Inulin – Fructan

1.         Inulin – Fructan

1.1.   Cấu tạo

Các fructan polymer thường được biết với tên gọi là inulin. Fructan là những oligo hay polysaccharid được cấu tạo từ các đơn vị fructofuranosyl (F) nối vơi nhau qua dây nối β-(2→1) với số lượng từ 2 – 60 monomer trong phân tử [L. De leenheer. Carbohydrate as Organic Raw Materials, Vol. III, VCH, 1996, p.67], nhưng cũng có thể tới hàng ngàn đơn vị. Các fructan thường có cấu tạo mạch thẳng chỉ gồm các đơn vị đương fructose với đơn vị đường tận cùng là fructopyranose (Fpy), nhưng cũng có thể có đơn vị tận cùng là glucopyranosyl (Gpy) nối vào bằng dây nối α-(1→2) (ví dụ như 1,1-kestotetraose). Tên các fructan thường được gọi như sau: các fructan không có đường glucose tận cung được gọi là β-D-fructopyranosyl-[D-fructofuranosyl]_(n-1)-D-fructofuranosid, và được viết tắt là FpyFn. Các fructan có đường glucose tận cùng được gọi là các α-D-glucopyranosyl-[β-D-fructofuranosyl]_(n-1)-D-fructofuranosid và được viết tắt là GpyFn.

Trên thực tế, cũng gặp những trường hợp mà các fructose nối với nhau bằng dây nối β-(2→6) xen với các đường fructose nối với nhau bằng dây nối β-(2→6) (ví dụ như 1&6 kestotetraose) và C6 của đường glucose được nối thêm với đường fructose bằng dây nối β-(2→6) (ví dụ như 1&6G-kestotetraose). Các fructan cũng đôi khi phân nhánh như trường hợp của 1&6 kestotetraose. [Ian MS. Phytochemistry 63 (2003) 351-359].

Tùy theo nguồn gốc mà các fructan có cấu tạo và mức độ trùng hợp khác nhau. Các fructan trong các loại ngũ cốc thường có mạch ngắn trong khi của các cây họ cúc có mạch dài hơn.

1.2.   Tính chất

Các fructan tan khá tốt trong nước. Các fructan mạch dài kém tan hơn loại mạch ngắn và có thể tạo dạng vi tinh thể trong nước. Các vi tinh thể này không có vị riêng nhưng có thể tạo thành thể chất mịn như kem tạo cảm giác béo trong miệng nên được dùng để thay thế chất béo trong một số loại thực phẩm ăn kiêng.

Các fructan bị thủy phân bởi các enzym inulinase trong thực vật. Inulinase là các glycosides thủy phân dây nối β-2,1 của các fructan để cho các sản phẩm trung gian là các oligosaccharid và sản phẩm cuối là fructose vì thế nó là dạng tích trữ năng lượng của một số loài thực vật. Fructose là chất sinh năng lượng trong cơ thể tương tự như glucose, đồng thời là một chất có độ ngọt cao thường được dùng trong thực phẩm.

Các fructan cũng chịu tác động bởi inulin fructotransferase (tạo DFA-III), một lyase có tác dụng cắt 2 đường cuối mạch tạo nên các oligosaccharid có mạch ngắn hơn. Disaccharid là sản phẩm của enzym này là α-D-fructofuranose-β-D-fructofuranose 1,2’:2,3’-dianhydrid (DFA-III) không được cơ thể tiêu hóa nhưng có tác dụng tăng cường hấp thu các muối khoáng (Ca, Mg...) trong ruột. Enzym inulin fructotranferase (tạo DFA-III) nhưng cho sản phẩm là một disaccharid α-D- fructofuranose-β-D-fructofuranose 1,2’:2,1’- dianhydrid (DFA-III). Cả 2 disaccharid này đều không được tiêu hóa và có độ ngọt và năng lượng bằng ½ đường saccharose, có giá trị trong thực phẩm như các chất ngọt nghèo năng lượng.

1.3.   Tác dụng dược lý và công dụng

Trong dinh dưỡng, fructan được xem như là những chất xơ tan trong nước không có giá trị dinh dưỡng do trong dạ dày và ruột non của người không có các enzym thủy phân các chất này. Chúng không được hấp thu ở ruột non nhưng được lên men và thoái giáng hầu như hoàn toàn ở ruột già [Wang X. et al. J. Appl. Bacteriol. 75 (1993) 373-380] bởi một số loại vi khuẩn đường ruột có ích như các Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp. Bổ sung các fructan trong khẩu phần là cung cấp trường dinh dưỡng cho các Bifidobacteriumphát triển giúp áp chế sự phát triển của các vi khuẩn lên men thối có hại trong ruột già [Gibson, G.R. et al. J. Nutr. 1995,125,1401-1412; Hidaka et al. Bifidobact. Microflora 1986, 5,37-50; Tomomatsu, H. Food Technol. 1994,48,61-65]. Sự lên men và phát triển của các Bifidobacterium còn sản sinh ra các chất acid mạch ngắn như acetic, propionic, butyric dễ dàng được hấp thu ở ruột già. Butyrat được coi như là nhiên liệu cho lớp màng nhày trong khi acetat và propionat ảnh hưởng lên các chuyển hóa carbohydrat và lipid [Alles MS. et al. Am. J. Clin. Nutr. 69(1999)64]. Trong dinh dưỡng, các fructan thường được xem là các prebiotic.

Fructan khi sử dụng trong dinh dưỡng có tác dụng tăng cường sự hấp thu của một số muối khoáng như calci, magnesi cần thiết cho cơ thể, đồng thời tăng cường sự tổng hợp các vitamin nhóm B. [Lopez-Molina D. et al. Phytochemistry 66 (2005)1476-1484]

Cũng như các polysaccharid không tiêu hóa được khác, fructan có ảnh hưởng lên chức năng của ruột, làm tăng tần xuất bài tiết và làm gia tăng lượng phân, đặc biệt ở các bệnh nhân táo bón. [Gibson G. R. et al. Gastroenterology 1995;108:975-982]

Các oligosaccharid của fructan còn có tác dụng lên hệ thống miễn dịch, làm giảm sự hấp thu cholesterol và làm giảm cholesterol và lipid trong huyết tương [Coudray C. et al. 1997. Eur. J. Clin. Nutr. 51,375-380; Niness, K.R. 1999. J. Nutr. 129,1402-1406]

Các fructan làm giảm lượng đường hấp thu nhưng không ảnh hưởng tới đường huyết cũng như sự tiết insulin, glucagon [Beringer A. et al. Dtsch. Z. Verdauungs Stofwechselkrankh (1995) 12:268-272]

Các nghiên cứu gần đây cho thấy các fructan có thể đóng vai trò trong việc ngăn ngừa và ức chế ung thư ruột kết và ung thư vú [Cooper P. et al. Mol. Immunol. 1986;23:903-908; Rowland I.R. et al. Carcinogenesis 1998;19:281-285]. Các fructan cũng có tác dụng ức chế sự phát triển của các khối u ác tính trên động vật thí nghiệm. Khi dùng phối hợp với các thuốc điều trị ung thư loại độc tế bào các fructan cũng tăng cường hoạt lực của các thuốc này trên chuột nhắt bị gây ung thư bởi dòng ung thư gan người di căn [Taper HS. et al. Nutr. Cancer. 2000;38(1):1-5]

Các nghiên cứu trên chuột nhắt cho thấy fructan của rễ Ngưu tất (Achiranthes bidentata) có tác dụng kích thích hệ miễn dịch, ức chế sự phát triển và di căn của tế bào ung thư cũng như bảo vệ và phục hồi chức năng gan. [WO/2001/037844]

Fructan là những chất an toàn cho con người [Clevenger et al. J. Am. Col. Toxicol. 1988,7,643-662; Tokunaga et al. J. Nutr. Sci. Vitaminol. 1986;32,111-121], không có các tác dụng phụ trên chuột cống ở liều 1,67g/kg/ngày [Tokunaga et al. J. Nutr. 1989,19,553-559]. Việc sử dụng inulin trong khẩu phần dinh dưỡng hàng ngày ở liều 1 – 2.75 g/ngày có tác dụng kích thích sự phát triển của Bifidobacteria [Roberfroid M.B. Br. J. Nutr. 80 (1998)197; Hidaka H. et al. Bifidobact. Microflora 5(1986)37]. Tuy nhiên, ở liều cao trên người (44-49g/ngày) có thể gây ra tiêu chảy trên một số người. [Hata Y. et al. Geriatr. Med. 23(1985)]

Trong sinh hóa lâm sàng, người ta dùng inulin để đo thanh thải inulin xác định mức độ lọc tiểu cầu thận vì nó chỉ được lọc ở tiểu cầu mà không bị tái hấp thu và lọc ở tiểu quản thận.

1.4.   Nguồn gốc fructan trong thiên nhiên

Fructan là những chất phân bố rộng rãi trong sinh vật, trong các sinh vật tiền nhân cũng như trong thực vật bậc thấp và bậc cao. Trên 36.000 loài thực vật được biết có fructan [Carpita N. C. et al. J. Plant Physiol. 1989;134:162-168]

Trong thực vật, fructan thường gặp trong các cơ quan dự trữ như củ, thân rễ nhưng cũng có thể gặp trong các bộ phận khác. Một số loài sử dụng fructan làm chất dự trữ năng lượng. Vì thế, thực vật có chứa fructan thường không có tinh bột. Trong các loài thực vật thông dụng trong cuộc sống, fructan thường gặp trong một số loài cây họ Cúc (Asteraceae) như rau Diếp xoăn (Cichorium intybus), Actiso, Bồ công anh, Thược dược, Hướng dương củ (Helianthus tuberosus), Thổ mộc hương (Inula helenium), Ngưu bàng (Arctium lappa)... ngoài ra còn gặp trong một số loài thuộc các chi như Allium (Hành, Tỏi, Tỏi tây...), Măng tây (Asparagus), Dioscorea, Agave, Cordylin, Chuối, Củ đậu (Pachyrhizus erosus) và một số loại Lúa mạch. Trong Actiso, hàm lượng inulin có thể tới 3% trong cây tươi [van Loo, J. et al. 1995. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 35, 525-552.]

www.duoclieu.org 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bộ môn dược liệu (2011), “Bài giảng dược liệu”, tập I. Trường đại học Dược Hà Nội

Bộ môn dược liệu (1998), “Bài giảng dược liệu”, tập II. Trường đại học Dược Hà Nội.

Đỗ Tất Lợi (2004), “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Nhà xuất bản Y học.

Viện dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam”, tập I, Nhà xuất bản khoa hoc kỹ thuật.

