Ученые СПбГУ предложили новую методику выделения полезных веществ из растений на основе экологичных материалов зеленой химии. Исследование было сосредоточено на четырех видах сырья: ирисе сибирском, шлемнике байкальском, зверобое продырявленном и листьях мандарина. Из них извлекали фитохимические соединения, которые могут стать основой для новых противовирусных и кардиологических лекарств. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в научном журнале Talanta.
Выращивание Iris sibirica L. — перспективного растения с лекарственной активностью, выступавшего в исследовании в качестве модельного объекта. Фото предоставлено Людмилой Карцовой
Терапия на основе природных средств становится все актуальнее сегодня, поскольку бактерии и вирусы вырабатывают устойчивость к лекарствам. Растения представляют интерес для исследователей из-за метаболитов, которые содержатся в их экстрактах. Эти вещества участвуют в биохимических и физиологических процессах и являются перспективными новыми фармацевтическими препаратами. Экстракты, полученные из лекарственного растительного сырья, содержат значительное количество соединений, обладающих антиоксидантной, антитромбоцитарной, противоопухолевой биологической активностью.
Для эффективного извлечения биологически активных веществ необходима разработка стратегий пробоподготовки сырья к анализу, позволяющих выборочно выделять соединения и надежно определять даже их минимальные концентрации. Только так можно использовать необходимые вещества, отделяя их от ненужных для фармацевтики. Однако, по словам ученых, в фитохимии до сих пор отсутствует единая система подготовки образцов из-за различной структуры растительных клеток, широкого спектра химических свойств и концентраций биологически активных соединений.
Эту проблему можно решить с помощью методов зеленой химии и внедрения в аналитическую практику новых умных материалов. Благодаря этому возрастают как простота и скорость выполнения химического анализа, так и его селективность, чувствительность.
Химики СПбГУ использовали ионные жидкости и глубокие эвтектические растворители для создания метода извлечения активных веществ из листьев таких растений, как ирис сибирский, шлемник байкальский, зверобой продырявленный и лист мандарина. Такой подход особенно актуален для анализа растений благодаря низкому расходу реагентов и образцов, лучшей чувствительности и избирательности. При этом потенциал полифункциональности таких материалов при разделении и концентрировании биологически активных веществ изучен недостаточно.
Так, авторы выявили свойства умных материалов при проведении микроэкстракции биологически активных веществ из лекарственного растительного сырья. Ученые обнаружили, что некоторые составы глубоких эвтектических растворителей на основе хлорида холина способны растворяться в органическом соединении ацетонитриле при добавлении кислот, а затем вновь отделяться при добавлении оснований. Этот факт лег в основу микроэкстракционного подхода при селективном извлечении и определении полярных вторичных метаболитов.
«Мы систематизировали полученные данные и выяснили, что для выбранных объектов глубокие эвтектические растворители и ионные жидкости дополняли друг друга. Нам удалось достичь большей чувствительности и селективности извлечения биологически активных веществ по сравнению с традиционными подходами», — рассказала профессор кафедры органической химии СПбГУ Людмила Карцова.
Людмила Алексеевна Карцова — заслуженный учитель Российской Федерации, лауреат премии Научного совета по аналитической химии РАН «За существенный вклад в развитие аналитической химии», обладатель звания «Золотое имя высшей школы». Людмила Карцова работает в университете более 40 лет, возглавляет научную группу по исследованиям хроматографических и электрофоретических методов анализа.
По словам исследователей, разработанный метод поможет выявить и детально изучить перспективные лекарственные растения, адаптировав нашу методику. Кроме того, понимание механизмов взаимодействия вторичных метаболитов с умными материалами может способствовать прогрессу и в других областях — материаловедении, аналитической и биомедицинской химии.
Исследование проводилось с использованием инфраструктуры ресурсного центра «Методы анализа состава вещества» Научного парка СПбГУ.
Информация и фото предоставлены пресс-службой СПбГУ
