Применение бромкрезолового зеленого для спектрофотометрического определения содержания алкалоидов на примере руты душистой

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Были проведены исследования по подбору условий для спектрофотометрического определения общего содержания алкалоидов с помощью бромкрезолового зеленого (БКЗ): рН буфера, время образования ионной пары БКЗ–алкалоид и время стабильности ионной пары БКЗ–алкалоид. Показано, что метод применим для тропановых, изохинолиновых, индольных, пиридиновых алкалоидов. Метод был использован для экспресс-оценки содержания алкалоидов в биомассе растений-регенерантов Руты душистой (Ruta graveolens L.) и в аптечном препарате “Рута душистая трава”. При использовании минимального объема сухого растительного материала (20 мг) было определено, что содержание алкалоидов в растениях-регенерантах составило 10.55 мг/г сухого веса, что в 1.62 раза меньше, чем в образцах аптечного препарата. Методом обращенно-фазной ВЭЖХ в очищенных фракциях алкалоидов было выявлено 16 соединений разной интенсивности, из них 6 были общими для растений-регенерантов и для аптечного препарата.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. И. Валиева

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский институт биохимии и биофизики – обособленное структурное подразделение Федерального исследовательского центра “Казанский научный центр Российской академии наук”

Author for correspondence.
Email: cell-culture@yandex.ru
Russian Federation, Казань

А. Н. Акулов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский институт биохимии и биофизики – обособленное структурное подразделение Федерального исследовательского центра “Казанский научный центр Российской академии наук”

