Soxhlet, chiết bề mặt, chiết xuất có hỗ trợ siêu âm và vi sóng. Việc phân chia và tinh chế các chất hóa học thực vật đạt được thông qua việc áp dụng các kỹ thuật sắc ký khác nhau như sắc ký giấy, sắc ký lớp mỏng, sắc ký khí và sắc ký lỏng hiệu năng cao. Cuối cùng, các hợp chất thu được đặc trưng bằng các kỹ thuật nhận dạng đa dạng như quang phổ khối, quang phổ hồng ngoại, quang phổ tử ngoại và quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân. 

Cây thuốc được chiết xuất và chế biến để sử dụng trực tiếp dưới dạng thảo dược hoặc thuốc y học cổ truyền hoặc bào chế cho mục đích thử nghiệm. Khái niệm chuẩn bị cây thuốc cho mục đích thí nghiệm bao gồm việc thu hái cây đúng cách và kịp thời, được chuyên gia xác nhận, sấy khô và nghiền đầy đủ. Tiếp theo là chiết xuất, phân đoạn và phân lập hợp chất có hoạt tính sinh học nếu áp dụng. Ngoài ra, nó bao gồm việc xác định số lượng và chất lượng của các hợp chất hoạt tính sinh học, dễ quản lý và có lẽ ít rắc rối hơn. Ngoài ra, thuốc thảo dược có thể là phương pháp điều trị thay thế hữu ích trong trường hợp có nhiều tác dụng phụ và kháng thuốc. Chiết xuất cây thuốc là một quá trình tách các nguyên liệu thực vật có hoạt tính hoặc các chất chuyển hóa thứ cấp như alkaloid, flavonoid , terpen, saponin, steroid và glycoside từ vật liệu trơ hoặc không hoạt động bằng cách sử dụng dung môi thích hợp và quy trình chiết xuất tiêu chuẩn. Các nguyên liệu thực vật có hàm lượng hợp chất phenolic và flavonoid cao được phát hiện là có đặc tính chống oxy hóa, do đó được sử dụng để điều trị các bệnh liên quan đến tuổi tác như bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson, chứng lo âu và trầm cảm. Một số phương pháp đã được sử dụng trong nghiên cứu này. chiết xuất cây thuốc như ngâm, truyền, sắc, thấm, tiêu hóa và chiết xuất Soxhlet, chiết xuất bề mặt, chiết xuất có hỗ trợ siêu âm và vi sóng. Ngoài ra, sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc ký giấy (PC) và sắc ký khí (GC) được sử dụng để tách và tinh chế các chất chuyển hóa thứ cấp. Việc lựa chọn phương pháp chiết xuất thích hợp phụ thuộc vào bản chất của nguyên liệu thực vật, dung môi được sử dụng, độ pH của dung môi, nhiệt độ và tỷ lệ dung môi lấy mẫu. Nó cũng phụ thuộc vào mục đích sử dụng của các sản phẩm cuối cùng. Nghiên cứu này nhằm đánh giá các dung môi chiết xuất khác nhau, phương pháp chiết xuất, phân đoạn, tinh chế, sàng lọc hóa chất thực vật và xác định các hợp chất hoạt tính sinh học trong cây thuốc.

Cây thuốc, là đề cập đến một loại cây bao gồm các thành phần hoạt tính hoặc chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính sinh học. Toàn bộ cây có thể có tác dụng chữa bệnh hoặc các bộ phận của cây. Thảo dược, là những chế phẩm thuốc bao gồm các hoạt chất thu được từ cây thảo dược. Sản phẩm có thể được làm từ toàn bộ cây hoặc bất kỳ bộ phận nào. Các chế phẩm từ sản phẩm phụ của cây thảo dược như dầu, gôm và các chất tiết khác cũng được coi là thuốc thảo dược. Dung môi là chất lỏng hoặc dung môi thích hợp được chọn cho quá trình chiết xuất hiệu quả. Marc là một nguyên liệu thuốc trơ hoặc không hòa tan bị bỏ lại ở cuối quá trình chiết xuất. Micelle là hỗn hợp của cả nguyên liệu thuốc được chiết xuất và dung môi chiết xuất. Thành phần thực vật sơ cấp, chủ yếu là các thành phần dinh dưỡng thực vật như đường thông thường, axit amin, protein, diệp lục. Chúng có ít hoặc không có đặc tính chữa bệnh. Thành phần thực vật thứ cấp. Chúng còn được gọi là các chất chuyển hóa thứ cấp như alkaloid, terpenoid, saponin, hợp chất phenolic, flavonoid và tanin. Chúng chịu trách nhiệm cho nhiều hoạt động sinh học hoặc dược lý. Phân đoạn hướng dẫn xét nghiệm sinh học liên quan đến việc chiết xuất nguyên liệu thực vật, sau đó là thử nghiệm hoạt tính sinh học. Khi dịch chiết được thử nghiệm được phát hiện là có hoạt tính sinh học, bước tiếp theo là tiến hành phân đoạn. Sau đó, các phần khác nhau thu được được kiểm tra hoạt tính sinh học. Ngoài ra, phần năng suất cao nhất sau đó được lấy để phân lập hợp chất. Cuối cùng, hợp chất phân lập được xác định và kiểm tra hoạt tính sinh học. Tiểu sử là một quy trình sử dụng cả TLC và xét nghiệm kháng vi sinh vật để xác định danh tính của hợp chất được chiết xuất cũng như hoạt tính kháng vi sinh vật của nó. Dấu vân tay trên cây thuốc, liên quan đến việc sử dụng các kỹ thuật sắc ký, kỹ thuật nhận dạng và phân tích hóa học để mô tả đặc điểm của hợp chất có hoạt tính dược lý từ cây thuốc. Xét nghiệm miễn dịch, là một quá trình xác định phân tử hoạt tính sinh học cũng như hoạt động sinh học của nó thông qua phản ứng miễn dịch, liên kết thụ thể và phản ứng qua trung gian enzyme. Dịch chiết và các chất chuyển hóa thứ cấp có trọng lượng phân tử thấp lần đầu tiên tương tác với kháng thể đơn dòng để phát hiện sự gắn kết thuốc-thụ thể. Tiếp theo là áp dụng xét nghiệm miễn dịch liên kết với enzyme (ELISA) để xác định các hoạt động enzyme của nó.