Viện Dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc Việt Nam”, tập II, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

Beta glucan

1.         Beta glucan

1.1.   Cấu tạo

β–D-glycan là những hợp chất có cấu tạo từ rất nhiều phân tử đường dãy D nối với nhau bằng dây nối β–D-glycosid, quan trọng hơn cả là (1,3)- β–D-glucan, còn 1,4 - β–D-glucan đã nói đến trong phần cellulose, ngoài ra còn có (1,6)- β–D-glucan.

Với các dẫn chất (1,3)- β–D-glucan, phân tử có cấu tạo có thể chỉ là 1 mạch thẳng tạo bởi các liên kết 1→3 hay có thể “phân nhánh” bởi các liên kết 1→6 hay 1→4. Người ta thường gọi chúng là các (1,3/1,6)- β-D-glucan hay (1,3/1,4)- β-D-glucan. Các nhánh thường ngắn hơn so với nhánh của tinh bột. Các (1,3)- β–D-glucan khác nhau bởi khối lượng phân tử, chiều dài mạch chính, mức độ phân nhánh và chiều dài mạch nhánh. Kiểu cấu tạo mạch của các (1,3)- β–D-glucan có sự phân biệt khá lớn theo nguồn gốc sinh vật của chúng. Các (1,3)- β–D-glucan của vi khuẩn thường là một mạch thẳng (ví dụ như curdlan của loài vi khuẩn Agrobacterium biobar). Các (1,3)- β–D-glucan của nấm thường là một mạch phân nhánh dạng xương cá với mạch nhánh ngắn nối vào mạch chính bằng dây nối 1→6, (ví dụ như schizophyllan của nấm Schizophyllum commune). Các (1,3)- β–D-glucan của nấm men có cấu tạo tương tự như của nấm nhưng có mạch nhánh dài hơn. Các (1,3)- β–D-glucan của thực vật bậc cao là một mạch thẳng trên đó xen kẽ giữa những đoạn mạch đường nối với nhau bằng dây nối 1→3 là những đoạn có cấu tạo 1→4 [Volman J. J. et al. (2008) Physiology & Bihavior;94:276-284]. Tỉ lệ giữa phần có cấu tạo 1→3 và phần có cấu tạo 1→4 khác nhau tùy theo từng loài thực vật.

Các mạch nhánh này còn có thể kết hợp với protein tạo nên các proteopolysaccharid phưc tạp vi dụ như polysaccharid-K (PSK) và PSK trong nấm vân chi (Trametes versicolor).

1.2.   Tính chất

Dây nối β-1,3-glucan làm cho mạch polysaccharid có dạng xoắn tương tự như tinh bột. Cũng như các gôm, pectin và chất nhầy, (1,3)-β–D-glucan tan trong nước nóng và tan một phần trong nước lạnh. Dung dịch nước của các (1,3)- β–D-glucan ở nồng độ cao có độ nhớt cao. Do có cấu trúc mạch xoắn dài nên dung dịch (1,3)- β–D-glucan trong nước cũng có tính chất tạo gel. Mức độ hòa tan và khả năng tạo gel của (1,3)- β–D-glucan phụ thuộc vào khối lượng phân tử và mức độ phân nhánh của chúng.

1.3.   Tác dụng dược lý và công dụng

Đặc tính sinh học quan trọng được chú ý nhiều nhất của (1,3)- β–D-glucan là tác dụng của chúng trên hệ miễn dịch. Các nghiên cứu cho thấy nhiều (1,3)- β–D-glucan là những chất có tác dụng kích thích miễn dịch không đặc hiệu. (1,3)- β–D-glucan có tác dụng làm tăng đáp ứng miễn dịch ở các bạch cầu và các tế bào biểu mô mà tác dụng chủ yếu là bởi điều hòa sản xuất cytokin.

Các nghiên cứu in vitro cho thấy một số (1,3)- β–D-glucan có tác dụng làm gia tăng các hoạt tính chức năng của đại thực bào kích thích tiết TNFα, làm hoạt hóa chức năng kháng khuẩn của bạch cầu đơn nhân và bạch cầu trung tính [Williams DL. Med inflamm 1997;6:247-50, Tzianabos AO. Clin Microbiol Rev. 2000;13:523-33], làm tăng đáp ứng miễn dịch bởi gia tăng sản xuất cytokin tiền viêm, bùng phát oxy hóa và sản xuất chemokin [Adachi Y. et al. Biol Pharm Bull 1994;17:1554-60. Olson EJ. et al. Infect Immun 1996;64:3548-54.]. các đặc tính này giúp cơ thể chống lại sự nhiễm khuẩn cũng như tiêu diệt các tác nhân gây bệnh. Hồng cầu nguời khi ủ với (1,3)- β–D-glucan nấm men cũng cho thấy sự gia tăng sản xuất TNFα, IL-6, IL-8 và TF [Engstad CS. et al. Int. Immunopharmacol. 2002;2:1585-97.]. các thử nghiệm trên người bằng cách tiêm truyền PGG-glucan (betafectin) thu được từ nấm men bia Saccharomyces cerevisiae trên các bệnh nhân giải phẫu có nguy cơ cao có tác dụng giảm nguy cơ nhiễm trùng, mức độ sử dụng kháng sinh và rút ngắn thời gian săn sóc đặc điểm và tăng khả năng sống so với placebo là nước muối sinh lý. [Babineau TJ. et al. Arch Surg 1994;129:1204-10. Dellinger EP. tt al. Arch Surg 1999;134:977-83]

Các (1,3)- β–D-glucan làm tăng sản xuất đại thực bào, bach cầu và các tế bào tiêu diệt ung thư tự nhiên của cơ thể cũng như tăng hoạt tính của các tế bào T-helper, làm tăng mưc IL-1, and TNFα. Các yếu tố này có tác dụng trên việc ngăn cản sự phát triển khối u trên động vật thử nghiệm. Polysaccharid trong vân chi (Trametes vesicolor) sau khi uống 48-72 giờ có thể làm tăng hoạt tính của các tế bào miễn dịch lên tới 30 lần hay hơn.

Theo viện nghiên cứu Ung thư Mỹ, các (1,3)- β–D-glucan ở dạng hòa tan gắn kết với các bạch cầu ở bổ thể cảu receptor 3 (CR3) của vùng lectin, làm mồi cho receptor khởi đầu quá trình mất nhân gây độc tính của các bạch cầu khi bạch cầu CR3 gắn kết với khối u mặt ngoài có bổ thể 3 (iC3b). Như vậy, sự gắn kết của các (1,3)- β–D-glucan vào lớp CR3 của bạch cầu sẽ kích thích bạch cầu tiêu diệt các tế bào khối u có lớp vỏ iC3b [Yan J. et al (1999) J Immunol.;163(6):3045-52].

Các nghiên cứu tiền lâm sàng cũng cho thấy việc sử dụng các (1,3)- β–D-glucan của men bia với các kháng thể đơn dòng chống ung thư (mAb) cũng cải thiện việc áp chế khối u cũng như tăng thời gian sống, gợi ý cho việc sử dụng sự kết hợp này trong điều trị bệnh nhân ung thư [Yan J. et al. (2005) Expert Opin Biol Ther.;5(5):691-702]. Sử dụng (1,3)- β–D-glucan nấm men với Bevacizumab làm gia tăng có ý nghĩa tác dụng của thuốc này. [Salvador C. et al (2008) Clin Caner Res.;14(4):1239-47]

(1,3)- β–D-glucan cũng được nghiên cứu sử dụng cùng với các hóa chất trị ung thư làm tăng hiệu quả điều trị [Zhong W, et al. J Immunother. 20009 Sep;32(7):703-12]. Tại Nhật Bản, dịch chiết men bia chứa chủ yếu là các β-glucan được chấp thuận sử dụng từ lâu dưới dạng tiêm truyền như là liệu pháp bổ trợ cho hóa trị ung thư. Tại Mỹ, các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn III đang được thực hiện trên những phác đồ kết hợp này.

Các β-glucan còn có hiệu quả rõ rệt trên sự phục hồi của các bệnh nhân sau xạ trị và hóa trị ung thư do giúp thúc đẩy sự phục hồi của tủy xương.

Các β-glucan còn có tác dụng hạ cholesterol trong máu do chúng kết hợp với cholesterol và các acid mật và giúp thải các chất này qua phân, ví dụ như (1,3)- β–D-glucan trong cám lúa mì [Bell S. et al. Cri.t Rev. Food. Sci. Nutr. (1999) 39,189-202; Braaten J.T. et al. Eur. J. Clin. Nutr. (1994) 48, 465-74; Davidson M.H. et al. (1991) JAMA;265,1833-9]. Trong đường tiêu hóa, các β-glucan ngăn cản sự hấp thu cholesterol từ thức ăn.

Cũng như các chất xơ tan trong nước khác, (1,3)- β–D-glucan có tác dụng làm giảm sự tăng đường huyết, đặc biệt là sau bữa ăn do chúng làm chậm lại sự làm rỗng dạ dày dẫn tới làm cho việc hấp thu glucose điều hòa hơn, làm gia tăng sản xuất IL-1α ở các đại thực bào và tăng tiết IL-2, IFNa và IL-4 ở tế bào tụy [Estrada A. et al. Mcrobiol Immunol 1997;41:991-8]. (1,3)- β–D-glucan cũng như khả năng làm tăng sự nhạy cảm với insulin của cơ quan [Braaten JT. et al. (1994) Diabet Med;11:312-8]

1.4.   Nguồn β-glucan trong thiên nhiên

Các dược liệu hay thực phẩm quan trọng chứa (1,3)- β–D-glucan là: nấm Phục linh (Poria cocos), Linh chi (Ganoderma lucidum), nấm Đông cô (Lentinus edodes), Grifola frondosa (nấm Tọa kê, nấm Múa), nấm men bia (Saccharomyces cerevisiae). Ngoài ra, còn gặp trong một số loài rong biển. Trong nấm Phục linh, hàm lượng các β-glucan có thể tới 94% dược liệu khô. Trong cám của một số loài ngũ cốc họ lúa như lúa mạch (7%), yến mạch (5%), lúa mạch đen (2%) và lúa mì (<1%) cũng có nhiều dẫn chất (1,3)- β–D-glucan.

www.duoclieu.org 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bộ môn dược liệu (2011), “Bài giảng dược liệu”, tập I. Trường đại học Dược Hà Nội

Bộ môn dược liệu (1998), “Bài giảng dược liệu”, tập II. Trường đại học Dược Hà Nội.

Đỗ Tất Lợi (2004), “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Nhà xuất bản Y học.

Viện dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam”, tập I, Nhà xuất bản khoa hoc kỹ thuật.

