Abordagem multidisciplinar e multicomponente aplicada à caracterização e desenvolvimento de fitopreparados de Byrsonima intermedia, Serjania marginata e Terminalia catappa

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Ana Caroline Zanatta
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/214614
Resumo: Este trabalho descreve o estudo dos extratos das plantas medicinais Byrsonima intermedia A. Juss. (Malpighiaceae), Serjania marginata Casar. (Sapindaceae) e Terminalia catappa L. (Combretaceae) a fim de permitir o desenvolvimento e caracterização de fitopreparações que possam ser utilizadas no tratamento de doenças crônicas. Para isso, foi fundamental aprofundar o conhecimento da composição química, avaliar a sazonalidade, aperfeiçoar os métodos analíticos para o controle de qualidade da matéria-prima vegetal e desenvolver complexos de inclusão para a incorporação dos extratos. No estudo da sazonalidade, os extratos foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência (HLPC) acoplada à espectrometria de massas (HPLC-ESI-MS/MS). As amostras foram coletadas bimestralmente durante os períodos do verão, outono, inverno e primavera. Os dados de HPLC-MS/MS foram analisados na plataforma GNPS (Global Natural Products Social Molecular Networking), que permitiu a anotação de 39 substâncias nos extratos de B. intermedia, 38 substâncias nos extratos de S. marginata e 42 substâncias nos extratos de T. catappa. Os agrupamentos das amostras nas redes moleculares mostraram que os fatores sazonais desempenharam um papel importante na produção de metabólitos em cada espécie vegetal, sendo as condições de temperatura, seca e radiação solar os principais fatores que afetaram a variabilidade das substâncias em cada espécie. O conteúdo de flavonoides totais, capacidade antioxidante e antiglicante também foram determinados para ajudar a estudar a variabilidade química sazonal dessas espécies. A fim de contribuir para a sustentabilidade ambiental, para a padronização do extrato de S. marginata foi desenvolvido um método cromatográfico verde por HPLC-PDA utilizando apenas etanol e água como solventes, seguindo um planejamento fatorial fracionário na triagem das variáveis e aplicando a matriz de Doehlert foi utilizada no procedimento de otimização. O método verde desenvolvido foi comparado com o método da literatura, e o desempenho cromatográfico e o impacto ambiental de ambos foram avaliados por meio de métricas, como GCFR (Green Chromatographic Fingerprinting Response), HPLC-EAT (EAT - Environmental Assesment Tool) e AGREE (Analytical GREEnness metric). O método foi validado através da avaliação dos parâmetros de seletividade, linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão e robustez. A padronização do extrato foi realizada pela quantificação do ácido protocatecuico e derivados de (+)-catequina, (-)-epicatequina e apigenina. O método desenvolvido foi preciso e robusto e combinado com os princípios que regem a Química Verde foi considerado ambientalmente amigável. Finalmente, para conferir melhorias nas propriedades químicas e biológicas dos ingredientes ativos dos extratos, investigamos a complexação de cada um deles com β-ciclodextrina por mistura física e malaxagem. A caracterização dessas amostras por espectroscopia na região do infravermelho, análise térmica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e ressonância magnética nuclear, permitiu propor a complexação parcial dos metabólitos dos extratos na cavidade da β-cyclodextrina. Assim, este estudo traz novas informações sobre o potencial dos extratos de B. intermedia, S. marginata e T. catappa contribuindo para aperfeiçoar o controle químico de qualidade do material vegetal, para aumentar seu potencial de aplicação como um futuro fitoterápico e colaborando para a implementação de marchas analíticas ambientalmente mais amigáveis.
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spelling Abordagem multidisciplinar e multicomponente aplicada à caracterização e desenvolvimento de fitopreparados de Byrsonima intermedia, Serjania marginata e Terminalia catappaMultidisciplinary and multicomponent approach applied to the characterization and development of phytopreparations from Byrsonima intermedia, Serjania marginata and Terminalia catappaByrsonima intermediaSerjania marginataTerminalia catappaMetabolômicaQuímica verdeComplexos de inclusãoPlantas medicinaisEspectrometria de massaBeta-ciclodextrinaControle de qualidadeEste trabalho descreve o estudo dos extratos das plantas medicinais Byrsonima intermedia A. Juss. (Malpighiaceae), Serjania marginata Casar. (Sapindaceae) e Terminalia catappa L. (Combretaceae) a fim de permitir o desenvolvimento e caracterização de fitopreparações que possam ser utilizadas no tratamento de doenças crônicas. Para isso, foi fundamental aprofundar o conhecimento da composição química, avaliar a sazonalidade, aperfeiçoar os métodos analíticos para o controle de qualidade da matéria-prima vegetal e desenvolver complexos de inclusão para a incorporação dos extratos. No estudo da sazonalidade, os extratos foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência (HLPC) acoplada à espectrometria de massas (HPLC-ESI-MS/MS). As amostras foram coletadas bimestralmente durante os períodos do verão, outono, inverno e primavera. Os dados de HPLC-MS/MS foram analisados na plataforma GNPS (Global Natural Products Social Molecular Networking), que permitiu a anotação de 39 substâncias nos extratos de B. intermedia, 38 substâncias nos extratos de S. marginata e 42 substâncias nos extratos de T. catappa. Os agrupamentos das amostras nas redes moleculares mostraram que os fatores sazonais desempenharam um papel importante na produção de metabólitos em cada espécie vegetal, sendo as condições de temperatura, seca e radiação solar os principais fatores que afetaram a variabilidade das substâncias em cada espécie. O conteúdo de flavonoides totais, capacidade antioxidante e antiglicante também foram determinados para ajudar a estudar a variabilidade química sazonal dessas espécies. A fim de contribuir para a sustentabilidade