Если Вы обнаружите ошибку, напишите нам в телеграм @omnichem или на почту e.urvanov@omnichem.ru
Исследователи представили разработанный метод количественного определения аллантоина в мякоти и кожуре ямса на основе метода ядерного магнитного резонанса (qNMR). Аллантоин, известный своими косметическими свойствами, также обладает фармакологической активностью. В предшествующих исследованиях использовались методы высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC), однако разделение компонентов оказывалось недостаточным. В данном исследовании применен метод количественного ядерного магнитного резонанса 1H (qNMR) для определения содержания аллантоина в мякоти и кожуре ямса.
Метод основан на относительном соотношении интеграла сигналов аллантоина к определенному количеству внутреннего стандарта диметилсульфона (DMSO2). Исследование было проведено в рамках специфичности, линейности, чувствительности (предел обнаружения (LOD) и предел количественного определения (LOQ)), точности и воспроизводимости. Метод затем был применен для оценки содержания аллантоина в экстрактах мякоти и кожуры четырех различных видов ямса, выращенных в Корее.
Введение
Ядерно-магнитный резонанс (NMR) является ключевым методом анализа для элюцидации структур малых и макромолекул, а также для идентификации одного или нескольких соединений в сложных матрицах. В последние годы квантитативный NMR (qNMR) успешно применяется для количественного определения метаболитов низкой молекулярной массы в биологических жидкостях или пищевых продуктах с высокой аналитической эффективностью. 1H qNMR спектроскопия является быстрой и обеспечивает более высокую надежность предсказания структур молекул. Ее температурный режим низок, что предотвращает деградацию термочувствительных аналитов. Кроме того, подготовка образца для qNMR ограничена сложностью и в целом совместима с хроматографией.
Сырьё в статье
Список INCI
- Diglycerin
- Hydrolyzed Rice Protein
- Lysine
- PCA
- Sodium PCA
- Sorbitol
- ALLANTOIN
- Lactic Acid
- Urea pura
- Acetonitrile
- Dimethyl Sulfone
- Trifluorobutyric
- Dimethyl sulfoxide
Какое сырьё можно купить
- RonaCare® Aluminium Chloride Hydroxide-Allantoin - Высокоэффективный и чистый компонент для косметических рецептур, подтвержденный наукой и документацией, разработанный в соответствии с нормативными актами
- AllanChem | Allantoin (Аллантоин AllanChem) - Белый кристаллический порошок аллантоина (без запаха и вкуса) используется в средствах по уходу за кожей. Содержит более 99% аллантоина.
- Hangzhou Lingeba Technology LGB-All Allantoin - LGB-All Аллантоин представляет собой белый порошок
- RonaCare® Allantoin - высокоэффективный ингредиент, подтвержденный наукой, соответствует нормативам, используется в косметических средствах по всему миру.
- Qingdao Chibio Biotech Allantoin - увлажняющее, заживляющее, успокаивающее, кератолитическое и нетоксичное соединение, используемое в косметике и медицине.
- Soho Aneco AC-AT - белый беззапаховый кристаллический порошок, диуретик глиоксиловой кислоты, синтезирован химически, безопасен, совместим с косметическими требованиями (ALLANTOIN)
- Hydroveg® R np - Увлажняющий фактор (NMF) создан на основе основных компонентов кожного NMF, обладает доказанной увлажняющей активностью. Безглютеновая и без консервантов (ALLANTOIN)
Аллантоин и его фармакологическая активность
Аллантоин, диуреид глиоксиловой кислоты, является одним из биологически активных компонентов в ямса. Его фармакологическая активность проявляется в различных косметических продуктах, таких как кремы, лосьоны, шампуни, благодаря антиоксидантным, противовоспалительным и увлажняющим свойствам. Также известно, что аллантоин обладает противодиабетическим, антигипертензивным, противораковым действием, а также положительно влияет на когнитивные функции и нейрогенез в гиппокампе.
Разработанный метод qNMR представляет собой быстрый, чувствительный и надежный способ количественного определения аллантоина в ямса. Он позволяет оценить содержание аллантоина в различных экстрактах ямса, что имеет важное значение для получения высококачественных сырьевых материалов для фармацевтических или функциональных пищевых продуктов.
Материалы и Методы
В исследовании использовались химические соединения и образцы реагентов высокой чистоты. Среди них были ацетонитрил, вода, метанол, трифтормасляная кислота и этанол. Для анализа применялась высокоэффективная жидкостная хроматография (HPLC) на колонке Hector-M-carbohydrate. Образцы анализировались с использованием фотодиодного детектора.
Растительное сырье и Подготовка образцов
Для исследования использовались клубни ямса, приобретенные у фермерского хозяйства. После тщательной очистки клубни были разделены на мякоть и кожуру, которые затем сушились методом лиофилизации. Полученная порошкообразная кожура подвергалась ультразвуковой обработке с использованием 50% этанола. Полученные экстракты фильтровались и испарялись. Затем они растворялись в метаноле для последующего анализа методом HPLC.