Viện Dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc Việt Nam”, tập II, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA DƯỢC HỌC VIỆT NAM

III. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA DƯỢC HỌC VIỆT NAM

Dân tộc ta, lịch sử về nên y dược học cũng đã có từ lâu đời. Vào khoảng 4000 năm trước công nguyên, Thần Nông đã dạy cho dân sử dụng các loại ngũ cốc, thực phẩm và biết phân biệt cây cỏ có tác dụng chữa bệnh. 

Vào thời kỳ Hồng – Bàng (2879 TCN) tổ tiên ta đã biết kết hợp một số dược liệu (vỏ lựu, ngũ bội tử, cánh kiến) dể nhuộm răng, đã có tục nhai trầu (trầu, cau, vôi) để bảo vệ bộ răng và da dẻ hồng hào, biết uống chè vối cho dễ tiêu; dùng gừng, hành, tỏi để làm gia vị và để phòng bệnh.

Theo sử ghi chép thì dưới thời Nam Việt Giao Chỉ, nhiều vị thuốc đã được phát hiện: cau, ý dĩ, long nhãn, vải, gừng gió, quế, trầm hương, quả giun (sử quân tử), hương bài, cánh kiến (an tức hương), mật ong, sừng tê giác. Dưới thời Bắc thuộc (207 TCN đến 905 SCN), người Trung Quốc đô hộ thường lấy các loại thuốc quý hiếm đem về nước họ và cũng trong thời kỳ đó nền y dược ta giao lưu với Trung Quốc.

Dưới các triều Ngô – Đình – Lê – Lý trong nước ta đã có nhiều thầy thuốc chuyên nghiệp chữa bệnh cho dân và trong triều đình đã có tổ chức Ty Thái Y có nhiệm vụ chăm lo sức khỏe cho hoàng gia. Các vị danh y có tiếng vào đời nhà Lý là nhà sư Từ Đạo Hạnh, Nguyễn Minh Không.

Đến thế kỷ thứ 14 dưới đời nhà Trần (1255-1399) nền y dược học nước ta mới được phát triển. Viện Thái Y với nhiệm vụ chữa bệnh cho vua quan trong triều và trông nom cả việc cứu tế và y tế cho nhân dân, có mở khoa thi tuyển lựa lương y. Viện Thái Y có tổ chức đi thu thập cây thuốc và trồng thuốc. Dưới đây là những vị danh y có nhiều cống hiến cho sự nghiệp bảo vệ sức khỏe nhân dân và xây dựng nền y dược học nước ta:

- Phạm Công Bân, dưới triều Trần Anh Tông (1293-1313), ngoài nhiệm vụ ở Viện Thái Y về nhà còn chữa bệnh cho dân. Ông tự bỏ tiền làm việc cứu tế, nuôi dưỡng bệnh nhân cố cùng tần tật và trẻ mồ côi, cấp phát gạo thuốc cho dân nghèo khi có nạn dịch, đã cứu sống được rất nhiều người.

Ông đề cao tinh thần trách nhiệm đối với tính mạng bệnh nhân, không phân biệt sang hèn, bệnh nguy chữa trước và tận tụy phục vụ bệnh nhân không quản ngại khó khăn. Phạm Công Bân đã để lại một gương sáng cho nền y học nước nhà.

- Chu Văn An, dưới thời Trần Dụ Tông (1391) là một danh nho nổi tiếng đồng thời là một danh y. Ông biên soạn cuốn “Y học yếu giải tập chú di biên”, thâu tóm nguyên nhân của bệnh, phân tích cơ chế bệnh lý với phương pháp chẩn đoán và biện chứng luận trị. Ông đã có y thức tổ chức, lập bệnh án và phổ biến kinh nghiệm sau khi tổng kết chữa khỏi trên 700 bệnh nhân. Ông là người đã lưu tâm nghiên cứu để xây dựng cơ bản cho nền y học của nước ta.

- Tuệ Tĩnh, chính tên là Nguyễn Bá Tĩnh (đi tu lấy pháp danh là Tuệ Tĩnh) quê ở làng Nghĩa Phú, tổng Văn Thai, huyện Cẩm Giàng, phủ Thượng Hồng, tỉnh Hải Dương (nay là xã Cẩm Vũ, huyện Cẩm Giàng, tỉnh Hải Dương). Về năm sinh hiện nay chưa có tài liệu lịch sử chính xác. Theo DS. Trương Xuân Nam (trong cuốn Lịch sử ngành Dược Việt Nam) thì ông sinh vào năm 1330, mồ côi cha mẹ lúc 6 tuổi được các nhà sư chùa Hải Triều trong tổng nuôi cho ăn học. Năm 22 tuổi ông thi đậu Thái Học (Tiến sĩ) dưới triều Trần Dụ Tông, không ra làm quan. Ông ở chùa đi tu nhưng có mục đích làm từ thiện và chữa bệnh giúp dân. Năm 55 tuổi (1385) ông bị bắt đi sang sứ nhà Minh, ở Trung Quốc. Tuệ Tĩnh chữa cho Tống Vương Phi (vợ vua Minh) khỏi bệnh sản hậu nên được phong là “Đại y thiền sư”. Ông mất ở Trung Quốc không rõ năm nào. Khi còn ở trong nước, Tuệ Tĩnh đã nghiên cứu những cây cỏ Việt Nam, đã sưu tầm những bài thuốc giản dị thường dùng trong dân gian kết hợp kinh nghiệm trị bệnh của Trung y, xây dựng một sự nghiệp có tính chất dân tộc, đại chúng và sáng tạo trong thời kỳ mà thuốc Bắc rất thịnh hành. Tuệ Tĩnh đã để lại 2 tác phẩm có giá trị là “Hồng Nghĩa giác tự y thư” và “Nam Dược thần hiệu”. Bộ Hồng nghĩa giác tự y thư (2 quyển) được biên soạn bằng thơ Nôm để truyền bá rộng rãi y dược học dân tộc và y lý biện chứng trị. Bộ Nam dược thần hiệu gồm 11 quyển, quyển đầu nói về dược tính của 499 vị thuốc nam, mười quyển sau, mỗi quyển nói về một khoa trị bệnh. Tư tưởng chỉ đạo của Tuệ Tĩnh về đường hướng y học là “Nam dược trị Nam nhân” nghĩa là dùng thuốc nam chữa bệnh cho người Nam Việt.

Tóm lại, Tuệ Tĩnh là một đại danh y đã mở đường xây dựng nền y dược học dân tộc của đất nước ta.

Dưới thời nhà Minh đô hộ (1400-1427), có chủ trương đồng hóa dân tộc ta và thủ tiêu văn hóa của ta trong thời kỳ này không có trước tác y học.

Những thế kỷ tiếp theo lại có nhiều danh y xuất hiện:

- Thế kỷ 15 có Phan Phú Tiên, Nguyễn Trực.

- Thế kỷ 16 có Hoàng Đôn Hòa.

- Thế kỷ 17 có Lê Đức Vọng, Nguyễn Đạo An, Bùi Công Chính, Lý Công Tuân.

- Thế kỷ 18 có Nguyễn Quỳnh, Ngô Lâm Đáp, Trình Đình Ngoạn, Trần Ngô Thiêm, Nguyễn Hữu Đạo, Hải Thượng Lãn Ông. Trong số đó có Hải Thượng Lãn Ông là một đại danh y của nước ta. Sau đây là tóm tắt tiểu sử của ông:

Hải Thượng Lãn Ông (1720-1791) chính tên là Lê Hữu Trác, nguyên quán thôn Văn Xá, làng Liêu Xá, phủ Thượng Hồng, tỉnh Hải Dương (nay là xã Hoàng Hữu Nam, huyện Yên Mỹ, Hải Dương). Lê Hữu Trác hồi nhỏ theo cha đi học ở kinh thành Thăng Long (Hà Nội) nổi tiếng là người thông minh, học rộng, văn thơ lỗi lạc. Tuy nhiên sống dưới thời rối ren cực độ của chính quyền nhà Trịnh, ông chán ghét chiến tranh viện cớ về Hương Sơn nuôi mẹ. Nhân dịp thời gian năm chữa bệnh ở nhà lương y Trần Độc ông mượn sách thuốc để đọc. Vốn là người thông minh, học rộng, càng đọc sách thuốc ông càng thấy thú vị say mê. Lại thấy làm nghề y thiết thực ích lợi cho minh, vừa có điều kiện giúp đỡ mọi người nên ông quyết chí học thuốc. Sau mấy chục năm đúc kết kinh nghiệm thực tiễn, nghiên cứu sâu rộng kinh điển Trung y kết hợp với y học dân tộc cổ truyền, ông biên soạn trong 26 năm bộ sách thuốc Việt Nam “Hải Thượng y tông tâm lĩnh” 28 tập, 66 quyển. Trước tác của ông chẳng những dùng để giảng dạy y học mà còn phục vụ trị bệnh cho nhân dân đương thời. Đặc biệt Hải Thượng Lãn Ông đã phát huy chủ trương “Dùng thuốc Nam chữa bệnh cho người Nam” của Tuệ Tĩnh, sưu tầm nhiều vị thuốc mới, phát hiện và nghiên cứu trên lâm sàng, tổng hợp thêm nhiều phương thuốc gia truyền công hiệu, nghiên cứu và phổ biến cho nhân dân để mọi người tự chữa các bệnh thông thường với cây nhà lá vườn sẵn có. Ông viết:

“Thuốc thang sẵn có khắp nơi

Trong vườn ngoài ruộng trên đồi dưới sông

Hàng ngàn thảo mộc thú rừng,

Thiếu gì thuốc bổ thuôc công quanh mình.”

Lãn Ông đã trở thành một nhà y học nổi tiếng của dân tộc ta, đã nêu cao đạo đức của người thầy thuốc soi sáng cho y học nước nhà, với những quan điểm nhân đạo và thực tế về sau được nhân dân ta coi la một “Đại y tôn của Việt Nam”

Dưới thời Tây Sơn (1788-1802) vì chiến tranh liên tiếp, tình hình y dược học không có gì đổi mới. Danh y thời bấy giờ có tiến sĩ Nguyễn Gia Phan đã có công dập tắt được nhiều vụ dịch, cứu sống nhiều người, ông đã biên soạn cuốn “Liệu dịch phương pháp toàn tập”. Danh y Nguyễn Quang Tuân biên soạn cuốn “La Khê phương dược” gồm 13 cuốn và cuốn “Kim ngọc quyển” viết bằng chữ nôm ghi nhiều phương thuốc gia truyền.

Dưới thời triều Nguyễn có Trần Nguyệt Phương viết cuốn “Nam Bang thảo mộc” trong đó viết nhiều cây thuốc theo kinh nghiệm.

