Meiyuan Qian, Yuefeng Tan, Bo Xu
Rakenduse teadus- ja arendustegevuse keskus
Sissejuhatus
Taxus (taxus chinensis või hiina jugapuu) on riigi kaitstud looduslik taim. See on haruldane ja ohustatud taim, mille Quaternary liustikud maha jätsid. See on ka ainus looduslik ravimtaim maailmas. Taxus jaotatakse põhjapoolkera parasvöötme tsoonis subtropiline piirkonda, maailmas on umbes 11 liiki. Hiinas on 4 liiki ja 1 sort, nimelt kirde taksus, Yunnani taksus, taksus, Tiibeti taksus ja lõunamaine taks. Neid viit liiki levitatakse Edela -Hiinas, Lõuna -Hiinas, Kesk -Hiinas, Ida -Hiinas, Loode -Hiinas, Kirde -Hiinas ja Taiwanis. Taxus -taimed sisaldavad mitmesuguseid keemilisi komponente, sealhulgas taksanid, flavonoidid, lignaanid, steroidid, fenoolhapped, seskviterpeenid ja glükosiidid. Kuulus tuumorivastane ravimtaksool (või paklitakseel) on omamoodi taksüün. Taksoolil on ainulaadsed vähivastased mehhanismid. Taksool võib mikrotuubulite külmutada, kammides nendega ja vältida mikrotuubulite eraldamist kromosoomide eraldamist rakkude jagunemise ajal, põhjustades seega jagunevate rakkude surma, eriti kiiresti prolifereeruvaid vähirakke [1]. Lisaks põhjustab makrofaagide aktiveerimisega TNF-α (tuumori nekroosifaktor) retseptorite langust ja TNF-α vabanemist, tappes või pärssides kasvajarakke [2]. Lisaks võib taksool esile kutsuda apoptoosi, toimides apoptootilise retseptori rajale, mida vahendavad FAS/FASL või aktiveerides tsüsteiini proteaasi süsteemi [3]. Tänu oma mitmele vähivastasele toimele kasutatakse taksooli laialdaselt munasarjavähi, rinnavähi, mitteväike rakuvähi (NSCLC), maovähi, söögitoruvähi, põievähi, eesnäärmevähi, pahaloomulise melanoomi, pea- ja kaelavähi jms ravis [4]. Eriti kaugelearenenud rinnavähi ja kaugelearenenud munasarjavähi korral on Taksoolil silmapaistev ravi, seetõttu tuntakse seda kui “vähiravi viimane kaitseliin”.
Taxol on viimastel aastatel rahvusvahelisel turul kõige populaarsem vähivastane ravim ja seda peetakse järgmise 20 aasta jooksul üheks tõhusamaks vähivastaseks ravimiks. Viimastel aastatel on rahvastiku ja vähi esinemissageduse plahvatusohtlik kasv ka taksooli järele märkimisväärselt suurenenud. Praegu eraldatakse kliiniliste või teaduslike uuringute jaoks vajalik taxol peamiselt otse taksost. Kahjuks on taksooli sisu taimedes üsna madal. Näiteks on taksooli sisu ainult 0,069% taksos Brevifolia koores, mida üldiselt peetakse kõrgeimaks sisuks. 1 g taksooli kaevandamiseks on vaja umbes 13,6 kg taksokoore. Selle hinnangu põhjal kulub munasarjavähi patsiendi raviks 3–12 taksopuud, mis on rohkem kui 100 aastat vanad. Selle tulemusel on vähendatud suur arv taksopuid, mille tulemuseks on selle väärtusliku liigi peaaegu väljasuremine. Lisaks on taksus ressursside poolest väga kehv ja kasvu aeglane, mis raskendab taksooli edasiseks arendamiseks ja kasutamiseks.
Praegu on taksooli täielik süntees edukalt lõpule viidud. Selle sünteetiline marsruut on aga väga keeruline ja kõrge hinnaga, muutes sellel puuduvad tööstuslikud tähtsuse. Taksooli poolsünteetiline meetod on nüüd suhteliselt küps ja seda peetakse tõhusaks viisiks lisaks kunstlikule istutamisele ka taksooli allika laiendamiseks. Lühidalt, taksooli poolsünteesis ekstraheeritakse taksooli eelkäija ühend, mis on suhteliselt rikkalik taksotaimedes, ja seejärel teisendatakse keemilise sünteesi abil taksooliks. 10-deatsetüülbakatiini ⅲ sisaldus taksode baccata nõeltes võib olla kuni 0,1%. Ja nõelte on kerge regenereerida, võrreldes haukudega. Seetõttu meelitab 10-deatsetüülbaccatin ⅲ-l põhinev taksooli poolsünteesi teadlaste üha enam tähelepanu [5] (nagu on näidatud joonisel 1).
Joonis 1. Taksooli poolsünteetiline tee, mis põhineb 10-deatsetüülbaccatin ⅲ.
