Techniki chromatografii w rozdzielaniu i oznaczaniu ekdysteroidów w Rhaponticum carthamoides : artykuł przeglądowy

• Autorzy: Głazowska J. , Kamiński M.

Warianty tytułu

EN

Chromatographic techniques in separation and determination of ecdysteroids in Rhapponticum carthamoides : A review

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rhaponticum carthamoides (syn. Leuzea carthamoides, pol. szczodrak krokoszowaty) to syberyjska, endemiczna, wieloletnia bylina, od wieków wykorzystywana w medycynie ludowej, w postaci wyciągów alkoholowych, jako preparat wzmacniający organizm. Szczególnie ważną grupą związków chemicznych, występujących w roślinie, wzbudzających szczególne zainteresowanie, ze względu na wykazywaną aktywność, są ekdysteroidy. Poznanie dokładnego składu metabolicznego oraz stężeń ekdysteroidów, a także innych metabolitów w tkankach roślinnych staje się istotnym elementem poznawczym. Ich znajomość może przyczynić się do wytwarzania preparatów leczniczych i wspomagających na bazie Leuzei. W rozdzielaniu ekdysteroidów zastosowanie znajduje przede wszystkim wysokosprawna chromatografia cieczowa w normalnych (NP) i odwróconych (RP) układach faz, a ostatnio, także, w warunkach oddziaływań hydrofilowych (HILIC) - z reguły, w warunkach elucji gradientowej, a także chromatografia cienkowarstwowa (TLC) w jednym, a szczególnie w dwóch wymiarach. W dalszym ciągu poszukuje się możliwie nieskomplikowanych metodyk pozwalających na rozdzielenie i oznaczenie ekdysteroidów i innych metabolitów wtórnych obecnych w surowym ekstrakcie. Ważne, szczególnie w przypadku tej rośliny, byłoby opanowanie metodyki rozdzielania i wydzielania wszystkich metabolitów, ponieważ, niektóre badania wykazują, że działanie ekdysteroidów w organizmach ssaczych jest wzmacniane w sposób synergiczny przez nieznane dotychczas składniki rośliny. Prace nad rozdzielaniem mają duże znaczenie dla dalszych badań nad tą, ciągle jeszcze niewystarczająco zbadaną rośliną, w tym także, dla opracowania procedury standaryzacji "materiału roślinnego", obecnego na rynku w postaci różnego rodzaju wyciągów i preparatów. Przedmiotem niniejszej pracy jest zestawienie oraz porównanie technik i warunków chromatograficznych wykorzystywanych dotychczas w rozdzielaniu i oznaczaniu ekdysteroidów w wyciągach roślinnych z Rhaponticum carthamoides. W związku z ogromnym bogactwem metabolicznym Rhaponticum carthamoides, szczególnie obiecujące wydaje się zastosowanie w dalszych badaniach dwuwymiarowej wysokosprawnej kolumnowej chromatografii cieczowej z elucją gradientową w obu "wymiarach" rozdzielania (2D-Grad/Grad-HPLC), albo ortogonalnego rozdzielania wielokolumnowego, z przepływem zwrotnym eluentu w dowolnej kolumnie rozdzielczej ((MC-HPLC-EBF), a w przypadku techniki chromatografii cienkowarstwowej - elucji kilkustopniowej (NS-TLC), lub rozdzielania dwuwymiarowego (2D-TLC), być może także z elucją kilkustopniową w drugim "wymiarze" rozdzielania (2D-NS-TLC).

EN

Rhaponticum carthamoides (Leuzea carthamoides) is a Siberian endemic perennial used for centuries in folk medicine as a body-strengthening specimen based on alcohol extracts. The main group of substances which is in particular interest, due to exhibiting high activity, are ecdysteroids. The determination of the exact composition and comcentration of metabolites in the plant tissues is an important element of cognitive. The knowledge can contribute to the development of new medicinal preparations based on Leuzea. The separation of ecdysteroids is carried out using the normal and reverse phase high performance liquid chromatography, as well as the hydrophilic interactions liquid chromatography, in a gradient elution, and thin layer chromatography in one- and two-dimension. However there is still a need to look for an uncomplicated method for the separation and identification of ecdysteroids and other plant secondary metabolites, present in the crude extract of Rhaponticum. Separation and isolation off all metabolites showing synergic interactions with ecdysteroids in mammalian organisms is important to investigate their “mode of action”. Further studies, on this still not well known plant, and also on the development of procedures of standardization of plant material, present on the market in form of different extracts and preparation are needed. The object of this work is to collate and compare the most popular chromatographic techniques used in separation and determination of ecdysteroids in plant material of Rhaponticum carthamoides. Due to its enormous wealth of secondary metabolite it is important to apply two dimmensional high performance liquid chromatography with gradient elution in both directions (2D-Grad/Grad-HPLC), or orthogonal column separations with eluent backflush on each column (MC-HPLC-EBF), and in TLC: stepand multi-dimensional elution (2D-TLC and 2D-NS-TLC).