Dung môi chiết xuất

Dung môi dùng để chiết xuất dược liệu còn được gọi là kinh giới. Việc lựa chọn dung môi phụ thuộc vào loại thực vật, bộ phận của thực vật được chiết xuất, bản chất của các hợp chất có hoạt tính sinh học và sự sẵn có của dung môi. Nói chung, các dung môi phân cực như nước, metanol và etanol được sử dụng để chiết hợp chất phân cực, trong khi các dung môi không phân cực như hexan và dichloromethane được sử dụng để chiết các hợp chất không phân cực. Trong quá trình chiết chất lỏng, cách thông thường là chọn hai dung môi có thể trộn được như nước–diclometan, nước–ete và nước–hexan. Trong tất cả các hỗn hợp, nước đều có mặt do tính phân cực cao và khả năng trộn lẫn với dung môi hữu cơ. Hợp chất được chiết xuất bằng phương pháp chiết lỏng phải hòa tan trong dung môi hữu cơ nhưng không hòa tan trong nước để dễ tách. Hơn nữa, dung môi được sử dụng trong chiết xuất được phân loại theo độ phân cực của chúng, từ n-hexan ít phân cực nhất đến nước phân cực nhất. Sau đây là 11 dung môi chiết xuất khác nhau được sắp xếp theo thứ tự tăng dần cực

Trong quá trình phân đoạn, dung môi đã chọn được thêm vào theo thứ tự tăng dần độ phân cực, bắt đầu từ n-hexan, ít phân cực nhất đến nước có độ phân cực cao nhất. Nếu một nhà nghiên cứu muốn chọn năm dung môi trong quá trình phân đoạn, thông thường thực hành là chọn hai dung môi có độ phân cực thấp (n-hexan, cloroform), hai dung môi có độ phân cực trung bình (dichloromethane, n-butanol) và một dung môi có độ phân cực cao nhất (nước).

Thuộc tính của dung môi chiết xuất

(i) Nước. Nó là dung môi phân cực nhất và được sử dụng để chiết xuất nhiều loại hợp chất phân cực.[9,12] Ưu điểm. Nó hòa tan nhiều loại chất; nó rẻ, không độc hại, không bắt lửa và có tính phân cực cao.[9,12] Nhược điểm. Nó thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc; nó có thể gây ra hiện tượng thủy phân và cần một lượng nhiệt lớn để cô đặc dịch chiết.[9,12]

(ii) Rượu. Nó cũng có tính chất phân cực, có thể trộn với nước và có thể chiết xuất các chất chuyển hóa thứ cấp có cực.[9,12] Ưu điểm. Nó tự bảo quản ở nồng độ trên 20%. Nó không độc ở nồng độ thấp và cần một lượng nhiệt nhỏ để cô đặc dịch chiết.[9,12] Nhược điểm. Nó không hòa tan chất béo, gôm và sáp; nó dễ cháy và dễ bay hơi.[9,12]

(iii) Clorofom. Nó là một dung môi không phân cực và rất hữu ích trong việc chiết xuất các hợp chất như terpenoid, flavonoid, chất béo và dầu.[3,12,13] Ưu điểm. Nó không màu, có mùi ngọt ngào và hòa tan trong rượu. Nó cũng được hấp thụ và chuyển hóa tốt trong cơ thể.[3,12,13] Nhược điểm. Nó có đặc tính an thần và gây ung thư.[3,12,13]

(iv) Ête. Nó là một dung môi không phân cực và rất hữu ích trong việc chiết xuất các hợp chất như alkaloid, terpenoid, coumarin và axit béo.[3,12,13] Ưu điểm. Nó có thể trộn với nước, có nhiệt độ sôi thấp và không có vị trong tự nhiên. Nó cũng là một hợp chất rất ổn định và không phản ứng với axit, bazơ và kim loại.[3,12,13] Nhược điểm. Nó rất dễ bay hơi và dễ cháy trong tự nhiên.[3,12,13]

(v) Chất lỏng ion (dung môi màu xanh lá cây). Đây là một dung môi chiết xuất độc đáo và có tính phân cực cao và cực kỳ ổn định nhiệt. Nó có thể duy trì ở trạng thái lỏng ngay cả ở nhiệt độ 3.000oC và có thể sử dụng được ở nơi có nhiệt độ cao. Nó có khả năng trộn lẫn cực cao với nước và các dung môi khác và rất thích hợp trong việc chiết xuất các hợp chất phân cực.[14] Thuận lợi. Nó có dung môi tuyệt vời thu hút và truyền sóng vi ba, và do đó nó phù hợp để chiết xuất có hỗ trợ vi sóng. Nó không bắt lửa và rất hữu ích cho việc chiết xuất chất lỏng-lỏng và có tính phân cực cao.[14] Điều bất lợi. Nó không lý tưởng để chuẩn bị cồn thuốc.[14]

Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn dung môi chiết

Các yếu tố khác nhau được liệt kê dưới đây nên được xem xét khi chọn dung môi chiết.[3,9,15] (i) Tính chọn lọc. Khả năng của một dung môi được chọn để chiết xuất thành phần hoạt động và để lại vật liệu trơ. (ii) An toàn. Dung môi chiết lý tưởng phải không độc hại và không bắt lửa. (iii) Chi phí. Nó phải càng rẻ càng tốt. (iv) Khả năng phản ứng. Dung môi chiết thích hợp không được phản ứng với dịch chiết. (v) Phục hồi. Dung môi chiết cần được nhanh chóng thu hồi và tách ra khỏi dịch chiết. (vi) Độ nhớt. Nên có độ nhớt thấp để cho phép dễ dàng thâm nhập. (vii) Nhiệt độ sôi. Nhiệt độ sôi của dung môi nên càng thấp càng tốt để ngăn chặn sự xuống cấp do nhiệt.[3,9,15]

Các phương pháp được sử dụng trong chiết xuất cây thuốc

Khá nhiều quy trình đã được sử dụng về mặt kỹ thuật trong việc chiết xuất cây thuốc. Một số phương pháp mới hơn vẫn đang phát triển, trong khi những phương pháp hiện có đang được sửa đổi.[2,5] Việc lựa chọn cách trích xuất phù hợp là rất quan trọng, trong một số trường hợp phụ thuộc vào mục đích sử dụng của phần trích xuất.