Dưới thời Pháp thuộc (1885-1945), thực dân Pháp tổ chức nền y tế theo lối tây y, hạn chế đông y. Tuy thế trong thời kỳ này cũng có nhiều tập sách có gia trị.

-      Đinh Nho Chấn và Phạm Văn Thái biên soạn “Trung Việt dược tính hợp biên” gồm 16 cuốn viết công dụng, cách chế biến 1655 vị thuốc bắc và nam.

-      Nguyễn An Nhân với tập “Y học tùng thư” gồm 16 cuốn viết bằng tiếng Việt.

-      Phó Đức Thành với tập “Việt Nam Dược học” gồm 5 cuốn bằng tiếng Việt.

Ngoài các tác giả người Việt, các tác giả người Pháp cũng có biên soạn một số sách viết về cây thuốc ở Đông Dương:

- Ch.Crevost và A.Petelot – Danh mục các sản phẩm Đông dương – Các dược phẩm (Catalogue des produits de L’indochine – Produits médicinaux).

- A. Petelot – Những cây thuốc của Campuchia Lào và Việt Nam (Les plantes médicinales du Cambodge du Laos et du Vietnam).

Từ ngày cách mạng tháng 8-1945 cho đến nay, nhà nước ta rất quan tâm đến việc kết hợp y học cổ truyền với y học hiện đại. Trong thời kỳ kháng chiến chống Pháp và Mỹ, quân dân ta đã tận dụng nguồn dược liệu ở địa phương để bào chế ra thuốc men, tự túc được một phần quan trọng trong nhu cầu phòng bệnh và chữa bệnh. Nhiều tài liệu về cây thuốc được biên soạn, đặc biệt cuốn “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam” do GS.TS. Đỗ Tất Lợi biên soạn, hiện nay đã tái bản lần thứ 7. Cuốn sách này không những có giá trị trong nước mà cả nước ngoài. Hiện nay đã có ấn bản bằng tiếng Anh. Do có công đóng góp lớn cho ngành y tế, năm 1997 GS. TS. Đỗ Tất Lợi đã được nhà nước tặng giải thưởng lớn “Giải thưởng Hồ Chí Minh”. Nhiều cơ sở và tổ chức y dược học cổ truyền được thành lập như Viện nghiên cứu đông y, Viện y dược học dân tộc, Viện dược liệu Việt Nam, Hội Đông y Việt Nam… Nhiều chỉ thị, nghị quyết của nhà nước nói về phương châm kết hợp y học hiện đại với y học cổ truyền, khai thác phát triển cây thuốc và động vật làm thuốc, nghiên cứu và sử dụng thuốc Nam:

+ Chỉ thị 210 của Phủ thủ tướng ngày 06-12-1966

+ Chỉ thị 21 CP của Hội đồng chính phủ ngày 19-02-1967

+ Nghị quyết 200 CP của Hội đồng chính phủ ngày 21-08-1978

+ Nghị quyết 266 CP ngày 19-10-1978

www.duoclieu.org 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bộ môn dược liệu (2011), “Bài giảng dược liệu”, tập I. Trường đại học Dược Hà Nội

Bộ môn dược liệu (1998), “Bài giảng dược liệu”, tập II. Trường đại học Dược Hà Nội.

Đỗ Tất Lợi (2004), “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Nhà xuất bản Y học.

Viện dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam”, tập I, Nhà xuất bản khoa hoc kỹ thuật.

Viện Dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc Việt Nam”, tập II, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA DƯỢC HỌC PHƯƠNG TÂY

II. SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA DƯỢC HỌC PHƯƠNG TÂY

 

Ngành dược phương Tây phát triển dựa trên nền tảng kiến thức và kinh nghiệm của y dược học Hy Lạp và La Mã.

2.1. Thời Trung cổ

Sau thời cổ đại, châu Âu bước vào Thời trung cổ (575 – 1300) với sự ảnh hưởng rất lớn của giáo hội Thiên chúa giáo. Trong suốt thời Trung cổ, Dược liệu học cũng như các môn khoa học nói chung không thể phát triển. Các tài liệu của Hyppocrates, Celus, Dioscorides, Galen trở thành kinh thánh trong y học. Điểm đáng ghi nhận của thời kỳ này là sự xâm nhập của y học  A Rập cào châu Âu. Người Saracen (một tộc ngươi ở Bắc A Rập) đã đưa các hiệu thuốc vào châu Âu ở thế kỷ thứ VII – VIII. Thời kỳ này có Aciven (980 – 1037) thầy thuốc A Rập rất nổi tiếng ở phương Tây. Vào thế kỷ XIII – XIV có sự ra đời về các phường hội Dược ở Pháp.

2.2. Thời Phục hưng

Trong rất nhiều thế kỷ, việc sử dụng cây thuốc chủ yếu là dựa trên sách vở của Dioscorides, Galen v.v... Dược liệu học chỉ dừng lại ở mức độ mô tả các đặc điểm hình thái và sử dụng các dạng chế phẩm đơn giản như cao thuốc, rượu thuốc, dấm thuốc...

Đến thời Phục hưng (1300 – 1650), Paracelsus (1490 – 1541) – một y sĩ người Thụy Sĩ đã đưa ra khái niệm về hoạt chất của dược liệu. Ông cũng là người đẩy mạnh việc sử dụng các khoáng vật làm thuốc tại châu Âu. Ông kêu gọi việc sử dụng các phương thuốc độc vị thay cho các bài thuốc gồm nhiều vị. Paracelsus cũng cho rằng các hoạt chất phải được chế tạo từ đá, các chất tinh túy của cây thuốc phải được chiết xuất. Những ý tưởng đó sau này được áp dụng rộng rãi trong y dược học hiện đại phương Tây.

2.3. Thời cận đại

Sau thời Phục hưng là Kỷ ánh sáng (1650 – 1750) của Thời cận đại, ngành dược bắt đầu chấp nhận các lý thuyết của Paracelsus nhưng không loại bỏ những kinh nghiệm cũ. Các vườn cây thuốc, vườn thực vật xuất hiện và đóng vai trò rất quan trọng.

Những tiến bộ của điều trị được đánh dấu với Dale với cuốn Pharmacologia (1700) nhấn mạnh mục tiêu của y học là phải dựa trên nền tảng trị liệu. Đó được coi là thời điểm dược tách ra khỏi y trong y học phương Tây.

-  C. Linnaeus (1707 – 1778) đặt ra hệ thống danh pháp cho động vật và thực vật.

-  K.W. Scheele đã chiết được các acid thực vật và những chất khác vào cuối thế kỷ 18. Khởi đầu cho việc nghiên cứu thành phần hóa học của cây thuốc.

-   F. Sertürner chiết được morphin từ thuốc phiện. Sự kiện này chứng minh khái niệm chất “tinh túy” của Paracelsus.

-  Chất gây mê đầu tiên được tổng hợp (1842), khởi đầu sự hình thành của hóa dược học, tách dần ra khỏi dược liệu.

-  Schleiden năm 1857 khám phá ra rằng có thể phân biệt được các dược liệu bằng cách quan sát chúng dưới kính hiển vi và tầm quan trọng của khảo sát mô học trong chống nhầm lẫn và giả tạo các vị thuốc.

-  Eijkman đưa ra khái niệm vitamin (1896).

-  J. Abel đã chiết được epinephrin từ động vật (1897), chứng minh rằng có thể sản xuất các chất có tác dụng sinh lý đặc hiệu từ các tuyến nội tiết của động vật...

2.4. Sự phát triển của dược liệu học thế kỷ XX

Thời hiện đại, sự phát triển của các môn khoa học cơ bản, đặc biệt là hóa học và các phương pháp phân tích hóa lý, quang phổ đã tạo ra những công cụ mới hết sức hữu hiệu cho nghiên cứu dược liệu.

Sự ra đời của kỹ thuật sắc ký (Tsvets, 1903) làm cho việc phân tích, phân lập các chất trở lên đơn giản và hiệu quả hơn. Các phương pháp sắc ký điều chế đã giúp cho việc chiết tách các chất có hàm lượng thấp trong hỗn hợp phức tạp.

Các phương pháp phân tích dụng cụ, đặc biệt các thiết bị sắc ký ghép nối với các thiêt bị quang phổ đã giúp cho việc nhận định và xác định hàm lượng các chất trong những hỗn hợp phức tạp với độ nhạy rất cao. Các thiết bị quang phổ đã giúp cho việc xác định cấu trúc các chất trở nên dễ dàng hơn, nhanh và tốn ít mẫu hơn.

Vào cuối thế kỷ 20, việc nghiên cứu các cây thuốc có định hướng bằng sự kết hợp của các thử nghiệm tác dụng sinh học với các nghiên cứu thành phần hóa học đã giúp cho việc tìm ra các chất trong cây cỏ có hoạt tinh trị liệu trở nên nhanh chóng, ít tốn kém hơn và với cơ may thành công lớn hơn.

Sự phát triển của sinh học đặc biệt là sinh học phân tử đã giúp cho việc chọn lọc nhân giống tạo ra nguồn nguyên liệu có chất lượng cao với các kỹ thuật gây đột biến , nuối cấy mô, chuyển gen v.v...

Các manna, ví dụ như T-2-HN (một dẫn chất O-acetyl-1-3-α-D-mannan) trong nấm Dictyophora indusiata; hai glucuronoxylomannan (MEA và MHA) và glucourono-xyloglucomannan (U-3-A) trong loài mộc nhĩ Auricular auricula-jundae (Fr) Quel. có tác dụng chống khối u trên dòng tế bào Sarcoma 180 [Ukai S. (1983) Chem. Phar. Bull. 31(2), 741-44]. Các poysaccharid phức hợp cũng có các tác dụng chống khối u đáng chú ý. Ví dụ như ba proteoglucan phân lập từ hệ sợi của loại Ganoderma tsuga là FI­_o-A, FI_o-b-α và FA-1-b-α có tác dụng chống khối u mạnh trên Sarcoma 180. [Zhang J. (1994) Biosci. Biotech. Biochem.59(7):1202-05].

www.duoclieu.org

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bộ môn dược liệu (2011), “Bài giảng dược liệu”, tập I. Trường đại học Dược Hà Nội

Bộ môn dược liệu (1998), “Bài giảng dược liệu”, tập II. Trường đại học Dược Hà Nội.

Đỗ Tất Lợi (2004), “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Nhà xuất bản Y học.

Viện dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam”, tập I, Nhà xuất bản khoa hoc kỹ thuật.