Email: cell-culture@yandex.ru
Russian Federation, Казань

References

  1. Thomis G.N., Kotionis A.Z. Les indicateurs acides comme réactifs sensibles des alcaloïdes // Anal. Chim. Acta. 1957. V. 16. P. 201. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(00)89913-4
  2. Maghssoudi R.H., Fawzi A.B. Direct spectrophotometric determination of thebaine in Arya II population capsules of Papaver bracteatum Lindi // J. Pharm. Sci. (Philadelphia, PA, U. S.). 1978. V. 67. P. 32. https://doi.org/10.1002/jps.2600670109
  3. Li L., Long W., Wan X., Ding Q., Zhang F., Wan D. Studies on quantitative determination of total alkaloids and berberine in five origins of crude medicine “Sankezhen” // J. Chromatogr. Sci. 2015. V. 53. P. 307. https://doi.org/10.1093/chromsci/bmu060
  4. Liu Y., Liu C. Determination of total alkaloids in different parts of Actinidia arguta by spectrophotography // Proc. International Conference on Materials, Environmental and Biological Engineering (MEBE 2015). Guilin, 2015. https://doi.org/10.2991/mebe-15.2015.31
  5. Patel R.K., Patel J.B., Trivedi P.D. Spectrophotometric method for the estimation of total alkaloids in the Tinospora cordifolia M. and its herbal formulations // Int. J. Pharm. Pharm. Sci. 2015. V. 7. P. 249.
  6. Shamsa F., Monsef H.R., Ghamooshi R., Verdian R.M.R. Spectrophotometric determination of total alkaloids in Peganum harmala L. using bromocresol green // Res. J. Phytochem. 2007. V. 1. P. 79.
  7. Szewczyk A., Marino A., Molinari J., Ekiert H., Miceli N. Phytochemical characterization, and antioxidant and antimicrobial properties of agitated cultures of three Rue species: Ruta chalepensis, Ruta corsica, and Ruta graveolens // Antioxidants. 2022. V. 11. P. 592. https://doi.org/10.3390/antiox11030592
  8. Kamal L.Z.M., Adam M.A.A., Shahpudin S.N. Mohd., Shuib A.N., Sandai R., Hassan N.M., Tabana Y., Basri D.F., Than L.T.L., Sandai D. Identification of alkaloid compounds arborinine and graveoline from Ruta angustifolia (L.) Pers for their antifungal potential against isocitrate lyase (ICL1) gene of Candida albicans // Mycopathologia. 2021. V. 186. P. 221. https://doi.org/10.1007/s11046-020-00523-z
  9. Wolters B., Eilert U. Antimicrobial substances in callus cultures of Ruta graveolens // Planta Med. 1981. V. 43. P. 166. https://doi.org/10.1055/s-2007-971494
  10. Adamska-Szewczyk A., Glowniak K., Baj T. Furochinoline alkaloids in plants from Rutaceae family – a review // Curr. Issues Pharm. Med. Sci. 2016. V. 29. P. 33. https://doi.org/10.1515/cipms-2016-0008
  11. Kaur R., Kumar K. Synthetic and medicinal perspective of quinolines as antiviral agents // Eur. J. Med. Chem. 2021. V. 215. P. 113220. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2021.113220
  12. Ghosh S., Bishayee K., Khuda-Bukhsh A.R. Graveoline Isolated from Ethanolic extract of Ruta graveolens triggers apoptosis and autophagy in skin melanoma cells: A novel apoptosis-independent autophagic signaling pathway: Graveoline induces apoptosis and autophagy in A375 cells // Phytother. Res. 2014. V. 28. P. 1153.https://doi.org/10.1002/ptr.5107
  13. Yadav T.T., Murahari M., Peters G.J., Yc M. A comprehensive review on acridone based derivatives as future anti-cancer agents and their structure activity relationships // Eur. J. Med. Chem. 2022. V. 239. P. 114527. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2022.114527
  14. Misawa M. Plant issue culture: An alternative for production of useful metabolites. Rome: Food and Agriculture Organization, 1994. 87 p.https://www.fao.org/3/t0831E/t0831e00.htm#con
  15. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. 1962. V. 15. P. 473. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
  16. Wagner H., Bladt S. Plant drug analysis: A thin layer chromatography atlas. 2nd ed. Berlin; New York: Springer, 1996. 384 p.
  17. Orlita A., Sidwa-Gorycka M., Kumirska J., Malinski E., Siedlecka E.M., Gajdus J., Lojkowska E., Stepnowski P. Identification of Ruta graveolens L. metabolites accumulated in the presence of abiotic elicitors // Biotechnol. Prog. 2008. V. 24. P. 128.
  18. Diamond D., Lau K. T., Brady S., Cleary J. Integration of analytical measurements and wireless communications—Current issues and future strategies // Talanta. 2008. V. 75. P. 606. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2007.11.022
  19. Saad B. Ion-association method for the spectrophotometric determination of the antitussive drug noscapine // Talanta. 1997. V. 44. P. 53. https://doi.org/10.1016/S0039-9140(96)02009-7
  20. Zhu S.-C., Shi M.-Z., Yu Y.-L., Jiao Y.-H., Zheng H., Liu F.-M., Cao J. In-situ formation of ion pair assisted liquid-liquid microextraction of natural alkaloids by response surface methodology // Microchem. J. 2021. V. 171. P. 106813. https://doi.org/10.1016/j.microc.2021.106813
  21. Gainza A.H. Reaction of halogenated hydrocarbon solvents with tertiary amines: Spectrophotometric and conductimetric study // Int. J. Chem. Kinet. 2004. V. 36. P. 500. https://doi.org/10.1002/kin.20022
  22. Shamsa F., Monsef H.R., Ghamooshi R., Verdian-rizi R. Spectrophotometric determination of total alkaloids in some Iranian medicinal plants // Thai J. Pharm. Sci. 2008. V. 32. P. 17.
  23. Gaínza A.H. Associations of ajmaline and homatropine with bromocresol green and bromophenol blue in dichloromethane: Thermodynamic and kinetic parameters // Can. J. Chem. 1987. V. 65. P. 1279. https://doi.org/10.1139/v87-215
  24. Sakai, T., Ohno N., Sasaki H., Hyuga T. Extraction-spectrophotometric determination of berberine in crude drugs by the formation of a new ion associate // Anal. Sci. 1991. V. 7. P. 39. https://doi.org/10.2116/analsci.7.39
  25. Baumert A., Maier W., Schumann B., Gröger D. Increased accumulation of acridone alkaloids by cell suspension cultures of Ruta graveolens in response to elicitors // J. Plant Physiol. 1991. V. 139. P. 224. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(11)80612-7
  26. Eilert U. Acridones (Ruta Alkaloids) // Phytochemicals in Plant Cell Cultures / Eds. Friedrich L., Vasil I.K. Elsevier. 1988. P. 419. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-715005-5.50031-5
  27. Kuzovkina I.N. Specific accumulation and revised structures of acridone alkaloid glucosides in the tips of transformed roots of Ruta graveolens // Phytochemistry. 2004. V. 65. P. 1095. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2004.03.003
  28. Кузовкина И.Н., Чернышева Т.П., Альтерман И.Е. Характеристика штамма каллусной ткани Руты душистой, продуцирующей рутакридон // Физиология растений. 1979. Т. 26. С. 492.
  29. Ramawat K.G., Rideau M., Chenieux J.-C. Growth and quaternary alkaloid production in differentiating and non-differentiating strains of Ruta graveolens // Phytochemistry. 1985. V. 24. P. 441. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)80743-8
  30. Zhang N., Wang M., Li Y., Zhou M., Wu T., Cheng Z. TLC–MS identification of alkaloids in Leonuri herba and Leonuri fructus aided by a newly developed universal derivatisation reagent optimised by the response surface method: 3 // Phytochem. Anal. 2021. V. 32. P. 242. https://doi.org/10.1002/pca.2970
  31. Кузовкина И.Н., Сендереи К., Роса С., Райш И. Состав алкалоидов изолированных корней, каллусных тканей и суспензии клеток Ruta graveolens L. // Растительные ресурсы. 1980. Т. 16. С. 112.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Absorption spectra of dissolved in chloroform: bromocresol green (BKZ, 10–4M) (a), alkaloids (10–4M) (b), BKZ–alkaloid ion pair (5×10–5M) (c). Alkaloids: atropine sulfate (1), papaverine hydrochloride (2), nicotine (3), caffeine (4). Ion pairs: BKZ–atropine sulfate (1), BKZ–papaverine hydrochloride (2), BKZ–nicotine (3), BKZ–caffeine (4).

