Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu hoàn thiện quy trình tách chiết Embelin từ cây sú sử dụng trong công nghiệp dược phẩm (08/10/2025)

Trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, cây Sú (Aegiceras corniculatum (L.) Blanco) là loại cây thân gỗ có thể cao tới 4m và được phân bố khắp các bờ biển. Cây Sú ngoài tác dụng chắn sóng, bảo vệ ven bờ, nơi trú ngụ và phát triển của các sinh vật biển, nó còn đang là đối tượng của các nhà nghiên cứu chính vì sự hiện diện của axit amin, benzoquinone, tannin, coumarin, flavonoid, saponin, polyphenol, steroid, axit phenolic quinon, triterpenes và dẫn xuất hydroquinone trong quả, rễ, thân và lá

Embelin là một para-benzoquinone tự nhiên chứa hai nhóm cacbonyl, một nhóm methine và hai nhóm hydroxyl. Tiềm năng của Embelin và các dẫn xuất của nó trong điều trị các bệnh ung thư khác nhau đã được nghiên cứu rộng rãi. Embelin là hoạt chất chính trong quả của Embelia ribes, một loại quả nổi tiếng nhưng cũng là cây thuốc có nguy cơ tuyệt chủng thuộc họ Myrsinaceae do lượng tiêu thụ lớn để chiết xuất Embelin.

Công nghệ chiết xuất Embelin và sản xuất thuốc từ cây Sú chữa thành công một số bệnh ung thư đã được công bố gần đây [60, 68] hứa hẹn sẽ mang lại hiệu quả cao với giá thành rẻ, có nhiều đặc tính ưu việt. Cây Sú có đặc điểm phát triển nhanh, nhân giống nhanh từ quả và khi thu hái lá càng kích thích cây mọc chồi và ra lá mới nên khi thu hoạch không gây tác hại với môi trường.

Các mẫu lá, cặn chiết cặn chiết Chloroformcủa Embelin và các mẫu Embelin kết tinh của 5 vùng biển tại Hải Phòng.

Xuất phát từ những lý do trên, Viện Sinh học đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình tách chiết Embelin từ cây Sú (Aegiceras corniculatum (L.) Blanco) sử dụng trong công nghiệp dược phẩm” do TS Lê Thị Bích Thủy làm chủ nhiệm. Đề tài được triển khai nhằm có được quy trình tách chiết Embelin có thể áp dụng ở quy mô công nghiệp, tạo ra nguồn nguyên liệu Embelin an toàn cung cấp cho ngành y dược, đồng thời nâng cao giá trị sử dụng và giá trị kinh tế của nguồn tài nguyên cây Sú ở Hải Phòng

Đề tài đã đánh giá được thực trạng phân bố loài Sú tại Hải Phòng. Sú có thể phân bố ở khu vực có độ mặn cao như đảo Cát Hải và đảo Cát Bà và cũng có thể thích nghi được với điều kiện độ mặn thấp đến lợ tại khu vực sâu trong các cửa sông như Minh Đức huyện Thuỷ Nguyên. Khu vực Hoàng Châu (Cát Hải) có mật độ cây tái sinh lớn nhất là 12,6 cây/m2 và 20,5 cây/m2 tương ứng với sinh cảnh dưới tán cây RNM và ngoài tán RNM. Sinh khối lá trong tán rừng ngập mặn dao động từ 200 đến 540 gram/cây trưởng thành. Vi phẫu cho thấy loài Sú thu được ở các khu vực khác nhau tại Hải Phòng có đặc điểm tương đồng về hình thái và giải phẫu. Đã định danh được chính xác các mẫu Sú thu được ở vùng biển Hải Phòng là loài Aegiceras corniculatum khi phân tích bằng 3 chỉ thị lục lạp ITS, 18S và rcbL. Đánh giá mối quan hệ di truyền loài Sú ven biển Hải Phòng cho thấy hai loài Sú tại Đông Hải 2 - Hải An và Cát Hải có thể cùng nguồn gốc, còn quần thể Sú ở Kiến Thụy cho thấy sự khác biệt rõ ràng hơn so với các quần thể Sú ở Đông Hải, Cát Hải và xã Vinh Quang.

Ban chủ nhiệm cũng xác định được điều kiện tách chiết phù hợp cho cây Sú là sử dụng phương pháp siêu âm với dung môi Methanol để tách cao chiết tổng. Dung môi Chlorofrm phù hợp cho tinh sạch cả ở bước thu cặn chiết phân đoạn và sắc ký cột. Hàm lượng cadmi, chì và asen cùng với các chất tồn dư sắt nhôm đều ở mức cho phép, trung bình của các mẫu vùng biển Hải Phòng lần lượt là 23,3; 27,43; 34,85; 37,95 và 128,731 µg/kg. Khi đánh giá bằng sắc ký bản mỏng cho kết quả mẫu Sú Hải Phòng có Embelin vì xuất hiện vệt tương ứng với chất chuẩn. Đánh giá HPLC cho thấy hàm lượng Embelin trong cặn chiết tách từ quả cây Sú cao hơn lá, hàm lượng Embelin trong cặn chiết của các vùng huyện Ⱪiến Thụy, xã Vinh Quang, xã Đông Hải, huyện Cát Hải và huyện Tiên Lãng đạt giá trị lần lượt là 64,54; 73,48; 84,63; 76;85 và 51,62 µg/ g.

