Специалисты из Санкт-Петербургского государственного университета разработали инновационный способ извлечения ценных компонентов из растений, используя экологически безопасные материалы, соответствующие принципам зеленой химии. В рамках исследования было рассмотрено сырье из четырех видов: ириса сибирского, шлемника байкальского, зверобоя продырявленного и листьев мандарина. Фитохимические соединения, полученные в ходе извлечения, потенциально могут послужить основой для создания новых препаратов, предназначенных для лечения вирусных заболеваний и сердечно-сосудистых недугов. Исследование, получившее грантом РНФ, опубликованы в научном журнале Talanta.
В настоящее время все большую популярность приобретает лечение с использованием природных компонентов, поскольку микроорганизмы приобретают устойчивость к медикаментозным препаратам. Растения привлекают внимание ученых благодаря метаболитам, присутствующим в их экстрактах. Данные соединения вовлечены в биохимические и физиологические процессы и рассматриваются как потенциально новые фармацевтические средства. Экстракты, полученные из лекарственного растительного сырья, содержат большое количество веществ, проявляющих антиоксидантную, антитромбоцитарную и противоопухолевую активность.
Для результативного извлечения биологически активных веществ требуется создание методик подготовки сырья к анализу, которые обеспечивают избирательное выделение соединений и позволяют точно определять даже незначительные их количества. Это необходимо для использования ценных веществ, отделяя их от нежелательных компонентов, используемых в фармацевтической промышленности. Тем не менее, как утверждают ученые, в фитохимии до сих пор нет унифицированной системы подготовки образцов, что связано с разнообразной структурой растительных клеток, широким диапазоном химических свойств и концентраций биологически активных соединений.
Решение данной проблемы возможно за счет применения принципов зеленой химии и использования инновационных, интеллектуальных материалов в аналитической практике. Это позволит повысить удобство и скорость проведения химического анализа, а также улучшить его избирательность и чувствительность.
Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета применили ионные жидкости и глубокие эвтектические растворители для разработки способа выделения действующих компонентов из листьев растений, включая сибирский ирис, шлемник байкальский, зверобой продырявленный и лист мандарина. Этот метод представляется перспективным для анализа растительного сырья, поскольку позволяет снизить потребление реактивов и образцов, а также повысить чувствительность и селективность. В то же время, возможности применения этих материалов для разделения и концентрирования биологически активных соединений изучены не в полной мере.
В ходе микроэкстракции биологически активных соединений из лекарственного растительного сырья авторами были определены характеристики умных материалов. Исследования показали, что отдельные составы глубоких эвтектических растворителей на основе хлорида холина способны растворяться в ацетонитриле в присутствии кислот, а после добавления оснований – вновь отделяться. Это свойство стало основой микроэкстракционного метода для избирательного извлечения и определения полярных вторичных метаболитов.
«После обработки собранных данных было установлено, что глубокие эвтектические растворители и ионные жидкости демонстрируют взаимодополняющий эффект для выбранных объектов. По словам профессора кафедры органической химии СПбГУ Людмилы Карцовой, удалось добиться повышенной чувствительности и большей избирательности при извлечении биологически активных веществ, что превосходит результаты, получаемые с использованием обычных методов.
Людмила Алексеевна Карцова — заслуженный учитель Людмила Карцова, лауреат премии Научного совета по аналитической химии РАН за значительный вклад в развитие этой области, а также обладатель звания «Золотое имя высшей школы», трудится в университете уже более 40 лет, возглавляет научную группу по исследованиям хроматографических и электрофоретических методов анализа.
Разработанный исследователями метод позволит идентифицировать и всесторонне исследовать многообещающие лекарственные растения, при этом наша методика будет адаптирована. Дополнительно, изучение взаимодействия вторичных метаболитов с умными материалами способно продвинуть науку и в других сферах, таких как материаловедение, аналитическая и биомедицинская химия.
Для проведения исследования была задействована инфраструктура ресурсного центра «Методы анализа состава вещества» Научного парка СПбГУ.
Информация и фото предоставлены пресс-службой СПбГУ