Các yếu tố được xem xét trong việc lựa chọn phương pháp khai thác

(a) Ổn định nhiệt. Nguyên liệu thực vật ổn định nhiệt được chiết xuất bằng phương pháp chiết xuất Soxhlet hoặc chiết xuất có hỗ trợ vi sóng, trong khi nguyên liệu thực vật không ổn định nhiệt được chiết xuất bằng phương pháp ngâm hoặc thấm.[2,11] (b) Bản chất của dung môi. Nếu dung môi chiết xuất là nước, phương pháp ngâm là phù hợp nhưng đối với thấm qua dung môi dễ bay hơi và chiết xuất Soxhlet thì phù hợp hơn.[2,11] (c) Chi phí thuốc. Các loại thuốc rẻ tiền được chiết xuất bằng phương pháp ngâm, trong khi các loại thuốc đắt tiền được ưu tiên chiết xuất bằng phương pháp thẩm thấu.[2,11] (d) Thời gian chiết xuất. Quá trình ngâm phù hợp với nguyên liệu thực vật cần tiếp xúc lâu với màng kinh, trong khi các kỹ thuật như chiết xuất có sự hỗ trợ của vi sóng hoặc siêu âm được sử dụng trong thời gian ngắn hơn. [2,11] (e) Yêu cầu thể tích cuối cùng. Các sản phẩm có khối lượng lớn như cồn thuốc được điều chế bằng cách ngâm, trong khi các sản phẩm cô đặc được sản xuất bằng phương pháp thấm hoặc chiết Soxhlet.[2,11] (f) Mục đích sử dụng. Các chất chiết xuất dành cho con người tiêu thụ thường được chuẩn bị bằng cách ngâm, trong khi các sản phẩm dành cho thử nghiệm thực nghiệm được chuẩn bị bằng các phương pháp khác ngoài ngâm.[2,11]

Các phương pháp thường dùng trong chiết xuất dược liệu

(i) Ngâm. Đây là một quy trình chiết xuất trong đó dược liệu dạng bột thô, lá hoặc vỏ thân hoặc vỏ rễ, được đặt bên trong một vật chứa; kinh giới được đổ lên trên cho đến khi bao phủ hoàn toàn nguyên liệu làm thuốc. Sau đó, hộp được đóng lại và giữ trong ít nhất ba ngày. [1,2,3,4,11,16] Nội dung được khuấy định kỳ và nếu được đặt bên trong chai, nó phải được lắc theo thời gian để đảm bảo chiết xuất hoàn toàn. Khi kết thúc quá trình chiết xuất, micelle được tách ra khỏi marc bằng cách lọc hoặc gạn. Sau đó, micelle sau đó được tách ra khỏi kinh nguyệt bằng cách làm bay hơi trong lò nướng hoặc trên nồi cách thủy.[1,2,3,4,11,16] Phương pháp này thuận tiện và rất phù hợp với nguyên liệu thực vật chịu nhiệt.

(ii) Truyền dịch. Đây là một quá trình khai thác như ngâm. Nghiền dược liệu thành bột mịn rồi cho vào lọ sạch. Dung môi chiết nóng hoặc lạnh sau đó được đổ lên trên nguyên liệu thuốc, ngâm và giữ trong thời gian ngắn.[1,2,3,11] Phương pháp này phù hợp để chiết các thành phần có hoạt tính sinh học dễ hòa tan. Ngoài ra, đây là một phương pháp thích hợp để chuẩn bị chiết xuất tươi trước khi sử dụng. Tỷ lệ dung môi và mẫu thường là 4:1 hoặc 16:1 tùy theo mục đích sử dụng.[1,2,3,11]

(iii) Tiêu hóa. Đây là một phương pháp chiết xuất liên quan đến việc sử dụng nhiệt vừa phải trong quá trình chiết xuất. Dung môi chiết xuất được đổ vào một thùng chứa sạch, tiếp theo là nguyên liệu thuốc dạng bột. Hỗn hợp này được đặt trên nồi cách thủy hoặc trong lò sấy ở nhiệt độ khoảng 50o C.[1,3,11] Nhiệt được áp dụng trong suốt quá trình chiết xuất để giảm độ nhớt của dung môi chiết và tăng cường loại bỏ các chất chuyển hóa thứ cấp. Phương pháp này phù hợp với nguyên liệu thực vật dễ hòa tan.[1,3,11]

(iv) Thuốc sắc. Đây là một quá trình bao gồm chiết xuất nóng liên tục bằng cách sử dụng một lượng nước xác định làm dung môi. Một nguyên liệu thực vật khô, nghiền và bột được đặt trong một thùng chứa sạch. Nước sau đó được đổ và khuấy. Sau đó, nhiệt được áp dụng trong suốt quá trình để đẩy nhanh quá trình chiết xuất.[1,2,3,11] Quá trình này kéo dài trong một khoảng thời gian ngắn thường khoảng 15 phút. Tỷ lệ dung môi và dược chất thô thường là 4:1 hoặc 16:1. Nó được sử dụng để chiết xuất nguyên liệu thực vật hòa tan trong nước và ổn định nhiệt.[1,2,3,11]

(v) Thấm. Thiết bị được sử dụng trong quá trình này được gọi là percolator. Nó là một bình thủy tinh hình nón hẹp có lỗ ở hai đầu. Nguyên liệu thực vật khô, nghiền và bột mịn được làm ẩm bằng dung môi chiết xuất trong hộp sạch. Lượng dung môi nhiều hơn được thêm vào và hỗn hợp được giữ trong khoảng thời gian 4h. Sau đó, nội dung này sau đó được chuyển vào bộ lọc với đầu dưới được đóng lại và để yên trong khoảng thời gian 24 giờ. [2,3,11] Sau đó, dung môi chiết xuất được đổ từ trên xuống cho đến khi nguyên liệu thuốc hoàn toàn bão hòa. Sau đó, phần dưới của bộ lọc màu được mở ra và chất lỏng được phép nhỏ giọt từ từ. Một lượng dung môi được thêm vào liên tục và quá trình chiết xuất diễn ra bằng lực hấp dẫn, đẩy dung môi qua nguyên liệu thuốc đi xuống.[2,3,11] Việc thêm dung môi dừng lại khi thể tích dung môi thêm vào đạt 75% so với dự định số lượng của toàn bộ chế phẩm. Dịch chiết được tách ra bằng cách lọc, sau đó là gạn. Sau đó, marc được biểu thị và lượng dung môi cuối cùng được thêm vào để đạt được thể tích cần thiết.[2,3,11]