Bên cạnh đó nhóm nghiên cứu xác định được cấu trúc hóa học của chất kết tinh thu được chính là Embelin qua kết quả TLC, HPLC và khi phân tích các phổ ¹H-NMR, ¹³C-NMR, COSY, HSQC, HMBC và MS. Embelin có đặc tính không thấm nước và khi gắn nano bạc để cải thiện khả năng này hoạt tính kháng khuẩn cao hơn khi chưa gắn, nhưng thể hiện chưa rõ ràng và ổn định. Kết quả chạy real time PCR cho thấy Embelin kết tinh làm giảm sự biểu hiện mRNA của các gen nghiên cứu bao gồm AKT1, BAD, NUP62, BCL2, PIK3R2 và MAPK1 một cách rõ rệt. Từ kết quả Western blot, cho thấy sự biểu hiện của BAD giảm một cách đáng kể. Đây là mộtn protein pro-apoptotic thuộc họ Bcl-2, đóng vai trò quan trọng trong việc khởi động quá trình apoptosis nội tại. Biểu hiện cũng giảm đối với p53, một protein ức chế khối u quan trọng. Từ đó có thể thấy Embelin tham gia thúc đẩy quá trình apoptosis ở cả hai mức độ phân tử là điều hòa gen và biểu hiện protein chứng minh nó có tiềm năng trong ứng dụng điều trị ung thư.

Từ kết quả trên, nhóm nghiên cứu đã xây dựng được quy trình tách chiết cao chiết tổng và quy trình tinh sạch tạo Embelin kết tinh và tổng hợp hoàn thiện được quy trình tách chiết Embelin cho cây Sú tại biển Hải Phòng. Xây dựng được tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm cặn chiết Embelin và Embelin kết tinh. Sản xuất thử nghiệm theo quy trình đã thu được 107,2g cặn chiết Embelin đạt tiêu chuẩn cơ sở (đạt hiệu suất 2,6% so với khối lượng bột lá ban đầu). Lượng Embelin kết tinh thu được là 0,81g đạt hiệu suất 11,4% so với khối lượng cặn chiết ban đầu.

Quy trình tạo cặn chiết tổng theo phương pháp tối ưu bao gồm các bước sau:

Bước 1: Sấy khô mẫu

Mẫu Sú đưa về được xử lý và bảo quản đúng cách để thu nhận được các mẫu có chất lượng tốt, khối lượng phù hợp cho quá trình nghiên cứu. Trường hợp không thể đưa mẫu trực tiếp đến phòng thí nghiệm thì mẫu được sấy khô trong lò ở nhiệt độ ≤ 60^oC trong 24h để ngăn chặn việc hỏng mẫu. Mẫu khô sau đó được đóng gói cẩn thận để đưa đến phòng thí nghiệm hoặc bảo quản trong tủ lạnh. Mẫu được nghiền trong giai đoạn này là phù hợp nhất. Việc rửa mẫu là cần thiết để loại bỏ bụi bẩn và tạp chất ảnh hưởng đến việc phân tích. Rửa và lau mẫu nhanh, nhẹ nhàng.

Bước 2: Hòa tan mẫu với dung môi

Bột lá cây Sú khô được nghiền bằng ni tơ lỏng cho đến khi thành bột mịn. Để 5 phút ở nhiệt độ phòng rồi cho 300 g mẫu vào chai thủy tinh trung tính, sau đó đổ 700ml MeOH vào lắc cho tan đều không vón cục. Sau mỗi lần lọc lại cho tiếp 700ml dung môi hòa tan vào bã tiếp tục siêu âm.

Bước 3: Chiết ngâm dần với MeOH

Bột lá ngâm chiết trong methanol. Trước khi ngâm chiết, khối lượng mẫu khô được cân để tính tỷ lệ cao chiết thu được từ mẫu sau khi cô quay chân không loại bỏ dung môi hoàn toàn đến khối lượng không đổi. Dung môi MeOH ngâm chiết nhằm mục đích thu được nhiều nhất khối lượng cao chiết, có khả năng hòa tan các hợp chất thứ cấp từ thực vật cao.

Bước 4: Lọc

Mẫu được ngâm 3 giờ trong máy siêu âm ở nhiệt độ 55 °C. Sau đó, tiến hành lọc bã dược liệu qua giấy lọc, chiết kiệt đến khi dịch chiết không còn chất. Lặp lại các bước trên ít nhất 3 lần. Quá trình này được lặp lại liên tục cho đến khi thu được các mẫu sạch hoàn toàn nhằm làm vật liệu cho bước nghiên cứu tiếp theo.

Bước 5: Cô quay

Dịch chiết được được gộp lại trộn đều, cô quay dưới áp suất giảm đến kiệt thu được cao tổng MeOH, loại bỏ được dung môi. Sau khi thu được cao chiết tổng, thành phần sơ bộ của cao chiết được định tính bằng sắc

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu nhiệm vụ  tại Trung tâm Công nghệ thông tin và Truyền thông Hải Phòng./.