Viện Dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc Việt Nam”, tập II, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

MỘT SỐ NỀN Y DƯỢC HỌC THỜI CỔ ĐẠI

I.   MỘT SỐ NỀN Y DƯỢC HỌC THỜI CỔ ĐẠI

 

1.1.   Y học Ấn Độ

Ấn Độ cổ đại có một nền y dược phát triển và có ảnh hưởng tới nhiều nước trong khu vực. Các kiến thức về y học và sử dụng cây thuốc của người Ấn Độ được đề cập sớm nhất trong kinh Vệ đà (Ayurveda = Khoa học của đời sống) xuất hiện khoảng 4000 – 1000 năm trước công nguyên (tcn). Những dược liệu hay dùng trong y học Ấn Độ là: Ba gạc, Tỏi, Tiêu, Gừng, Thầu dầu, Me, Đậu khấu, Phụ tử, Ngưu hoàng, Rắn lục v.v... Y học Trung Hoa, Ai Cập, Hay Lạp cũng vay mượn nhiều dược liệu của Ấn Độ. Y học Ấn Độ về sau suy tàn dần bởi sự xâm chiếm của người Hồi giáo vào khoảng 1000 năm tcn.

Hai thầy thuốc nổi tiếng của Ấn Độ sống vào đầu công nguyên là Charaka (thế kỷ 2) và Susruta (thế kỷ thứ tư) đã ghi nhận lại một số kinh nghiệm của nền y học này trong các tác phẩm của họ. Charaka kể đến 500 phương thuốc, ông nói nhiều tới các sản phẩm có nguồn gốc khoáng vật. Susruta cũng đã mô tả 760 loại dược liệu trong đó có Gai đầu (Cannabis), Phụ tử, Ba đậu, Quýt, Rau muối, Lựu, Thầu dầu, stibi, borat, đồng, thủy ngân, natri carbonat, bạc, vàng. Susruta đã sử dụng gai đầu và Hyoscyamus làm thuốc gây tê.

1.2.   Y học Assyri và Babilon

Tại vùng Lưỡng hà thuộc lưu vực của 2 con sông Tigrisvà Euphrates thuộc miền Tây Á một thời đã có một nền y học phát triển. Những hiểu biết hiện nay về y học Assyri và Babilon là từ các văn bản viết trên đất sét thuốc thư viện Assur-banipal, vua Assyri giữa thế kỷ thứ 7 tcn, người đã ra lệnh thu thập các văn bản cổ của người Sumer, Akkadia và Babilon cho thư viện của mình. Trong số các văn bản còn lại ngày nay, có khoảng 800 bản là các tư liệu y học. Nội dung ghi trong các văn bản này được cho là có liên đại vào khoảng 3000 – 2000 tcn hay sớm hơn. Chúng ghi nhận khoảng 250 loài thực vật, 120 loại khoáng vật, trong đó có các loài hiện nay vẫn còn sử dụng như: A ngùy, Kỳ nham (Hyoscyamus niger), Mandagora, Chamomile, Thìa là, dầu Hạnh nhâm, Cam thảo, Nghệ, lưu, Anh túc, v.v... Các dạng thuốc và đường cho thuốc của người Babilon cúng khá gần với hiện đại. Thuốc đắp là một trong những dạng thuốc được sử dụng sớm nhất, thuốc thụt và thuốc uống cũng được sử dụng. Các dịch ngâm dược liệu với rượu vang và các chất lỏng khác, dịch ép dược liệu phối hợp với rượu vang là những dạng thuốc được sử dụng.

Thế kỷ 18 tcn, vua Hammurabi của Babilon đã khuyến khích dân chúng trồng cây thuốc và đặt ra luật lệ hành nghề y dược.

1.3.   Y học Trung Hoa

Y học Trung Hoa có lịch sử lâu đời, có lý luận chặt chẽ và gắn liền với triết học và tôn giáo. Trong suốt quá trình phát triến, ngoài những kiến thức y học của người Hán và các dân tộc sống trên đất nước Trung Hoa cổ đại, y học Trung Hoa còn chịu ảnh hưởng của các nền y học lớn khác như y học Ấn Độ, Ai Cập, A Rập và y học phương tây.Y học Trung Hoa cũng hấp thụ những kinh nghiệm chữa bệnh, cách sử dụng và dược liệu của các dân tộc, các nước láng giềng như Triều Tiên, Nhật Bản, Việt Nam, Tây Tạng v.v... Có rất nhiều dược liệu được người Trung Hoa vay mượn của các dân tộc khác mà ngày nay đã nghiễm nhiên trở thành một bộ phận của y học Trung Hoa.

Hoàng đế (2637 tcn) đã có sách nói về các phương pháp chữa bệnh theo y lý Đông phương đó là cuốn “Nội Kinh” hay còn gọi là “Hoàng đế Nội kinh”. Có rất nhiều nhà y học Trung Hoa góp phần vào việc xây dựng nền y học cổ truyền Trung Hoa. Về lĩnh vực các cây thuốc, bộ sách quan trọng và đầy đủ nhất về các dược liệu và công dụng của chúng là cuốn “Bản thảo cương mục” do Lý Thời Trân (1518-1593) biên soạn “Bản thảo cương mục” đề cập tới 12.000 bài thuốc và phương thuốc trong đó có 1892 vị thuốc với 1094 vị dược liệu, 444 vị thuốc động vật và 354 vị thuốc khoáng vật.

1.4.   Y học Ai Cập

Y học của nền văn minh Ai Cập cổ đại tồn tại ở lưu vực sông Nile cách đây hơn 5000 năm. Ngày nay, những hiểu biết về nền y học này chủ yếu là qua các bản papyrus có niên đại vào khoảng 1700 tcn do G.M. Ebers và E.Smith và một số nhà nghiên cứu khác tìm được. Về lĩnh vực dược, quan trọng nhất là papyrus do Ebers tìm được Papyrusnày liệt kê 700 phương thuốc được người Ai Cập cổ đại sử dụng. Những dược liệu quan trọng có thể kể là Hyoscyamus niger, Mandagora officinarum, Thuốc phiện, Rễ lựu, dầu Thầu dầu, Aloe, Hành, nhiều loại tinh dầu, mật súc vật v.v...

Người Ai Cập sử dụng nhiều dạng thuốc khác nhau từ thuốc nước, thuốc hoàn, thuốc mỡ, thuốc bột và cả tọa dược. Các dạng thuốc nước có thể dùng dung môi là nước, bia, rượu. Nền Y học Ai Cập cực thịnh vào khoảng 1600 tcn sau đó dần dần tan rã và đi vào phù thủy và ma thuật. Người nổi tiếng nhất trong y học Ai Cập cổ đại là Imhotep.

1.5.   Y học Hy Lạp

Y học Hy Lạp đã thừa hưởng rất nhiều từ y học Ai Cập cổ đại. Tới thế kỷ thứ 6 – 5 tcn, y học Hy Lạp đạt tới thời kỳ vàng son với những tên tuổi lớn.

Một trong những nhân vật đáng được nhắc tới trước tiên là Aslepius – vua của xứ Thessaly. Aslepius rất giỏi về y thuật chữa bệnh.

Hippocrates (460 – 377 ? tcn) được xem như là người thầy thuốc giỏi nhất thời cổ đại. Ngoài những công trình về giải phẫu, sinh lý, ông còn đưa vào sử dụng hơn 200 cây thuốc. Ông được suy tôn là tổ sư ngành y học hiện đại phương Tây.

1.6.   Y học La Mã

Văn minh La Mã thừa hưởng rất nhiều những thành tựu của văn minh Hy Lạp cả về tư tưởng, văn hóa lẫn con người. Những nhân vật nổi tiếng y học của văn minh La Mã có thể kể là:

Celus sống vào thế kỷ thứ nhất sau thiên chúa giáng sinh. Ông viết bộ sách “De Medicina”vào khoảng năm 25 – 35. Đây là một bộ sách về y khoa rất có giá trị của nền y học La Mã.

Dioscorides (khoảng năm 40 – 90), nhà nghiên cứu về dược liệu đã viết tập sách “De Materia medica”(Dược liệu học) vào năm 78 tcn. Ông đã mô tả trên 600 loài cây có tác dụng chữa bệnh. Nhiều cây trong số đó vẫn đang được sử dụng trong y học hiện đại. Các khoáng vật cũng đuợc ghi nhận.

Galen (129 -199) một thầy thuốc Hy Lạp sống tại La Mã. Ông nghiên cứu cả y lẫn dược. Đặc biệt, ông viết nhiều sách mô tả các phương pháp bào chế thuốc có nguồn gốc động vật và thực vật. Ngày nay, ngành dược phương tây coi ông là bậc tiền bối của ngành.

Các kiến thức của Hyppocrates, Celus, Dioscorides và Galen có ảnh hưởng rất lớn và lâu dài trong y học phương tây, cho đến tận thế kỷ thứ 15.

1.7.   Các nền y học khác

Các nền văn hóa khác như của các bộ tộc Châu Mỹ, mặc dù chưa được biết đến nhiều và đã bị mai một cũng đã cũng cấp nhiều cây thuốc quý cho y học. Người Aztec ở Mexico đã biết phân biệt và sử dụng 1200 cây thuốc. Người Inca ở Peru, người Maya cũng có những kinh nghiệm rất đáng kể về việc sử dụng cây thuốc vào thời quân Tây Ban Nha xâm lược. Những nền văn minh này đã đóng góp rất nhiều dược liệu quý cho y học hiện đại: Canhkina, Ipeca, Curare, Cacao, Thuốc lá, Côca v.v...

Bên cạnh những nền y học cổ, kinh nghiệm dân gian trong điều trị bệnh của rất nhiều các dân tộc khác dù lớn hay nhỏ, từ châu Á, Phi, Nam Mỹ tới Châu Đại Dương cũng đã từng đồng hành với con người trong suốt tiến trình lịch sử cũng đã và đang đóng góp vào kho tàng kiến thức y học hiện đại.

www.duoclieu.org 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bộ môn dược liệu (2011), “Bài giảng dược liệu”, tập I. Trường đại học Dược Hà Nội

Bộ môn dược liệu (1998), “Bài giảng dược liệu”, tập II. Trường đại học Dược Hà Nội.

Đỗ Tất Lợi (2004), “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Nhà xuất bản Y học.

Viện dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam”, tập I, Nhà xuất bản khoa hoc kỹ thuật.

Viện Dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc Việt Nam”, tập II, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỌC

PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỌC

Phương pháp phổ học ngày nay được sử dụng rất nhiều trong phân tích và xác định các chất. Các loại phổ thường được sử dụng trong phân tích dược liệu là: Phổ tử ngoại-khả kiến (ultra violet – visible,UV-Vis), Phổ hồng ngoại (infra red, IR), Phổ khối lượng (mass spectrometry,MS) và Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (nuclear magnetic resonance, NMR). Ngoài ra, các phổ khác trong những chừng mực nhất định cũng được sử dụng (phổ nhiễu xạ đơn tinh thể tia X, phổ huỳnh quang, phổ cận hồng ngoại (near IR, NIR) và Raman, phổ lưỡng cực vòng và tán sắc quay...).