(vi) Chiết xuất Soxhlet. Quá trình này còn được gọi là chiết xuất nóng liên tục. Bộ máy được gọi là bộ chiết Soxhlet làm bằng thủy tinh. Nó bao gồm một bình đáy tròn, buồng chiết, ống siphon và bình ngưng ở trên cùng. Nguyên liệu thực vật đã sấy khô, nghiền và nghiền thành bột mịn được đặt bên trong túi xốp (ống lót) làm bằng vải sạch hoặc giấy lọc chắc chắn và đậy kín.[1,2,3,4,11,17,18] Dung môi chiết xuất được rót vào bình đáy, theo ống dẫn vào buồng chiết. Sau đó, dung môi được đun nóng từ bình đáy, bay hơi và đi qua thiết bị sinh hàn tại đây nó ngưng tụ và chảy xuống buồng chiết và chiết xuất thuốc bằng cách tiếp xúc. Do đó, khi mức dung môi trong buồng chiết đạt đến đỉnh của xi phông, dung môi và nguyên liệu thực vật được chiết sẽ chảy ngược trở lại bình.[1,2,3,4,11,17,18] Toàn bộ quá trình tiếp tục nhiều lần cho đến khi dược chất được chiết xuất hoàn toàn, một điểm khi dung môi chảy ra từ buồng chiết xuất không để lại bất kỳ dư lượng nào. Phương pháp này phù hợp với nguyên liệu thực vật hòa tan một phần trong dung môi đã chọn và đối với nguyên liệu thực vật có tạp chất không hòa tan. Tuy nhiên, nó không phải là một phương pháp thích hợp cho các vật liệu thực vật chịu nhiệt. Thuận lợi. Một lượng lớn thuốc có thể được chiết xuất với lượng dung môi nhỏ hơn. Nó cũng có thể áp dụng cho các vật liệu thực vật ổn định nhiệt. Không cần lọc và có thể sử dụng lượng nhiệt cao.[1,2,3,4,11,17,18] Nhược điểm Không thể lắc thường xuyên và phương pháp này không phù hợp với vật liệu chịu nhiệt.[1,2,3,4,11,17,18]

(vii) Chiết xuất có hỗ trợ vi sóng. Đây là một trong những quy trình chiết xuất tiên tiến trong bào chế dược liệu. Kỹ thuật sử dụng cơ chế quay lưỡng cực và chuyển ion bằng cách dịch chuyển các ion tích điện có trong dung môi và nguyên liệu thuốc. Phương pháp này phù hợp để chiết xuất flavonoid. Nó liên quan đến việc áp dụng bức xạ điện từ ở tần số từ 300 MHz đến 300 GHz và bước sóng từ 1cm đến 1 m.[1,4,10,14] Vi sóng được áp dụng ở tần số 2450 Hz mang lại năng lượng từ 600 đến 700 W. Kỹ thuật này sử dụng bức xạ vi sóng để bắn phá một vật thể, vật thể này có thể hấp thụ năng lượng điện từ và chuyển hóa thành nhiệt. Sau đó, nhiệt sinh ra tạo điều kiện cho dung môi di chuyển vào ma trận thuốc.[1,4,10,14] Khi sử dụng dung môi phân cực, quá trình quay lưỡng cực và di chuyển các ion xảy ra, tăng khả năng thâm nhập của dung môi và hỗ trợ quá trình chiết xuất. Tuy nhiên, khi dung môi không phân cực được sử dụng, bức xạ vi sóng được giải phóng sẽ chỉ tạo ra nhiệt lượng nhỏ; do đó, phương pháp này không ưu tiên sử dụng dung môi không phân cực.[1,4,10,14] Ưu điểm. Chiết xuất có sự hỗ trợ của vi sóng có những ưu điểm đặc biệt như giảm thiểu dung môi và thời gian chiết xuất cũng như tăng kết quả.[1,4,10,14] Nhược điểm. Phương pháp này chỉ phù hợp với các hợp chất phenolic và flavonoid. Các hợp chất như tanin và anthocyanin có thể bị phân hủy do nhiệt độ cao.[1,4,10,14]

(viii) Khai thác hỗ trợ siêu âm. Quá trình này liên quan đến việc áp dụng năng lượng âm thanh ở tần số rất cao lớn hơn 20 KHz để phá vỡ toàn bộ tế bào thực vật và tăng diện tích bề mặt thuốc để dung môi xâm nhập. Do đó, các chất chuyển hóa thứ cấp sẽ được giải phóng. Trong phương pháp này, nguyên liệu thực vật phải khô trước, nghiền thành bột mịn và sàng đúng cách. Sau đó, mẫu đã chuẩn bị được trộn với dung môi chiết thích hợp và được đóng gói vào máy chiết siêu âm. [2,3,10] Năng lượng âm thanh cao áp dụng để đẩy nhanh quá trình chiết bằng cách giảm yêu cầu về nhiệt. Thuận lợi. Khai thác hỗ trợ siêu âm được áp dụng cho mẫu nhỏ; nó làm giảm thời gian chiết xuất và lượng dung môi sử dụng, đồng thời tối đa hóa năng suất.[2,3,10] Nhược điểm. Phương pháp này rất khó để sao chép; ngoài ra, lượng năng lượng cao được sử dụng có thể làm giảm chất phytochemical bằng cách tạo ra các gốc tự do.[2,3,10]

Phương pháp sàng lọc hóa học thực vật

Sàng lọc hóa chất thực vật là các thử nghiệm sơ bộ được tiến hành để phát hiện sự hiện diện của cả chất chuyển hóa sơ cấp và thứ cấp trong chiết xuất. Một số phân tích định tính được mô tả dưới đây đã được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của các alkaloid, flavonoid, tanin, saponin, flavon, sterol, terpen, glycoside tim, protein, carbohydrate và chất béo.[3,19,20,21]

Xét nghiệm alkaloid

(a) Bài kiểm tra của Dragendorff. Lấy 1ml dịch chiết và cho vào ống nghiệm. Sau đó, 1mL dung dịch kali bismuth iodua (thuốc thử Dragendorff) được thêm vào và lắc. Kết tủa màu đỏ cam hình thành cho thấy có sự hiện diện của ancaloit.[3,19,20,21] (b) Thử nghiệm của Wagner. Lấy 1ml dịch chiết và cho vào ống nghiệm. Sau đó, 1mL kali iodua (thuốc thử của Wagner) được thêm vào và lắc. Xuất hiện chất kết tủa màu nâu đỏ chứng tỏ có sự tồn tại của ancaloit.[3,19,20,21,22] (c) Thử nghiệm của Mayer. Lấy 1ml dịch chiết và cho vào ống nghiệm. Sau đó, 1mL dung dịch kali thủy ngân iodua (thuốc thử Mayer) được thêm vào và lắc. Sự xuất hiện của kết tủa màu trắng hoặc kem cho thấy sự hiện diện của các ancaloit. [3,19,20,21] (d) Thử nghiệm của Hager. Lấy 1ml dung dịch chiết xuất và cho vào ống nghiệm. Sau đó, 1mL dung dịch sắt bão hòa (thuốc thử Hager) được thêm vào và lắc. Sự hình thành kết tủa màu vàng chứng tỏ có alkaloid.[3,19,20,21]