Słowa kluczowe

PL

Rhaponticum carthamoides; Leuzea carthamoides; fitoekdysteroidy; wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC); chromatografia cienkowarstwowa; TLC; odwrócone układy faz RP; normalne układy faz NP; warunki oddziaływań hydrofilowych (HILIC)

EN

Phytoecdysteroids; Rhaponticum carthamoides; Leuzea catrhamoides; liquid chromatography; thin layer chromatography; TLC; reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC); Normal Phase High Performance Chromatography - NP-HPLC; Hydrophilic Interaction Chromatography; HILIC

• Wydawca: Publishing House of Siedlce University of Natural Sciences and Humanities
• Czasopismo: Camera Separatoria
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 5, No. 1
• Strony: 17--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Głazowska J.

• Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Wydział Chemiczny Politechnika Gdańska ul. Gabriela Narutowicza 11/12 80-233 Gdańsk

autor

Kamiński M.

• Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Wydział Chemiczny Politechnika Gdańska ul. Gabriela Narutowicza 11/12 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• 1. Lotocka B., Geszprych A., Anatomy of the vegetative organs and secretory structures of Rhaponticum carthamoides (Asteraceae). Bot. J. Linn. Soc., 144 (2004) 207.,
• 2. Timofeev N.P., Leuzea carthamoides DC.: Application prospects as pharmpreparations and biologically active components. Functional Foods for Chronic Diseases, D&A Inc. 2006.,
• 3. Kokoska L., Janovska D., Chemistry and pharmacology of Rhaponticum carthamoides: A review. Phytochemistry 70 (2009) 842.,
• 4. Zhang X.-P., Zhang J., Dong M., Zhang M.-L., Hou C.-H., Shi Q.-W., Gu Y.-C., Chemical constituents of plant from the genus Rhaponticum. Chem Biodivers 7 (2010) 594.,
• 5. Janovská D. Klouček P., Urban J., Vaněk T., Rada V., Kokoška L. Susceptibility of some clinical isolates of Staphylococcus aureus to fractions from the aerial parts of Leuzea carthamoides. Biologia 63 (2008) 607.,
• 6. Le Bizec B., Antignac J.-P., Monteau F., Andre F. Ecdysteroids: one potential new anabolic family in breeding animals. Anal Chim Acta 473 (2002) 89.,
• 7. Miliauskas G., Venskutonis R.P., van Beek T.A. Screening of radical scavenging activity of some medicinaland aromatic plant extracts. Food Chem 85 (2004) 231.,
• 8. Miliauskas G., van Beek T.A., de Waard P., Venskutonis R.P., Sudhölter E.J.R. Identification of radical Scavenging Compounds in Rhaponticum carthamoides by means of LC-DAD-SPE-NMR. J Nat Prod 68 (2005)168.,
• 9. Todorov I.N., Mitrokhin Yu.I., Efremova O.I., Sidorenko L.I. Effect of Extract from Rhaponticum carthamoides on RNA and Protein Biosynthesis in Mice. Pharm Chem J-USSR 34 (2000) 479., 10. Biskup E., Lojkowska E., Evaluation of biological activities of Rhaponticum carthamoides extracts. J Med Plants Res 3 (2009) 1092.,
• 11. Biskup E., Szynklarz B., Golebiowski M., Borsuk K., Stepnowski P., Lojkowska E., Composition and biological activity of Rhaponticum carthamoides extracts obtained from plants collected in Poland and Russia. J Med Plants Res 11 (2013) 687.,
• 12. Adler J.H., Grebenok R.J., Biosynthesis and distribution of Insect-molting hormones in plants – A review. Lipids 30 (1995) 257.,
• 13. Timofeev N.P., Ecological relations of agricultural populations of ecdysteroid-containing plants Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin and Serratula coronata L. with herbivorous insects Report 2.Composition variability of phytoecdysteroids in agrocenoses and their role in the vulnerability of plants to phytophagans. Contemp Probl Ecol 2 (2009) 531.,