Ưu điểm của các phương pháp phổ là cho biết các đặc điểm cấu trúc của các chất, giúp cho việc xác định cấu trúc các chất chưa biết hay định danh các chất đã biết bằng cách so sánh với phổ chất chuẩn. Chúng cũng được dùng trong xác định hàm lượng các chất khi so sánh độ hấp thu/cộng hưởng của mẫu định lượng với độ hấp thu/cộng hưởng của mẫu chuẩn. Tuy nhiên, trong đa số trường hợp, các phương pháp phổ chỉ ứng dụng được cho các chất tinh khiết. Khi thực hiện trên các hỗn hợp, phổ thu được không thể biện giải được nên ít có ý nghĩa thực tế. Để khắc phục nhược điểm này, việc kết hợp giữa một phương pháp phân tách (thường là sắc ký) với phương pháp phổ là hiệu quả nhất hiện nay trong phân tích, đặc biệt là trong phân tích các hợp chất tự nhiên. Các hệ thống sắc ký hiện đại (như sắc ký lỏng cao áp, sắc ký khí, điện di mao quản...) tách các chất trong một hỗn hợp phức tạp thành các chất tinh khiêt, các máy quang phổ (UV, IR, MS, NMR) nhận biết và cung cấp các thông tin cấu trúc của các chất được tách ra. Việc ghép nối sắc ký – quang phổ phát huy được thế mạnh và khắc phục được nhược điểm của cả 2 loại thiết bị.

1.    Phổ tử ngoại và khả kiến

2. Phổ hồng ngoại

3. Phổ khối lượng

4.Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

5.Các loại phổ khác

Các loại phổ khác

5. Các loại phổ khác

 

Ngoài các loại phổ trên, phổ nhiễu xạ đơn tinh thể tia X (single cristal X-ray diffraction), phổ tán sắc quay quang (optical rotatory dispersion, ORD) và phổ lưỡng cực vòng (circular dichroism, CD) cũng được dùng trong xác định cấu trúc các chất.

Khi chiếu xạ một chùm tia X vào một lát cắt mỏng của tinh thể, các nguyên tử của phân tử các chất nằm trên các điểm nút của mạng tinh thể sẽ gây ra sự nhiễu xạ của chùm tia X tạo nên các vân giao thoa. Giải các kết quả này bằng thuật toán thích hợp sẽ thu được các số liệu về chiều dài và góc liên kết của từng nguyên tử trong phân tử. Từ đó có thể dựng lại cấu trúc không gian của phân tử. Với phổ nhiễu xạ đơn tinh thể tia X, người ta có thể biết được cấu trúc lập thể của các chất.  

www.duoclieu.org

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

4. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

 

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cùng với phổ khối và nhiễu xạ đơn tinh thể tia X hiện là những công cụ mạnh và thường được sử dụng nhất hiện nay trong xác định cấu trúc các hợp chất hữu cơ.

Khi đặt một chất có hật nhân có số spin (I) lẻ (¹H, ¹³C...) được đặt trong một từ trường ngoài (B₀), các spin hạt nhân sẽ được sắp xếp lại theo hai hướng: thuận và ngược chiều với từ trường và đạt tới trạng thái cân bằng giữa hai trạng thái này với một tỉ lệ xác định của 2 trạng thái. Nếu dùng một bức xạ điện từ có tần số thích hợp chiếu xạ lên chất đó, các spin sẽ hấp thu năng lượng (cộng hưởng) và chuyển lên mức năng lượng cao (sắp xếp ngược chiều với từ trường). Khi ngưng chiếu xa, các spin hạt nhân sẽ giải phóng năng lượng để trở về trạng thái cân bằng. Xác định năng lượng mà các hạt nhân cùng một loại nguyên tố trong phân tử hấp thu (hay giải phóng) sẽ thu được phổ cộng hưởng từ hạt nhân của các chất đó. Có 2 cách xác định năng lượng cộng hưởng này. Cách thứ nhất là xác định tần số cộng hưởng theo từng tần số trong suốt dải tần số cộng hưởng, cách này được gọi là cộng hưởng từ hạt nhân quét. Cách thứ 2 là ghi nhận đồng thời mọi tần số cộng hưởng rồi sử dụng biến đổi Fourier để tách riêng tần số cộng hưởng của từng hạt nhận. Kỹ thuật này được gọi là cộng hưởng từ hạt nhân biến đổi Fourier (Fourier transform - NMR, FT - NMR) và là kỹ thuật sử dụng chủ yếu hiện nay.

Nguyên thuỷ, phổ cộng hưởng từ hạt nhân là tần số cộng hưởng của các hạt nhân trong phân tử. Tuy nhiên, tần số hấp thu của hạt nhân thay đổi theo từ trường ngoài B₀. Để thuận tiện và loại bỏ ảnh hưởng của B₀ trong số liệu phổ, người ta chia sự chênh lệch tần số cộng hưởng của hạt nhân so với một chất chuẩn (thường dùng nhất là trimethyl silan, TMS) cho tần số cộng hưởng của chất chuẩn đó. Vì kết quả thu được (Hz/MHz) là rất nhỏ (phần triệu) nên người ta dùng ppm để thể hiện giá trị cộng hưởng của các hạt nhân. Giá trị này thường được gọi là chuyển dịch hoá học. Giá trị chuyển dịch hoá học của các proton thường nằm trong khoảng 0 - 14 ppm, còn của carbon-13 là từ 0 - 240 ppm.

Như đã trình bày ở trên, tần số cộng hưởng của hạt nhân phụ thuộc vào từ trường của máy. Từ trường càng cao, dải tần số dùng để kích thích các hạt nhân càng rộng, phép đo càng nhạy và chính xác, độ phân giải ngày càng cao. Do vậy, ta thường gọi phổ kế cộng hưởng từ hạt nhân 200 MHz, 300 MHz hay 500 MHz... là theo tần số dùng để kích thích các proton.

Có nhiều kỹ thuật xác định phổ cộng hưởng từ hạt nhân khác nhau được áp dụng. Mỗi kỹ thuật dùng để xác định những đặc tính cộng hưởng từ nhất định của hạt nhân. Tuỳ vào mục đích và mức độ phức tạp của cấu trúc, người ta có thể đo 1 hay nhiều loại phổ khác nhau. Người ta có thể xác định phổ của cùng một loại hạt nhân (¹H hay ¹³C) như trong các phổ một chiều (¹H-NMR,  ¹³C-NMR, DEPT), hay các mối tương quan giữa các loại hạt nhân trong các phổ 2 chiều (COSY, HETCOR, Long-range HETCOR, NOESY...).

4.1. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều

Phổ proton (¹H-NMR hay proton NMR) cho biết môi trường hoá học của proton trong phân tử. Các proton có môi trường hoá học khác nhau sẽ có chuyển dịch hoá học khác nhau. Ví dụ, các proton của liên kết với carbon thơm hay liên hợp thường chuyển dịch trong vùng 6 - 8 ppm; các proton trong alkan thường chuyển dịch trong vùng 0 - 2 ppm... Phổ proton của 1 proton hay 1 nhóm proton có cùng môi trường hoá học (như 3 proton của nhóm CH₃) thể hiện trên phổ có thể là 1 đỉnh. Đỉnh này có thể là đỉnh đơn, đôi, ba... tới 7 đỉnh thành phần (đỉnh 7). Diện tích của mỗi đỉnh tỉ lệ với số lượng proton của đỉnh. Dựa vào diện tích đỉnh có thể biết số proton của đỉnh đó. Một thông số quan trọng khác của phổ proton là hằng số ghép (J) tính bằng Hz, cho biết tương tác của proton với các proton kế cận.

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 (¹³C-NMR) cung các cấp thông tin về môi trường hoá học của carbon. Carbon lai hoá sp³không liên kết với dị tố chuyển dịch trong khoảng 0 - 60 ppm. Carbon liên kết đơn với oxy (alcol, ether) chuyển dịch trong khoảng 45 - 85 ppm. Carbon lai hoá sp² chuyển dịch trong khoảng 100 - 150 ppm; nếu có liên kết (đôi) với oxy có thể chuyển dịch tới 240 ppm. Với kỹ thuật đo phổ hiện tại, phổ NMR của carbon là những vạch đơn, mỗi vạch ứng với một carbon (hơn 1 carbon nếu chúng có chung môi trường hoá học) của phân tử.

Các kỹ thuật xác định số lượng proton trên carbon cho biết số lượng proton liên kết trên mỗi carbon. Nói cách khác, nó cho biết carbon đó là C, CH, CH₂ hay CH₃, gián tiếp cho biết số C và H trong phân tử. Kỹ thuật hiện thường được sử dụng hiện nay là DEPT (detortionless enhancement by polarization transfer). Trong phổ DEPT-153, carbon bậc IV không xuất hiện, carbon bậc II là các đỉnh âm, C bậc III và bậc I là các đỉnh dương, ở phổ DEPT-90, chỉ còn các C bậc III là các đỉnh dương trong phổ.

4.2. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều

Ngoài các kỹ thuật phổ một chiều, các kỹ thuật phổ hai chiều còn cho thêm các thông tin về tương tác giữa C và H gắn trực tiếp trên nó (thường dùng hiện nay là HSQC), giữa proton của các carbon kế cận nhau (phổ COSY) hay phổ tương tác dị nhân (HETCOR) giữa proton và các carbon kế cận (thường dùng hiện nay là kỹ thuật HSQC) hay xa hơn (long-range HETCOR, thường dùng hiện nay là HMBC); hoặc giữa các proton gần nhau trong không gian (NOESY, ROESY); hay giữa các carbon kế cận nhau (incredible natural abundance double quantum transfer experiment, NADEQUATE).

Vai trò của các phổ thu được từ các kỹ thuật phổ cộng hưởng từ hạt nhân khác nhau trong xác định cấu trúc có thể tóm tắt như sau:

Với các kỹ thuật phổ NMR, người ta có thể biết được mối liên hệ giữa các proton và carbon trong phân tử. Kết hợp với phổ khối và các thông tin khác người ta có thể xây dựng được cấu trúc phân tử của hợp chất. Trong khá nhiều trường hợp, chỉ bằng NMR người ta cũng có thể xác định được cấu trúc và cấu hình lập thể của chất cần phân tích.

Do có rất nhiều thông tin đặc trưng về cấu trúc phân tử, việc sô sánh phổ proton hay carbon một chiều của một chất với một chất đã biết cho phép xác định một chất một cách tin cậy.