Download (268KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Absorption spectra of blank solutions (a), the BKZ–papaverine hydrochloride ion pair (b) at different buffer pH in the reaction mixture: pH 3.0 (1), pH 4.5 (2), pH 4.6 (3), pH 4.7 (4), pH 4.8 (5), pH 5.4 (6). Chloroform for blank solutions and blank solutions for ionic pairs were used as filling solutions.

Download (290KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Values of the optical density of the BKZ–alkaloid ion pair at 418 nm through 10 (1), 20 (2), 60 min (3) after extraction from the reaction mixture with chloroform (a) and the absorption spectra of the BKZ–alkaloid ion pair (b, BKZ–raunatin, 4 mcg), measured after 5 minutes (solid line, 1) and after 1 day (dotted line, 2) after extraction from the reaction mixture with chloroform.

Download (212KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Calibration curves for determining the alkaloid content in plant samples: atropine (a), papaverine (b), nicotine (c). Dotted lines mark the trend lines (1) for each calibration curve (2).

Download (220KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. TLC of extracts of the pharmaceutical preparation “Sweet Rue herb” (1) and sweet Rue regenerant plants (2): a - fluorescence at 254 nm, b – fluorescence at 312 nm, c – staining with Dragendorf reagent. The alkaloids that reacted with the Dragendorf reagent are marked with arrows and different letters of the Latin alphabet.

Download (204KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. HPLC spectra of purified alkaloid fractions of the pharmaceutical preparation “Rue fragrant herb” (1, solid line) and plants regenerating Rue fragrant (2, dotted line).

Download (112KB)
Indexing metadata
8. Supplementary information
Download (568KB)
Indexing metadata
9. Supplementary information
Download (453KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».