• 14. Baltaev U.A. Phytoecdysteroids: structure, sources, and biosynthesis in plants. Russ J Bioorg Chem 26 (2000) 799.,
• 15. Lafont R., Blais C., Harmatha J., Wilson I.D., Ecdysteroids: Chromatography.w: Encyclopedia of Separation Science (2000) 2631.,
• 16. Adler H., Grebenok R. J., Occurrence, Biosynthesis, and Putative Role of Ecdysteroids in Plants, Crit Rev Biochem Mol 34 (1999) 253.,
• 17. Píš J., Hykl J., Vaisar T., Harmatha J., Rapid determination of 20-hydroxyecdysteroids in complex mixtures by solid-phase extraction and mass spectrometry. J Chromatogr A 658 (1994) 77.,
• 18. Báthori M., Pongracz Z., Phytoecdysteroids – From Isolation to Their Effects on Humans. Curr Med. Chem 12 (2005) 153.,
• 19. Lafont R., Kaouadji N., Morgan E.D., Wilson I.D., Selectivity in the high-performance liquid chromatography of ecdysteroids. J Chromatogr A 658 (1994) 55.,
• 20. Wilson I.D., Bielby C.R., Morgan E.D., Selective effects of mobile and stationary phases in reversedphase high-performance liquid chromatography of ecdysteroids. J Chromatogr A 238 (1982) 97.,
• 21. Dinan L., Harmatha J., Lafont R. Chromatographic procedures for the isolation of plant steroids. J Chromatogr A 935 (2001) 105.,
• 22. Báthori M., Purification and characterization of plant ecdysteroids of Silene species. Trends Anal. Chem 17 (1998) 372.,
• 23. Lapenna S., Dinan L., HPLC and TLC characterisation of ecdysteroid alkyl ethers. J Chromatogr B 877 (2009) 2996.
• 24. Báthori M., Blunden G., Kalasz H., Two-Dimentional Thin-Layer Chromatography of Plant Ecdysteroids. Chromatographia 52 (2000) 815.,
• 25. Báthori M., Mathe I., Guttman A., Determination of 20-hydroxyecdysone content by TLC and Micellar electrokinetic chromatography. Chromatographia 48 (1998) 145.,
• 26. Meng Y., Whiting P., Zibareva L., Bertho G., Girault J.-P., Lafont R., Dinan L., Identification and quantitative analysis of the phytoecdysteroids in Silene species (Caryophyllaceae) by high-performance liguid chromatography. Novel ecdysteroids from S. pseudotites. J Chromatogr A 935 (2001) 309.,
• 27. Buděšínský M., Vokáč K., Harmatha J., Cvačka J. Additional minor ecdysteroid components of Leuzea carthamoides. Steroids 73 (2008), 502.,
• 28. Lafont R., Morgan E.D., Wilson I.D. Chromatographic procedures for phytoecdysteroids. J Chromatogr A 658 (1994) 31.,
• 29. Ghosh D., Laddha K.S., Extraction and monitoring of phytoecdysteroids trought HPLC. J Chromatogr Sci 44 (2006) 22.,
• 30. Volodin V., Chadin I., Whiting P., Dinan L. Screening plants of European North-East Russia for ecdysteroids. Biochem Syst Ecol 30 (2002) 525.,
• 31. Wilson I.D., Morgan E.D., Lafont R., Wright B., High-performance liquid chromatography coupled to nuclear magnetic resonance spectroscopy: Application to the ecdysteroids of Silene otites. J Chromatogr A 799 (1998) 333.,
• 32. Wilson I.D., Morgan E.D., Lafont R., Shockcor J.P., Lindon J.C., Nicholson J.K., Wright B., High Performance Liquid Chromatography Coupled to Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy and Mass Spectrometry Applied to Plant Products: Identification of Ecdysteroids from Silene otites. Chromatographia 49 (1999) 374.,
• 33. Ramazanov N.Sh., Maksimov E.S., Saatov Z., Abdullaev N.D., Phytoecdysteroids of plants of the genus Rhaponticum II. Carthamosterone A from Rh. carthamoides. Chem Nat Compd 33 (1997) 301.