Ngày nay, chỉ cần lượng mẫu ở mức mg hay thấp hơn đã có thể xác định cấu trúc của một chất. Khả năng này giúp ích rất nhiều trong nghiên cức các tự nhiên, khi mà cá chất rất khó phân lập và thường chỉ thu được với một lượng nhỏ.

Ngoài việc xác định cấu trúc, phổ cộng hưởng từ hạt nhân còn được dùng trong định lượng các chất trong phân tích định lượng như các phương pháp phổ khác. Tuy  nhiên, do thiết bị đắt tiền nên cách thức này ít được sử dụng. Việc kết nối cộng hưởng từ hạt hân với các thiết bị sắc ký lỏng có nhiều khó khăn. Tuy vậy, hiện đã có những hệ thống ghép nối HPLC-NMR để phân tích và xác định các chất chiết từ dược liệu.

Ngoài các phổ kế cộng hưởng từ hạt nhân dùng trong phân tích cấu trúc, kỹ thuật xác định hình ảnh cộng hưởng từ hạt nhân cũng được sử dụng trong chẩn đoán y khoa.

ww.duoclieu.org

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bộ môn dược liệu (2011), “Bài giảng dược liệu”, tập I. Trường đại học Dược Hà Nội

Bộ môn dược liệu (1998), “Bài giảng dược liệu”, tập II. Trường đại học Dược Hà Nội.

Đỗ Tất Lợi (2004), “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Nhà xuất bản Y học.

Viện dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam”, tập I, Nhà xuất bản khoa hoc kỹ thuật.

Viện Dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc Việt Nam”, tập II, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

Phổ khối lượng

3. Phổ khối lượng

 

Một trong những phổ có ứng dụng nhiều nhất hiện nay trong phân tích và xác định các chất tự nhiên là phổ khối lượng (mass spectrometry, MS, thường được gọi là phổ khối). Phổ khối cung cấp những thông tin về khối lượng của các ion sinh ra từ phân tử.

Phổ khối không xác định trực tiếp khối lượng của ion mà xác định tỉ lệ giữa khối lượng (m) và điện tích (z) của ion (m/z). Ở các phân tử nhỏ, điện tích của ion thường là 1 nên giá trị m/z của phổ khối liên quan trực tiếp tới khối lượng của ion. Với các đại phân tử, điện tích của ion có thể lớn hơn 1. Khi đó, để xác định khối lượng phân tử (M) cấn phải biết số điện tích của ion.

Dưới những điều kiện nhất định, phân tử các chất bị mất đi electron tạo nên ion phân tử (hay còn gọi la ion mẹ) M⁺. Ion mẹ này có thể tiếp tục “vỡ” ra thành các mảnh nhỏ hơn là các ion con và các mảnh trung hòa. Vì khối lượng của các electron rất nhỏ, có thể bỏ qua, nên khối lượng của M+chính là khối lượng của phân tử.

Trong cùng một điều kiện ion hóa, sự phân mảnh tạo thành các ion con từ ion mẹ sẽ tuân theo những quy định nhất định. Các chất có cấu trúc tương tự nhau sẽ tạo ra những phân mảnh giống nhau. Từ khối lượng phân tử và các mảnh của phân tử, cùng với các phương pháp phổ khác người ta có thể xác định được cấu trúc của một chất chưa biết. So sánh phổ khối của một chất với phổ khối của một chất đã biết có thể giúp định danh chất đó dễ dàng và chính xác.

Khối phổ kế có thể hoạt động độc lập như một thiết bị đo phổ các chất tinh khiết hay ghép nối với các thiết bị sắc ký như sắc ký lỏng cao áp, sắc ký khí, điện di mao quản… như một detector và đồng thời cung cấp các thông tin cấu trúc.

Cấu tạo của một khối phổ kế gồm có các bộ phận chính sau: (a) Đầu vào, (b) buồng ion hóa, (c) bộ phận phân tích khối, (d) detector và (e) máy tính ghi nhậ xử lý, lưu trữ kết quả và điều khiển hệ thống. Các bộ phận từ (b)  - (d) được đặt trong một buồng chân không sâu. Tùy theo từng kỹ thuật phối khổ mà cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng bộ phận có thể khác nhau.

3.1.Đầu vào

 Sơ đồ của một khối phổ kế

Đầu vào là nơi mẫu được đưa vào máy phổ khối. Mẫu có thể được đưa vào trực tiếp hay được ghép nối với đầu ra của một hệ thống sắc ký. Mẫu có thể được đưa vào dưới dạng rắn, lỏng hay khí nhưng được ion hóa trong buồng ion hóa. Cổ điển nhất là mẫu được hóa hơi. Với các kỹ thuật ion hóa mới, mẫu có thể được ion hóa trực tiếp từ dạng lỏng hay dạng rắn. Ngày nay, việc ghép nối đã trở nên dễ dàng và khối phổ đang dần trở thành một detector phổ thông cho các hệ thống sắc ký.

3.2.Buồng ion hóa

Buồng ion hóa là nơi mẫu thử được biến thành các ion để đi vào hệ thống phân tích. Hiện nay, có nhiều kỹ thuật để biến các phân tử trung hòa thành ion. Tùy từng kỹ thuật, mức độ bị ion hóa của các phân tử có thể khác nhau, từ ion hóa mạnh cho các chất dễ bay hơi và bền tới ion hóa nhẹ nhàng cho các phân tử lớn, khó bay hơi.

Cách cổ điển nhất để ion hóa các chất là kỹ thuật bắn phá electron hay sau này còn được gọi là ion hóa bằng electron (electron impact hay electron ionization, EI). Người ta dùng một chùm electron để “bắn phá” phân tử mẫu ở trạng thái hơi. Điều kiện chuẩn để thực hiện EI là 70 eV. Phổ EI thu được ở điều kiện này có thể dùng để so sánh với phổ chuẩn để xác định các chất.

EI là phương pháp ion hóa mạnh, nhiều chất trong điều kiện này bị phân mảnh đến mức không còn nhậ thấy ion M⁺ nữa. Để có thể phát hiện được M⁺, nhiều kỹ thuật ion hóa nhẹ nhàng hơn đã được áp dụng. Ion hóa hóa học (chemical ionization, CI) là một trong những kỹ thuật sớm nhất được sử dụng. Nguyên tắc của phương pháp là trong buồng ion hóa, người ta đưa vào một chất khí khác (được gọi là khí thử). Chất này sẽ bị ion hóa và các ion này sẽ tác động lên mẫu để ion hóa mẫu tạo ra M⁺ hay các ion cộng tương ứng. Các khí thử thường dùng trong CI là methan, isobutan hay ammonia. Quá trình ion hóa mẫu thử M với khí thử là ammonia xảy ra như sau:

NH₃   +   e^-     →   NH₄⁺  +  2 e^-

NH₄⁺+   M   →    NH₃   +  [M+H]⁺               Phân tử proton hóa

NH₄⁺ +   M   →   [M+NH₄]⁺                          Ion cộng amoni

Với CI, phổ MS thu được có số lượng các ion ít hơn và cường độ các ion cao hơn nên dễ xác định được phân tử lượng của mẫu.

EI và CI chỉ thích hợp với kỹ thuật đưa mẫu rắn (phân tích trực tiếp các mẫu tinh khiết) và khí (như GC-MS). Với dạng mẫu lỏng như trong HPLC–MS, CE-MS…các kỹ thuật ion hóa nhẹ nhàng ở áp suất thường như ion hóa phun điện (electrospray ionization, ESI), ion hóa hóa học ở áp suất thường (atmospheric pressure chemical ionization, APCI), ion hóa phun nhiệt (thermospray ionization, TS hay TSP) thường được sử dụng. Các chất dễ bị phân hủy nhiệt, khó hay không bay hơi cũng có thể áp dụng tốt bởi các kỹ thuật ion hóa này.

Với ESI, dung dịch mẫu được phun thành những hạt nhỏ vào một buồng chân không dưới một điện trường mạnh. Các giọt dung dịch bị tích điện và bay hoiw dung môi sẽ vỡ giọt thành các hạt nhỏ hơn và cuối cùng thành các ion. Các ion (dương hay âm) cần được phân tích sẽ được đẩy vào bộ phận phân tích khối. Các phân tử bị ‘vỡ’ nhẹ nhàng hơn tạo ra ít phân mảnh và có cường độ lớn hơn. Với các polymer (với M tới vài chục ngàn đơn vị khối), điện tích của các ion (z) sẽ >1 (có thể tới 20 hay hơn) do vậy vẫn có thể được phân tích trong thiết bị phổ với m/z 1000-2000.

APCI tạo ra các ion dương được proton hóa hay ion âm do loại bỏ khỏi phân tử. Dung dịch mẫu được hóa hơi bởi nhiệt độ dưới dạng phun mù và đi vào trong vùng plasma của các ion dung môi tạo bởi hồ quang ở áp suất khí quyển. Sự cho nhận proton xảy ra giữa mẫu và dung môi tạo nên các ion của mẫu thử.

Trong TSP, dung dịch mẫu được bơm dưới áp suất tương đối cao qua 1 mao quản được nung nóng bởi bằng nhiệt điện. Khi ra khỏi ống mao quản, dung môi được hóa hơi hỗ trợ cho việc phun dung dịch thành các hạt mù rồi thành các ion đẩy vào bộ phận phân tích khối. TSP có thể áp dụng cho những hệ thống có tốc độ dòng cao (HPLC). Tuy nhiên, ngày nay kỹ thuật này phần lớn được thay thế bằng ESI.

Ngoài những phương pháp ion hóa trên được sử dụng nhiều trong phân tích các hợp chất phân tử nhỏ còn có nhiều kỹ thuật ion hóa khác sử dụng cho các đại phân tử. Ví dụ, kỹ thuật bắn phá nhanh bằng nguyên tử (fast atom bombardment, FAB), các kỹ thuật giải hấp trường (field desorption, FD), giải hấp laser (laser desorption, LD) và một trong những kỹ thuật đang được sử dụng nhiều là kỹ thuật giải hấp laser hỗ trợ bởi chất nền (matrix – assisted laser desorption ionization, MALDI). Với MALDI, mẫu được trộn với dung dịch chất nền và được làm khô dung môi trên phiến kim loại rồi đưa vào buồng ion hóa của máy phổ khối chứ không kêt nối trực tiếp được với hệ thống sắc ký.