Kiểm tra glycosid

( a ) Thử nghiệm của Bontrager (đã sửa đổi). Đầu tiên cân một gam dịch chiết thô, cho vào ống nghiệm và hòa tan trong 5mL axit clohydric loãng. Sau đó, 5mL dung dịch sắt clorua (5%) được thêm vào. Hỗn hợp được lắc và đặt trên bồn nước. Sau đó, hỗn hợp này được đun sôi trong 10 phút, để nguội và lọc.[3,19,20,21] Sau đó, hỗn hợp này được chiết một lần nữa bằng benzen. Cuối cùng, một thể tích dung dịch amoniac tương đương được thêm vào lớp benzen. Màu hồng xuất hiện cho thấy có sự hiện diện của anthraquinone glycoside.[3,19,20,21] (b) Xét nghiệm hợp pháp. Lấy 1mL dịch chiết, sau đó thêm một thể tích natri nitroprusside tương đương, sau đó thêm một ít dung dịch natri hydroxit và lắc. Sự hình thành kết tủa màu hồng đến đỏ như máu biểu thị sự tồn tại của glycoside tim. [3,19,20,21] (c) Thử nghiệm Keller–Killiani. Lấy 2ml dịch chiết và pha loãng với lượng nước tương đương. Sau đó, 0,5 mL chì axetat được thêm vào, lắc và lọc. Một lần nữa, hỗn hợp được chiết xuất với thể tích chloroform tương đương, làm bay hơi và hòa tan cặn trong axit axetic băng. Sau đó, thêm vài giọt sắt clorua.[3,19,20,21] Một lần nữa, toàn bộ hỗn hợp được đặt vào ống nghiệm chứa 2mL axit sunfuric. Sự xuất hiện của lớp màu nâu đỏ chuyển sang màu xanh lục ám chỉ sự hiện diện của Digitoxose.[3,19,20,21]

Xét nghiệm steroid và triterpenoid

(a) Thử nghiệm của Libermann Burchard. Phương pháp này được sử dụng cho chiết xuất cồn. Dịch chiết cần được làm khô trước bằng cách làm bay hơi, sau đó chiết lại bằng cloroform. Thêm vài giọt anhydrit axetic, sau đó là axit sunfuric từ thành ống nghiệm. Sự hình thành vòng màu tím đến xanh lam tại điểm nối của hai chất lỏng cho thấy sự hiện diện của steroid. [3,19,20,21,22] (b) Thử nghiệm của Salkowski. Lấy 1mL dung dịch chiết xuất và thêm 2mL chloroform, lắc và lọc. Thêm vài giọt axit sunfuric đậm đặc vào dịch lọc, lắc và để yên. Xuất hiện kết tủa màu vàng vàng cho thấy sự hiện diện của triterpen.[3,19,20,21,22]

Kiểm tra tanin

(a) Kiểm tra da của Gold Beater. Một Gold Beater's Skin thu được từ da Ox. Gold Beater's Skin được ngâm trong axit clohydric 2% và rửa bằng nước cất. Sau đó, nó được đặt trong dung dịch chiết xuất trong 5 phút và rửa bằng nước cất. Cuối cùng, nó được đặt trong dung dịch sắt sunfat 1%. Nếu Da của Người đánh vàng chuyển sang màu nâu hoặc đen thì có tanin.[3,19,20,21] (b) Xét nghiệm gelatin. Lấy 1ml dịch chiết và cho vào ống nghiệm. Sau đó, dung dịch gelatin 1% có chứa natri clorua được thêm vào và lắc. Xuất hiện kết tủa trắng chứng tỏ có chứa tanin.[3,19,20,21,22]

Xét nghiệm flavonoid

(a) Bài kiểm tra của Shinoda. Lấy 1ml dịch chiết và cho vào ống nghiệm. Sau đó, thêm vài giọt axit clohydric đậm đặc, tiếp theo là 0,5mg mRimandoium quay và lắc. Sự xuất hiện của màu hồng cho thấy sự hiện diện của flavonoid. [3,19,20,21] (b) Xét nghiệm chì axetat. Để phát hiện sự hiện diện của flavonoid, người ta lấy 1ml dịch chiết và cho vào ống nghiệm. Sau đó thêm vài giọt chì axetat và lắc. Sự hình thành kết tủa màu vàng biểu thị sự hiện diện của flavonoid. [3,19,20,21] (c) Thử nghiệm thuốc thử kiềm. Lấy 1ml dịch chiết và cho vào ống nghiệm. Sau đó thêm vài giọt dung dịch natri hydroxit và lắc. Sự xuất hiện của màu vàng đậm chuyển sang không màu sau khi thêm axit loãng cho thấy sự tồn tại của flavonoid.[3,19,20,21,22]

Kiểm tra phenol

(a) Thử nghiệm clorua sắt. Lấy 1ml dung dịch chiết xuất và cho vào ống nghiệm. Sau đó, dung dịch gelatin 1% có chứa natri clorua được thêm vào và lắc. Sự hình thành màu xanh đen cho thấy sự có mặt của phenol.[3,19,20,21] (b) Thử nghiệm chì axetat. Lấy 1ml dung dịch chiết xuất và cho vào ống nghiệm. Sau đó, 1mL dung dịch cồn được thêm vào, sau đó pha loãng với axit sunfuric 20%. Cuối cùng, dung dịch natri hydroxit đã được thêm vào. Sự hình thành màu từ đỏ sang xanh biểu thị sự xuất hiện của phenol.[3,19,20,21] (c) Xét nghiệm gelatin. Một dung dịch chiết xuất thực vật được đặt vào ống nghiệm, sau đó là 2mL dung dịch gelatin 1% và lắc. Xuất hiện kết tủa trắng cho thấy có sự hiện diện của phenol.[3,19,20,21] (d) Thử nghiệm thuốc thử Mayer (thử nghiệm kali thủy ngân iốt). Đối với dung dịch chiết xuất thực vật, 1mL thuốc thử Mayer đã được thêm vào dung dịch axit. Xuất hiện kết tủa trắng chứng tỏ có hợp chất phenolic.[3,19,20,21]