Параметры Эксперимента методом ЯМР
Спектры 1H ЯМР записывались при помощи спектрометра с частотой 700 МГц. Для расчета содержания аллантоина использовалась стандартная методика qNMR. Перед преобразованием Фурье применялся весовой коэффициент. Спектры обрабатывались с помощью специализированного программного обеспечения.
Калибровочные Кривые и Валидация
Для подготовки калибровочной кривой взвешивали определенное количество аллантоина, растворяли его и проводили последовательные разведения для получения желаемых концентраций. Квантификация проводилась на основе интегрального соотношения между протонами аллантоина и диметилсульфона. Метод валидировали в соответствии с рекомендациями Международного совета по гармонизации технических требований к лекарственным средствам для человека (ICH).
Результаты и обсуждение
Метаболическое анализирование демонстрирует значительное дополнение к классическим инструментам для понимания биохимических метаболитов биологических систем в определенное время. Два аналитических метода, ЯМР и масс-спектрометрия (МС), являются ключевыми технологиями, возникшими в метаболомике, которая сосредоточена на профилировании и количественном определении естественных малых соединений. Метаболомные исследования в основном используют гибридные методы, основанные на хроматографическом разделении (ЖХ) метаболитов, сопряженных с МС для анализа сложных смесей извлеченных метаболитов.
Разработка метода
Для разработки методики квантового ЯМР для определения аллантоина в экстрактах ямса было протестировано несколько дейтерированных растворителей, включая метанол-d4, ацетон-д6, ацетонитрил-d3, диметилсульфоксид (DMSO)-d6, оксид дейтерия, а также их смеси в ряде предварительных ЯМР-экспериментов как потенциальные растворители и стабильность экстрактов и аллантоина.
Валидация метода 1H ЯМР
Разработанный метод был валидирован в терминах специфичности, линейности, чувствительности, точности и восстановления. На основе калибровочных моделей линейность метода была подтверждена для концентраций от 62,5 до 2000 мкг/мл аллантоина, добавленного к фиксированному количеству (0,7 мг) внутреннего стандарта.
Применение метода
Ямса (Dioscorea spp.) являются экономически ценными травами и широко используются для поддержания здоровья и народной медицины. В данном исследовании разработанный метод 1H qNMR был применен для оценки содержания аллантоина в экстрактах мякоти и кожуры четырех видов ямс, включая D. bulbifra, D. quinqueloba, D. batatas и D. esculenta. Все исследуемые виды Dioscorea содержат аллантоин как в мякоти, так и в кожуре.
Авторы и ссылки
Авторы
- Thao Quyen Cao
- Dongyup Hahn
Ссылки
- Bharti SK, Roy R. "Quantitative 1H NMR spectroscopy." Trends Anal. Chem. 2012;35:5–26
- Truzzi E, Marchetti L, Benvenuti S, Righi V, Rossi MC, Gallo V, et al. "A novel qNMR application for the quantification of vegetable oils used as adulterants in essential oils." Molecules. 2021;26:5439
- Cao R, Liu X, Liu Y, Zhai X, Cao T, Wang A, et al. "Applications of nuclear magnetic resonance spectroscopy to the evaluation of complex food constituents." Food Chem. 2021;342:128258
- Malz F, Jancke H. "Validation of quantitative NMR." J. Pharm. Biomed. Anal. 2005;38:813–823
- Pauli GF, Chen SN, Simmler C, Lankin DC, Gödecke T, Jaki BU, et al. "Importance of purity evaluation and the potential of quantitative 1H NMR as a purity assay." J. Med. Chem. 2014;57:9220–9231
- Kemprai P, Mahanta BP, Bora PK, Das DJ, Boruah JLH, Saikia SP, et al. "A 1H NMR spectroscopic method for the quantification of propenylbenzenes in the essential oils: Evaluation of key odorants, antioxidants and post-harvest drying techniques for Piper betle L." Food Chem. 2020;331:127278
- Cheilari A, Sturm S, Intelmann D, Seger C, Stuppner H. "Head-to-head comparison of ultra-high-performance liquid chromatography with diode array detection versus quantitative nuclear magnetic resonance for the quantitative analysis of the silymarin complex in Silybum marianum fruit extracts." J. Agric. Food Chem. 2016;64:1618–1626
- Zhang L, Liu Y, Chen G. "Simultaneous determination of allantoin, choline and L-arginine in Rhizoma Dioscoreae by capillary electrophoresis." J. Chromatogr. A. 2004;1043:317–321
- Chen XB, Matuszewski W, Kowalczyk J. "Determination of allantoin in biological, cosmetic, and pharmaceutical samples." J. AOAC Int. 1996;79:628–635
- Ahn YJ, Park SJ, Woo H, Lee HE, Kim HJ, Kwon G, et al. "Effects of allantoin on cognitive function and hippocampal neurogenesis." Food Chem. Toxicol. 2014;64:210–216