3.3. Bộ phận phân tích khối

Nhiệm vụ của bộ phận phân tích khối là phân tách hỗn hợp các ion sinh ra bởi bộ phận ion hóa thành từng loại riêng biệt theo m/z để đưa các ion này tới detector để ghi nhận phổ. Có nhiều cơ chế để tách riêng các ion như sử dụng từ trường, điện trường và vận tốc của các ion…Các bộ phận phân tích khối đang được sử dụng trong phổ khối gồm có các loại sau: cung từ (magnetic sector), tứ cực (quadrupole), bẫy ion (ion trap), thời gian bay (time of flight) và cộng hưởng bằng gia tốc ion – biến đổi Fourier (Fourier transform ion cyclotron resonance, FT-ICR).

Kinh điển nhất trong các bộ phân tích khối là thiết bị sử dụng từ trường. Dưới một từ trường mạnh, quỹ đạo các ion sẽ thay đổi và khác nhau phụ thuộc vào điện tích và khối lượng ion. Thay đổi từ trường sẽ thay đổi quỹ đạo các ion, lần lượt đưa chúng đi vào detector. Đây cũng là 1 trong 2 loại phân tích ion mạnh và có độ chính xác cao nhất được dùng trong các máy khối phổ phân giải cao (HR-MS).

Bộ phân tích tứ cực gồm 4 thanh kim loại có tiết diện tròn hay hyperbol đặt song song với nhau dài khoảng 100 - 200 mm. Một điện thế một chiều không đổi được điều biến bởi điện thế tần số radio được áp lên tứ cực tạo nên một điện trường trong tứ cực. Dưới tác động của điện trường, chỉ có những ion nhất định bay dọc theo tứ cực đi tới detector. Các ion khác quỹ đạo bị lệch và va vào các thanh tứ cực hoặc bay ra ngoài. Thay đổi dòng điện tần số radio trên tứ cực sẽ lần lượt cho phép các ion khác nhau bay vào detector và được ghi nhận thành phổ.

Bẫy ion có cấu tạo gồm một điện cực vòng với mặt trong có dạng hyperbol và hai điện cực chỏm nằm ở hai đầu trống của điện cực vòng cũng có dạng hyperbol. Bằng cách thay đổi điện thế các điện cực, người ta có thể điều khiển được quỹ đạo của các ion trong bẫy. Tuy nhiên, khác với tứ cực, các ion khi đi vào bẫy ion sẽ bị giữ tại đó bởi điện trường nếu điện thế của điện cực vòng và 2 điện cực chỏm không khác nhau. Thay đổi điện thế và tần số của điện cực vòng sẽ lần lượt quét các ion ra khỏi bẫy đi tới detector để ghi nhận thành phổ. Thay đổi thế của hai điện cực chỏm sẽ giữ lại một hay một vài ion nhất định trong bẫy (trong chế độ chọn lọc ion) hay gia tốc các ion (trong chế độ MS nhiều lần).

Tứ cực và bẫy ion cho phép phân tích các chất có m/z tới 5000. Độ chính xác khối của tứ cực và bẫy ion không cao (0,1 đơn vị khối) nhưng nhỏ gọn, đơn giản, dễ sử dụng và rẻ tiền hơn nên được áp dụng nhiều trong các hệ LC-MS.

Một cách khác để tách các ion ra khỏi hỗn hợp là dựa vào vận tốc của các ion. Ở cùng một mức năng lượng, vận tốc của ion phụ thuộc vào khối lượng của ion. Phân tử càng nhẹ vận tốc càng lớn. Đo lường thời gian để ion từ điểm xuất phát bay tới detector sẽ tính ra được khối lượng của ion. Do vậy, kỹ thuật này được gọi là xác định thời gian bay của ion (TOF). TOF có độ phân giải tương đối cao (tới 20.000), với số khối chính xác hơn (tới 0,0001). Khoảng phân tích khối của TOF là không giới hạn, rất hữu dụng cho việc phân tích các đại phân tử.

Một kỹ thuật mới để phân tích khối là cộng hưởng bằng gia tốc ion - biến đổi Fourier (FT-ICR). Các ion được giữ trong một buồng cộng hưởng dưới một từ trường mạnh ở bên và một điện trường theo hướng trục. Giống như trong cộng hưởng từ hạt nhân, tất cả các ion trong buồn được kích thích bởi một xung tần số radio băng rộng (10 KHz - 1 MHz). Các ion sẽ hấp thu năng lượng phù hợp để cộng hưởng. Các ion cùng loại khi hấp thu năng lượng (cộng hưởng) chuyển động đồng nhất tạo ra một tần số nhất định phụ thuộc vào m/z. Tất cả các tần số của các ion tạo ra sẽ được ghi nhận dưới dạng các dao động cảm ứng tự do tắt dần theo thời gian và sau đó được biến đổi Fourier để trở thành dạng phổ khối truyền thống. FT-ICR có độ phân giải và độ chính xác khối rất cao (tới 1 ppm), khoảng phân tích khối rộng (hiện nay là m/z tới 10.000). Độ nhạy của FT-ICR cũng rất cao, giới hạn phát hiện có thể đạt tới mức attomole. Khi phối hợp với ESI, FT-ICR có thể phân tích các protein tới 15.000 đơn vị khối.

Ngoài các kỹ thuật phân tích khối đã nêu trên, còn có các loại khác đã hoặc đang được phát triển như bẫy quỹ đạo (orbital trap)hay dựa trên tính linh động của ion (ion mobility) và các kỹ thuật lai hay kết hợp giữa các loại trên.

3.4. Detector                                     

Là nơi tiếp nhận các ion và biến thành các tín hiện điện để được ghi nhận thành các tín hiệu phổ khối. Có nhiều loại detector khác nhau nhưng thường là loại ống nhân điện, ống nhân quang... các tín hiện điện thu được từ detector sẽ được số hoá và lưu trữ dưới dang các tập tin kỹ thuật số.

Trong phân tích khổ phối, việc xác định chính xác một ion (M⁺ hay các phân mảnh) rất quan trọng cho việc xác định chất được phân tích. Một hợp chất xác định, trong những điều kiện xác định sẽ cho các ion xác định trên phổ khối. Tuy nhiên, một ion có số khối xác định trên phổ khối lại có thể xuất phát từ nhiều chất khác nhau. Trong phân tích một hỗn hợp bằng sắc ký - khối phổ, nếu điều kiện sắc ký không đảm bảo, các chất tách ra không hoàn toàn dẫn tới phổ khối thu được sẽ có các ion của các phân tử khác làm ảnh hưởng tới việc nhận định kết quả. Trong các trường hợp này, việc xác định MS thông thường (một lần) khong cho được kết quả chính xác. Để khắc phục, người ta sử dụng các kỹ thuật khối phổ n lần với n thường là 2 hay đôi khi hơn. Kỹ thuật này được gọi là MS/MS hay MSⁿ.

Nguyên tắc của các kỹ thuật này là lực chọn một ion xác định (thường là M⁺ nhưng cũng có thể là các ion con) trong các ion của lần ion hoá thứ nhất và loại bỏ tất cả các ion khác trong bộ phận phân tích ion. Các ion này sau đó được cho tiếp xúc với 1 lượng nhỏ các khí (thường là argon). Với vận tốc cao, các ion này sẽ va đập vào các phân tử khí và phân thành các mảnh nhỏ hơn. Các ion sinh ra trong lần phân mảnh thứ 2 này sẽ được phân tích và ghi nhận phổ MS. Vì phổ khối ghi nhận được chỉ từ 1 loại ion duy nhất nên không còn bị ảnh hưởng của các tạp chất trong mẫu nữa. Việc nhận định kết quả trên phổ MS/MS sẽ chính xác hơn, đặc biệt khih hàm lượng chất phân tích thấp và năm trong hỗn hợp phức tạp.

Các thiết bị để thực hiện MS/MS có 2 loại chính là: loại phổ khối nối tiếp và bẫy ion.

Loại cổ điển nhất của phổ khối nối tiếp gồm 3 tứ cực ghép nối tiếp với nhau. Tứ cực thứ nhất làm nhiệm vụ chọn lọc ion. Các ion được chọn sẽ bay vào tứ cực thứ 2 và va đập với khí argon để phân mảnh ion lần 2. Tất cả các ion tạo ra sẽ bay vào tứ cực thứ 3 và được quét lần lượt bởi điện trường để đi tới detector và ghi nhận thành phổ. Do cấu tạo bởi 3 tứ cực nên loại này thường được gọi là triplequad (triple quadrupoles).

Với bẫy ion, cả 3 giai đoạn trên đều xảy tra trong bẫy theo trình tự thời gian. Vì các ion được giữ lại trong bẫy nên việc phân mảnh có thể được thực hiện thêm nhiều lần nữa (MSⁿ). Tuy nhiên, độ nhạy của kỹ thuật này ở các lần sau giảm đi nhanh chóng do số ion giảm. Trên thực tế, người ta thường chỉ sử dụng MS².

Ngoài hai thiết kế cơ bản trên, còn có các loại lai khác như: Q-Trap (kết hợp giữa tứ cực và bẫy ion), Q-Tof (kết hợp giữa tứ cực và TOF), IT-Tof (kết hợp giữa bẫy ion và TOF)... Các loại thiết bị này kết nối với GC, HPLC... hiện có mặt trên thị trường.

Một phương tiện rất hữu hiệu trong phân tích các chất, đặc biệt là trong phân tích các chất có nguồn gốc tự nhiên. Phổ khối cho nhiều thông tin về các trúc để xác định cấu trúc một chất mới hay định danh một chất đã biết. Phổ khối có độ nhạy cao, khoảng tuyến tính động học rộng rất thích hợp cho phân tích định lượng, đặc biệt là trong phân tích vết. Khi kết hợp với hệ thống sắc ký, phổ khối có thể sử dụng như một detector phổ thông, phát hiện hầu hết các chất nhưng với chế độ chọn lọc ion nó lại là detector chọn lọc cho những chất xác định rất có ích trong việc định lượng các chất trong một hỗn hợp phức tạp. Các thiết bị phổ khối ngày càng nhạy và tin cậy hơn; giới hạn phân tích khối ngày càng mở rộng; việc sử dụng ngày càng dễ dang và giá thành ngày càng hạ. Điều này làm cho thiết bị khổ phối dần trở thành các phương tiện phân tích thường quy trong phân tích dược liệu.

www.duoclieu.org

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bộ môn dược liệu (2011), “Bài giảng dược liệu”, tập I. Trường đại học Dược Hà Nội

Bộ môn dược liệu (1998), “Bài giảng dược liệu”, tập II. Trường đại học Dược Hà Nội.

Đỗ Tất Lợi (2004), “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Nhà xuất bản Y học.

Viện dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam”, tập I, Nhà xuất bản khoa hoc kỹ thuật.

Viện Dược liệu (2004), “Cây thuốc và động vật làm thuốc Việt Nam”, tập II, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.