Xét nghiệm đạm

( a ) Thử nghiệm Biuret. Một số lượng chiết xuất đã được lấy và dung dịch natri hydroxit 4% của thuốc được sản xuất. Tiếp theo là việc bổ sung 1 % đồng sulfit. Xuất hiện màu tím chứng tỏ có sự tồn tại của liên kết peptit.[3,19,20,21] (b) Xét nghiệm Ninhydrin. Lấy 1ml dịch chiết và cho vào ống nghiệm. Sau đó thêm 0,25% thuốc thử ninhydrin và lắc. Hỗn hợp sau đó được đun sôi trong vài phút. Sự hình thành màu xanh biểu thị sự hiện diện của protein. ( c ) Thử nghiệm xanthoproteic. Lấy 1ml dịch chiết và cho vào ống nghiệm. Sau đó thêm vài giọt axit nitric và lắc. Sự xuất hiện của màu vàng cho thấy sự hiện diện của protein.[3,19,20,21]

Đi đến:

Phương pháp phân số và tinh chế

Phân đoạn là một quá trình tách chiết xuất thực vật thành các phần khác nhau. Nó tiếp tục phân tách các phần này thành các phần bao gồm một số hợp chất. Quá trình tiếp tục cho đến khi tách được hợp chất tinh khiết.[4,8,23] Khi cần một số dung môi cho quá trình phân đoạn, chúng nên được thêm vào theo thứ tự độ phân cực tăng dần. Kỹ thuật phân số về cơ bản được phân loại thành phương pháp vật lý hoặc hóa học.

phương pháp hóa học

Phương pháp chiết xuất này dựa trên loại nhóm chức năng được sở hữu bởi một hợp chất trong hỗn hợp đã cho. Việc tách hoặc tinh chế có thể đạt được bằng các phản ứng hóa học sử dụng thuốc thử thích hợp.[4]

phương pháp vật lý

Các phương pháp vật lý được sử dụng để tách hợp chất khỏi hỗn hợp bao gồm phương pháp phễu tách, kỹ thuật sắc ký, chưng cất phân đoạn, kết tinh phân đoạn, giải phóng phân đoạn và thăng hoa.[4]

(Một)

Phương pháp phễu chiết. Khi bốn dung môi khác nhau (n-hexane, chloroform, acetone và n-butanol) được chọn, quá trình phân đoạn bắt đầu bằng cách làm ẩm hoặc hòa tan hoàn toàn dịch chiết thô với 250mL nước. Tiếp theo là chuyển vào phễu chiết, lắc và để lắng. Hơn nữa, đến 250mL n-hexan, dung môi ít phân cực nhất đã được thêm vào và lắc. Nội dung có thể lắng xuống và đáy của phễu tách được mở ra để loại bỏ lớp nước. Phần còn lại trong phễu chiết được đổ vào một thùng chứa sạch để thu được phần n-hexan.[1,5,8,24] N-hexan được thêm vào một lần nữa, lắc và tách một lượng tương đương. Quá trình bổ sung tiếp tục cho đến sau khi thêm n-hexan và lắc đều, không có lượng dịch chiết hợp lý nào di chuyển vào phần n-hexan.[1,5,8,24] Chu trình tương tự được thực hiện đối với chloroform, acetone, n-butanol để thu được chloroform , axeton, và n-butanol. Phần còn lại sau khi phân đoạn được gọi là phần nước còn lại (RAF) vì dịch chiết thô lần đầu tiên được hòa tan trong nước.[1,5,8,24]

(b)

chưng cất phân đoạn. Đây là một quá trình tách hoặc tinh chế các hợp chất từ ​​hỗn hợp. Nó thường được sử dụng để tách các hydrocacbon như dầu thô, citral và eucalyptol. Quá trình thanh lọc đạt được dựa trên sự khác biệt về điểm sôi của chúng. Thiết bị chưng cất phân đoạn được chế tạo theo cách sao cho khi tác dụng nhiệt, mỗi hợp chất sẽ bay hơi và tách ra ở điểm sôi của nó Do đó, mỗi hợp chất được phân đoạn sẽ ngưng tụ và thu thập như một thực thể riêng biệt thông qua một số xi phông được gắn vào thiết bị chưng cất phân đoạn.[4]

(c)

Kết tinh phân số. Một số lượng lớn các hợp chất tồn tại tự nhiên trong chiết xuất thực vật có bản chất là tinh thể. Quá trình phân tách đạt được thông qua sự hình thành các tinh thể trong quá trình cô đặc dịch chiết bằng cách sử dụng nhiệt hoặc làm lạnh.[4]

(d)

Phân số giải thoát. Phương pháp này thích hợp để tách các hợp chất dễ tạo kết tủa ra khỏi hỗn hợp. Kết tủa thường được hình thành bằng cách thay đổi các hợp chất thành dạng muối của chúng. Giải phóng phân đoạn thường được áp dụng trong tinh chế alkaloid quế.[4]

(e)

thăng hoa. Phương pháp này liên quan đến việc chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái khí mà không chuyển qua trạng thái lỏng. Các chất như long não và dầu dễ bay hơi khi đun nóng sẽ được tách ra và chuyển trực tiếp thành khí.[4]

(f)

kỹ thuật sắc ký. Đây là những kỹ thuật đặc biệt được sử dụng để tách các hợp chất khỏi hỗn hợp dựa trên kích thước, hình dạng và điện tích của chúng. Khái niệm sắc ký liên quan đến việc sử dụng pha động, là dung môi chiết và pha tĩnh như gel silca và sephadex trộn với canxi sunfat làm chất kết dính.[1,4,5,23,24] Silica gel là được sử dụng để tách axit amin, đường, axit béo, lipid và alkaloid. Sephadex được áp dụng trong phân lập protein và axit amin. Nhôm rất hữu ích trong việc tách các vitamin, caroten, phenol, steroid và alkaloid. Bột cellulose được sử dụng để tách axit amin, thuốc nhuộm thực phẩm và alkaloid. Celite được áp dụng trong việc tách các cation hữu cơ và steroid.[1,4,8,23] Nhiều cơ chế khác nhau đã tham gia vào việc tách các hợp chất bằng kỹ thuật sắc ký, cụ thể là hấp phụ, phân vùng, ái lực, trao đổi ion hoặc loại trừ kích thước.[1,4 ,5,23,24] Các kỹ thuật sắc ký bao gồm PC, TLC, sắc ký cột (CC), sắc ký lỏng (LC), GC và HPLC.[1,4,5,8,23,24]

Cơ chế tách trong sắc ký

(i) Sắc ký hấp phụ. Quá trình tách được thực hiện dựa trên sự tương tác giữa các hợp chất cần tách và pha tĩnh. Trong trường hợp này, pha tĩnh sẽ kéo và loại bỏ các hợp chất thông qua lực hút Van der Waals kỵ nước, không cộng hóa trị. Hợp chất liên kết lỏng lẻo trước tiên sẽ được rửa giải bằng pha động.[1,5,24]