Selles postituses puhastati taxus taimeekstrakt välklambi ettevalmistava vedelikkromatograafiasüsteemiga Sepaban ™ masinaga koos Santai Technologies toodetud Sepaflash C18 pöördfaasi (RP) välkpuhastitega. Puhtuse nõuetele vastav sihttoode saadi ja neid saab kasutada järgmistes teadusuuringutes, pakkudes kulutõhusat lahendust selliste looduslike toodete kiireks puhastamiseks.
| Instrument | Sepabean ™ masin | |
| Kassett | 12 g sepaflash C18 RP välkikassetti (sfääriline ränidioksiid, 20–45 μm, 100 Å, tellimisnumber ： SW-5222-012-SP) | |
| Lainepikkus | 254 nm (tuvastamine), 280 nm (seire) | |
| Mobiilne etapp | Lahusti a: vesi | |
| Lahusti B: metanool | ||
| Voolukiirus | 15 ml/min | |
| Proovi laadimine | 20 mg toorproov lahustati 1 ml DMSO -s | |
| Gradient | Aeg (min) | Lahusti B (%) |
| 0 | 10 | |
| 5 | 10 | |
| 7 | 28 | |
| 14 | 28 | |
| 16 | 40 | |
| 20 | 60 | |
| 27 | 60 | |
| 30 | 72 | |
| 40 | 72 | |
| 43 | 100 | |
| 45 | 100 | |
Tulemused ja arutelu
Toorküüdi ekstrakti välklambi kromatogramm on näidatud joonisel 2. Analüüsides kromatogrammi, sihtprodukti ja lisandite eraldamist. Lisaks realiseeriti hea reprodutseeritavus ka mitme proovisüstiga (andmeid pole näidatud). Käsitsi kromatograafia meetodil klaaskolonnidega eraldamine võtab umbes 4 tundi. Võrreldes traditsioonilise manuaalse kromatograafia meetodiga, nõuab automaatse puhastusmeetodi selles postituses kogu puhastusülesande täitmiseks vaid 44 minutit (nagu näidatud joonisel 3). Enam kui 80% ajast ja suures koguses lahusti saab säästa automaatse meetodi abil, mis võib kulusid tõhusalt vähendada ja töötõhusust oluliselt parandada.
Joonis 2. Toorküüdi ekstrakti välklambi kromatogramm.
Joonis 3. Käsitsi kromatograafia meetodi võrdlus automaatse puhastusmeetodiga.
Kokkuvõtteks võib Sepaflash C18 RP Flash -padrunite kammimine Sepabeani ™ masinaga pakkuda kiiret ja tõhusat lahendust looduslike toodete kiireks puhastamiseks, näiteks taksoekstrakt.
Viited
1. Alushin GM, Lander GC, Kellogg EH, Zhang R, Baker D ja Nogales E. Kõrge eraldusvõimega mikrotuubulite struktuurid näitavad GTP hüdrolüüsimisel αβ-tubuliinis struktuurilisi üleminekuid. Cell, 2014, 157 (5), 1117-1129.
2. Burkhart CA, Berman JW, Swindell CS ja Horwitz SB. Taksooli ja teiste taksoonide struktuuri seos kasvaja nekroosifaktori α geeni ekspressiooni ja tsütotoksilisuse indutseerimisel. Vähiuuringud, 1994, 54 (22), 5779-5782.
3. Park SJ, Wu CH, Gordon JD, Zhong X, Emami A ja Safa Ar. Taksool kutsub esile kaspaas-10-sõltuva apoptoosi, J. Biol. Chem., 2004, 279, 51057-51067.
4. paklitakseel. Ameerika tervishoiusüsteemi proviisorite selts. [2. jaanuar 2015]
5. Bruce Ganema ja Roland R. Franke. Primaarsete taksoonide paklitakseel: Perspektiiv Corgozirconium keemia loomingulisele leiutisele. J. org. Chem., 2007, 72 (11), 3981-3987.
Seal on seeria Sepaflash C18 RP välkpunktidest, millel on Santai tehnoloogia erinevad spetsifikatsioonid (nagu on näidatud tabelis 2).
| Üksuse number | Veerusuurus | Voolukiirus (ml/min) | Maksimaalne rõhk (PSI/BAR) |
| SW-5222-004-SP | 5,4 g | 5-15 | 400/27.5 |
| SW-5222-012-sp | 20 g | 10-25 | 400/27.5 |
| SW-5222-025-sp | 33 g | 10-25 | 400/27.5 |
| SW-5222-040-sp | 48 g | 15-30 | 400/27.5 |
| SW-5222-080-sp | 105 g | 25-50 | 350/24.0 |
| SW-5222-120-sp | 155 g | 30-60 | 300/20.7 |
| SW-5222-220-sp | 300 g | 40-80 | 300/20.7 |
| SW-5222-330-sp | 420 g | 40-80 | 250/17.2 |
Tabel 2. Sepaflash C18 RP välkpuhnad.
Pakkematerjalid: ülitõhusa sfäärilise C18-ga seotud ränidioksiidi, 20–45 μm, 100 Å
Lisateavet Sepabean ™ masina üksikasjalike spetsifikatsioonide või Sepaflash Series Flash -kassettide tellimise kohta leiate meie veebisaidilt
Postiaeg: 20. september 2018