ambiental, para a padronização do extrato de S. marginata foi desenvolvido um método cromatográfico verde por HPLC-PDA utilizando apenas etanol e água como solventes, seguindo um planejamento fatorial fracionário na triagem das variáveis e aplicando a matriz de Doehlert foi utilizada no procedimento de otimização. O método verde desenvolvido foi comparado com o método da literatura, e o desempenho cromatográfico e o impacto ambiental de ambos foram avaliados por meio de métricas, como GCFR (Green Chromatographic Fingerprinting Response), HPLC-EAT (EAT - Environmental Assesment Tool) e AGREE (Analytical GREEnness metric). O método foi validado através da avaliação dos parâmetros de seletividade, linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão e robustez. A padronização do extrato foi realizada pela quantificação do ácido protocatecuico e derivados de (+)-catequina, (-)-epicatequina e apigenina. O método desenvolvido foi preciso e robusto e combinado com os princípios que regem a Química Verde foi considerado ambientalmente amigável. Finalmente, para conferir melhorias nas propriedades químicas e biológicas dos ingredientes ativos dos extratos, investigamos a complexação de cada um deles com β-ciclodextrina por mistura física e malaxagem. A caracterização dessas amostras por espectroscopia na região do infravermelho, análise térmica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e ressonância magnética nuclear, permitiu propor a complexação parcial dos metabólitos dos extratos na cavidade da β-cyclodextrina. Assim, este estudo traz novas informações sobre o potencial dos extratos de B. intermedia, S. marginata e T. catappa contribuindo para aperfeiçoar o controle químico de qualidade do material vegetal, para aumentar seu potencial de aplicação como um futuro fitoterápico e colaborando para a implementação de marchas analíticas ambientalmente mais amigáveis.This work describes the study of the extracts of the medicinal plants Byrsonima intermedia A. Juss. (Malpighiaceae), Serjania marginata Casar. (Sapindaceae) and Terminalia catappa L. (Combretaceae) in order to allow the development and characterization of phytopreparations that can be used in the treatment of chronic diseases. For this, it was fundamental to deepen the knowledge of the chemical composition, to evaluate the seasonality, to improve the analytical methods for the quality control of the vegetal raw material and to develop inclusion complexes for the incorporation of the extracts. In the seasonality study, the extracts were analyzed by high-performance liquid chromatography (HLPC) coupled to tandem mass spectrometry (HPLC-ESI-MS/MS). The samples were collected bimonthly during the summer, autumn, winter and spring periods. The HPLC-MS/MS data were analyzed in the GNPS (Global Natural Products Social Molecular Networking) platform, which allowed the annotation of 39 compounds in B. intermedia extracts, 38 compounds in S. marginata extracts and 42 compounds in T. catappa extracts. The clustering of the samples in the molecular networks showed that seasonal factors played an important role in the production of metabolites in each plant species, with temperature, drought and solar radiation conditions being the main factors that affected the variability of substances in each species. The content of total flavonoids, antioxidant and antiglycant capacity were also determined to help study the seasonal chemical variability of these species. In order to contribute to environmental sustainability, for the standardization of S. marginata extract, a green chromatographic method by HPLC-PDA was developed using only ethanol and water as solvents, following a fractional factorial planning in the screening of variables and applying Doehlert matrix was used in the optimization procedure. The developed green method was compared with the literature method, and the chromatographic performance and environmental impact of both were evaluated using metrics, such as GCFR (Green Chromatographic Fingerprinting Response), HPLC-EAT (EAT - Environmental Assesment Tool) and AGREE (Analytical GREEnness metric). The method was validated through the evaluation of the parameters of selectivity, linearity, detection and quantification limits, precision and robustness. The standardization of the extract was performed by quantification of protocatechuic acid and (+)-catechin, (-)- epicatechin and apigenin derivatives. The developed method was accurate and robust and combined with the principles of Green Chemistry was found to be environmentally friendly. Finally, to confer improvements in the chemical and biological properties of the active ingredients of the extracts, we investigated the complexation of each of them with β-cyclodextrin by physical mixing and malaxation. The characterization of these samples by spectroscopy in the infrared region, thermal analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and nuclear magnetic resonance, allowed to propose the partial complexation of the metabolites of the extracts in the cavity of β-cyclodextrin. Thus, this study brings new information about the potential of the extracts of B. intermedia, S. marginata and T. catappa contributing to improve the chemical quality control of the vegetal material, to increase its potential of application as a future phytomedicine and collaborating to the implementation of more environmentally friendly analytical marches.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)FAPESP: 2019/18673-8FAPESP: 2016/21044-4CNPq: 153087/2016-1Universidade Estadual Paulista (Unesp)Vilegas, Wagner [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Silva, Ana Caroline Zanatta2021-09-30T11:10:55Z2021-09-30T11:10:55Z2021-09-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11449/21461433004030072P8porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESP2023-12-12T06:23:46Zoai:repositorio.unesp.br:11449/214614Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T20:10:59.073818Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
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