(ii) Sắc ký phân vùng. Các hợp chất được tách ra bằng cách thêm hai hoặc nhiều dung môi không thể trộn lẫn vào hỗn hợp của dịch chiết. Mỗi hợp chất sẽ tách ra khỏi hỗn hợp bằng cách hòa tan trong phần dung môi mà nó hòa tan được.[1,5,24] Sau đó, các chất lỏng không thể trộn lẫn sẽ được tách ra bằng phễu tách để thu được các hợp chất riêng lẻ. Sắc ký phân vùng còn được gọi là tách chất lỏng/lỏng.[1,5,24]

(iii) Sắc ký ái lực. Pha tĩnh là một phối tử được định vị trong cột phân tách. Pha động được áp dụng đã rửa sạch các hợp chất không có ái lực với pha tĩnh. Như vậy, các hợp chất có ái lực cao với pha tĩnh sẽ bị hút và tách ra.[1,5,24]

(iv) Sắc ký trao đổi ion. Khái niệm trao đổi ion rất hữu ích trong việc tách các hợp chất phân cực dựa trên loại điện tích mà chúng sở hữu. Vì vậy, các điện tích giống như vậy thu hút, trong khi các điện tích không giống nhau bị đẩy lùi. Các chất mang điện tích cùng dấu hút nhau và bị tách ra khỏi hỗn hợp hoặc dịch chiết.[1,5,24]

(v) Sắc ký loại trừ kích thước. Phương pháp này xem xét việc tách các hợp chất dựa trên kích thước phân tử của chúng bằng cách sử dụng lưới có đường kính khác nhau. Nó còn được gọi là lọc gel hoặc sàng phân tử. [1,5,24] Đầu tiên, lưới kích thước nhỏ hơn được áp dụng, sau đó là kích thước trung bình và cuối cùng là lưới kích thước lỗ lớn hơn.

Các kỹ thuật sắc ký được sử dụng để tách các hợp chất từ ​​hỗn hợp hoặc dịch chiết

(1)

MÁY TÍNH. Cơ chế tách tham gia trong sắc ký hấp phụ. Thiết bị bao gồm một buồng thủy tinh và một pha tĩnh, là giấy lọc làm từ cellulose. Giấy lọc được treo từ trên xuống và treo vào buồng kính.[1,5,24] Hỗn hợp cần tách được đặt ở dưới cùng của giấy lọc. Ngoài ra, dung môi sau đó được rót vào đáy bình chứa để làm pha động. Pha động ngay lập tức bắt đầu đi lên cùng với giấy lọc; quá trình phân tách được thực hiện bằng chuyển động đi lên của pha động thông qua hoạt động mao dẫn. Các hợp chất hòa tan sẽ di chuyển cùng với dung môi và dính vào giấy lọc dựa trên khả năng hòa tan của chúng.[1,5,24] Tốc độ tách phụ thuộc vào loại giấy lọc được sử dụng. Chuyển động của chất lỏng và quá trình tách nhanh hơn khi sử dụng giấy lọc dày, trong khi giấy lọc xốp làm chậm toàn bộ quá trình. Việc xác định từng hợp chất được tách ra được thực hiện bằng cách tính toán hệ số hãm, là tỷ lệ giữa khoảng cách di chuyển của hợp chất với khoảng cách di chuyển của dung môi.[1,5,24] Ưu điểm của kỹ thuật này bao gồm tính đơn giản và hiệu quả về chi phí, rất nhạy cảm với số lượng nhỏ vật liệu. Những nhược điểm bao gồm tốn thời gian và giấy dễ vỡ, có thể bị phá hủy bởi hóa chất.[1,5,24]

(2)

TLC. Kỹ thuật này cũng liên quan đến việc sử dụng cơ chế hấp phụ để tách một hợp chất ra khỏi hỗn hợp. Sự phân tách dựa trên sự tương tác giữa các hợp chất trong hỗn hợp và pha tĩnh. Nó được áp dụng trong việc tách các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp.[1] Pha tĩnh thường là 100g silica gel hòa tan trong nước cất để tạo thành huyền phù. Trong khi đó, trong một số trường hợp, Sephadex được áp dụng. Dung dịch silica gel sau đó được rót vào một tấm thủy tinh có kích thước 20cm x 20cm để tạo ra độ dày 1,5mm. Sau đó, nó được giữ trong 1 giờ ở 105°C để hóa rắn. [1,23] Sau đó, 10mL dịch chiết được bơm vào phần dưới của đĩa và để dàn trải. Sau đó, bản mỏng được đưa cẩn thận vào buồng tách có chứa pha động và để yên trong 30 phút. Các hợp chất chứa trong hỗn hợp sẽ đi lên các vị trí khác nhau trên đĩa dựa trên độ hòa tan của chúng. Mỗi hợp chất được tách ra được xác định bằng cách tính toán hệ số hãm của nó, là tỷ lệ giữa khoảng cách di chuyển của hợp chất với khoảng cách di chuyển của dung môi và so sánh nó với khoảng cách của một hợp chất đã biết).[1,5,23,24] Các hợp chất được phát hiện được loại bỏ ở các vị trí khác nhau bằng thìa và cuối cùng được chiết xuất lại bằng các dung môi khác nhau. [1,23] Ưu điểm bao gồm tốn ít thời gian hơn, tạo ra các vết rõ ràng và ổn định với axit làm dung môi.

(3)

CC. Nó liên quan đến việc sử dụng một số cơ chế như sắc ký hấp phụ, rây phân tử và trao đổi ion để đạt được kết quả mong muốn.[1] Cột được tạo thành từ một ống thủy tinh dài (đường kính 5–50mm, dài 5 cm–1 m) có vòi và bộ lọc bông thủy tinh ở đáy. Ngoài ra, silica gel, alumina, cellulose hoặc Sephadex được sử dụng làm pha tĩnh, trong khi pha động là chất lỏng. Quy trình bắt đầu bằng cách cho 30g silica gel (70/35) vào một cột thủy tinh trong suốt (dài 80cm, đường kính 5cm) mà không tạo bọt khí. Sau đó, phần trích xuất được phân vùng được thêm vào từ trên cùng. Dung môi ít phân cực nhất (n-hexan) lần đầu tiên được thêm vào dưới dạng pha động và để yên trong 1 giờ trong cột kín. Đáy của cột được mở ra và các phần khác nhau của n-hexan được thu thập trong một khoảng thời gian. Ngoài ra, các dung môi khác như clorofom, etyl axetat, n-butanol và metanol được thêm vào. Các phần của các dung môi này được thu thập riêng lẻ ở các khoảng thời gian khác nhau và cuối cùng được đặc trưng.[1]

(4)

GC. Cơ chế liên quan là phân vùng. Hai dung môi không trộn lẫn được sử dụng: một ở dạng khí (pha động) và dung môi còn lại ở dạng lỏng được hấp phụ vào bề mặt của chất rắn trơ để đóng vai trò là pha tĩnh.[1,4,23] Các chất hòa tan trong pha khí rời khỏi thể lỏng chuyển sang thể khí rồi tách ra. Tương tự, các hợp chất chỉ hòa tan ở dạng lỏng sẽ tồn tại ở pha tĩnh.[1,4,23] Khí helium trơ được sử dụng làm pha động, với tốc độ dòng không đổi. Dịch chiết thô cần phân tích trước tiên được pha loãng với metanol và bơm vào hệ thống.[4,17,23] Ưu điểm của phương pháp này bao gồm khả năng tách nguyên liệu thực vật bị nhiễm thuốc trừ sâu dễ bay hơi, cũng được sử dụng trong thử nghiệm kiểm soát chất lượng.

(5)

HPLC. Kỹ thuật này sử dụng cơ chế hấp phụ để đạt được sự phân tách hiệu quả. Nó phù hợp cho việc phân chia các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Pha động là dung môi thích hợp, còn pha tĩnh là các hạt rắn liên kết chặt chẽ với nhau. Sự phân tách được bắt đầu thông qua sự tương tác của các hợp chất trong

Kỹ thuật nhận dạng

Một số phương pháp đã được sử dụng để xác định các hợp chất từ chiết xuất cây thuốc. Nó bao gồm việc phát hiện nhóm chức, sự có mặt của nhiều liên kết và vòng, sự sắp xếp hydro và cacbon cũng như làm sáng tỏ toàn bộ cấu trúc.[1,4,10,17,23] Các kỹ thuật được sử dụng bao gồm quang phổ khối (MS), quang phổ cực tím (UV ), quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và quang phổ hồng ngoại (IR).

(i) ThS. Phương pháp này rất hữu ích trong việc xác định các hợp chất dựa trên cấu trúc hóa học và trọng lượng phân tử. Mục đích là để giải trình tự và xác định hợp chất chưa biết trong hỗn hợp. Các chất thường được xác định bao gồm oligonucleotide và peptide.[1,4,10,17,23,25] Quá trình bắt đầu bằng cách bắn phá một phân tử hữu cơ bằng một electron và biến nó thành các ion tích điện rất năng lượng. Tín hiệu lần đầu tiên được phát hiện bằng cách sử dụng năng lượng ion hóa điện tử 70eV; Ngoài ra, phổ mẫu được phát hiện và ghi lại dưới dạng phần trăm cực đại. Các hợp chất được xác định dựa trên khối lượng phân tử tương đối và trọng lượng phân tử của chúng. Điều này có thể đạt được bằng cách vẽ đồ thị khối lượng của các ion bị phân mảnh so với điện tích của từng ion riêng lẻ.[1,4,10,17,23,25] Đáng chú ý là MS cung cấp nhiều thông tin về các phân tử hữu cơ. Do đó, một trong những quy trình chuẩn trong chế biến cây thuốc là sự kết hợp giữa MS/HPLC.[4,17,23,25]

(ii) tia cực tím. Phương pháp này phù hợp để phân tích định tính và định lượng các hợp chất có trong chiết xuất thực vật. Các chất chuyển hóa thứ cấp khác nhau như phenol, anthocyanin, tanin và thuốc nhuộm polyme có thể được phát hiện ở một số tần số nhất định. Tổng hàm lượng phenolic và các chất chuyển hóa thứ cấp khác có thể được thiết lập bằng kỹ thuật này. Các tần số cụ thể được sử dụng để xác định flavonoid (320nm), hợp chất phenolic (280nm), anthocyanin (520nm) và axit phenolic (360nm).[4,10,23,25]

(iii) NMR. Kỹ thuật này chú ý nhiều hơn đến các tính chất vật lý của phân tử có hoạt tính sinh học như số lượng và dãy nguyên tử carbon, sự có mặt của các đồng vị carbon, nguyên tử hydro và proton. Nó cũng mô tả cách các nguyên tử được sắp xếp trong một phân tử.[1,4,10,17,23,25]

(iv) QHQT. Phương pháp này cố gắng đánh giá các nhóm chức năng có trong một hợp chất. Kiến thức về nhóm chức năng giúp xác định các tính chất vật lý và hóa học của một hợp chất nhất định. Ngoài ra, các liên kết đơn, đôi và nhiều liên kết được xác định thông qua quá trình này.[1,4,5,10,23,25] Kỹ thuật này liên quan đến việc cho một hợp chất hữu cơ đi qua bức xạ hồng ngoại, được hấp thụ ở một số tần số nhất định. Các mẫu chất lỏng được xác định bằng cách sử dụng các tấm natri clorua, trong khi các mẫu chất rắn được xác định bằng cách sử dụng kali bromua được nghiền với nhau và nén thành một viên mỏng. Kết quả được ghi lại dưới dạng phổ là phần trăm độ truyền qua. Cuối cùng, quang phổ được phân tích; các đỉnh thu được ở số sóng nhất định được so sánh với tham chiếu tiêu chuẩn.[1,4,5,10,23,25]

Đi đến:

Phần kết luận

Một số công trình đã được thực hiện trên cây thuốc để điều tra và chứng minh một tuyên bố đã được báo cáo về hoạt tính sinh học hoặc để bắt chước cách sử dụng thuốc truyền thống của nó dựa trên khảo sát dân tộc học. Một số lượng lớn cây thuốc đã được chiết xuất, phân đoạn và phân lập thành công các hợp chất. Ngoài ra, các hợp chất thu được đã được thử nghiệm về hoạt tính sinh học hoặc dược lý và trong hầu hết các trường hợp, chúng được phát hiện là có hoạt tính. Tuy nhiên, tỷ lệ thành công và tính xác thực của những phát hiện này phụ thuộc vào độ chính xác trong việc lựa chọn dung môi, lựa chọn và thực hiện đúng phương pháp chiết xuất, sàng lọc hóa học thực vật, phân đoạn và kỹ thuật nhận dạng. Cuối cùng, sự hiểu biết đúng đắn và thực hiện các kỹ thuật này là không thể thiếu. Sự tiến bộ và sửa đổi các phương pháp này theo định kỳ sẽ tạo thuận lợi cho quá trình nghiên cứu và cải thiện kết quả.