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Introdução à Análise Fitoquímica PROF. DR. ANTONY BARBOSA Obtenção do material vegetal: • Nativas • Exóticas • Ruderais • Importadas Identificação taxonômica Desidratação Trituração em moinhos Preparação de extratos Fracionamento; purificação; isolamento Testes in vitro Fases pré-clínicas e clínicas Introdução à Análise Fitoquímica Fitoquímica→ estudo dos componentes químicos das plantas Objetivo do estudo fitoquímico: ◦ Verificar a presença de grupos de metabólitos secundários ◦ Caracterizar os constituintes químicos Introdução à Análise Fitoquímica Obtenção do material vegetal: ◦ Verificação da autenticidade do material vegetal ◦ Ensaios macroscópicos ◦ Ensaios microscópicos Preparação da amostra para análise ◦ Material fresco ou seco Introdução à Análise Fitoquímica Preparações extrativas ◦ Diversas técnicas estão disponíveis para a obtenção de extratos ◦ Tecidos de plantas terrestres ◦ Organismos marinhos ◦ Fermentação de microrganismos Introdução à Análise Fitoquímica Preparações extrativas ◦ A extração é a base para a obtenção dos produtos naturais ◦ A utilização dos processos adequados é fundamental para a maximização do rendimento Qual o objetivo da extração? Qual o produto de partida? Qual o produto final? Introdução à Análise Fitoquímica Redução da granulometria ◦ Facilitar a manipulação ◦ Facilitar o armazenamento ◦ Realizar processo extrativos Introdução à Análise Fitoquímica Processos extrativos ◦ Extração: retirar, de forma seletiva, as substâncias ou fração ativa contida na droga vegetal ◦ Varia conforme eficiência requerida, estabilidade das substâncias de interesse, disponibilidade de equipamentos e reagentes, custo do processo, finalidade Introdução à Análise Fitoquímica Extrações ◦ Líquido-líquido ◦ Sólido-líquido Introdução à Análise Fitoquímica Extração a frio ◦ Não utilizam calor ◦ Maceração ◦ Recipiente fechado por período prolongado, sem renovação do solvente, com agitação ocasional Introdução à Análise Fitoquímica Extração a frio ◦ Percolação ◦ Passagem contínua do líquido extrator Introdução à Análise Fitoquímica Extração a frio ◦ Turbo-extração ou turbolização ◦ Extração concomitante com redução do tamanho de partículas da matéria-prima Introdução à Análise Fitoquímica Extração a quente (sistemas abertos) ◦ Utilização do calor ◦ Infusão ◦ Contato direto do material vegetal com água fervente em recipiente fechado Introdução à Análise Fitoquímica Extração a quente (sistemas abertos) ◦ Utilização do calor ◦ Decocção ◦ Contato direto do material vegetal com líquido extrator em ebulição Introdução à Análise Fitoquímica Extração a quente (sistemas fechados) ◦ Extração sob refluxo ◦ Líquido extrator e material no mesmo recipiente, acoplado a condensador Introdução à Análise Fitoquímica Extração a quente (sistemas fechados) ◦ Soxhlet ◦ Líquido extrator e material em recipientes diferentes, acoplado a condensador Extrações descontínuas Temperatura Tempo Solventes Maceração T ambiente Horas-dias Águas, misturas hidroalcoólicas, glicerina Digestão T > ambiente Horas-dias Águas, misturas hidroalcoólicas, glicerina Infusão T próximo à ebulição 1-2 minutos 30 minutos Água Decocção T de ebulição 15-30 minutos Água Extrações contínuas Temperatura Tempo Solventes Percolação T ambiente Variável Variados Soxhlet T de ebulição Variável Solventes orgânicos Introdução à Análise Fitoquímica Outros tipos de extração ◦ Microondas ◦ Utiliza a temperatura como suporte ◦ Solventes variáveis Introdução à Análise Fitoquímica Outros tipos de extração ◦ Ultrassom ◦ Uso de correntes de alta frequência que promovem a fragmentação de estruturas e membranas celulares Introdução à Análise Fitoquímica Fatores que influenciam a extração ◦ Parte da planta ◦ Superfície de contato da matéria-prima ◦ Agitação e temperatura ◦ Tempo ◦ Solvente ◦ Tipo ◦ Saturação Solvente Tipo de substância preferencialmente extraída Éter de petróleo, hexano Lipídeos, ceras, pigmentos, furanocumarinas Tolueno, diclorometano, clorofórmio Bases livres de alcaloides, antraquinonas livres, óleos voláteis, glicosídeos cardiotônicos Acetato de etila, n-butanol Flavonoides, cumarinas simples Etanol, metanol Heterosídeos em geral Misturas hidroalcoólicas, água Saponinas, taninos Água acidificada Alcalóides Água alcalinizada Saponinas Material vegetal pulverizado TortaÓleos Gorduras Esteróis Pigmentos Solvente um pouco mais polar (clorofórmio, diclorometano, acetato de etila, éter etílico) Agliconas livres pouco polares) ExtratoTorta Solvente de polaridade maior (acetona, metanol, água) Torta Extrato Agliconas poli-hidroxiladasÁgua aquecida Extrato Heterosídeos mais polares Solvente apolar (hexano) Extrato apolar Fracionamento, isolamento e purificação de metabólitos Fracionamento ◦ Isolamento e identificação de metabólitos ◦ Obtenção de frações enriquecidas ◦ Redução do teor de compostos tóxicos Droga vegetal + líquido extrator Filtrar/eliminar líquido extrator Ressuspender em água ou mistura hidroalcoólica Partição com solventes de polaridade crescentes Frações orgânicas Fração residual aquosa O fracionamento pode ser guiado por uma investigação farmacológica in vitro ou in vivo. Fracionamento, isolamento e purificação de metabólitos Após o fracionamento, o isolamento de compostos ou enriquecimento de frações, ocorre com a utilização de técnicas cromatográficas ◦ Base para a caracterização de dos constituintes em matrizes complexas ◦ Planar ou em coluna ◦ Preparativo ou analítico Fracionamento, isolamento e purificação de metabólitos Cromatografia ◦ “Método de separação baseado na separação diferencial de solutos através de um sistema de duas fases , um dos quais é móvel” NOVAK e JANAK, 1975 Fracionamento, isolamento e purificação de metabólitos Cromatografia ◦ “Processo de separação no qual uma mistura é distribuída entre duas fases no leito cromatográfico (coluna ou plano), sendo uma delas estacionária e outra móvel. A fase estacionária tanto pode ser um sólido, na forma de um material poroso, de partículas pequenas, ou um filme revestindo um suporte sólido ou parede da coluna. A fase móvel pode ser um gás ou um líquido.” MEYER, 1994 Fracionamento, isolamento e purificação de metabólitos Tipos de cromatografia ◦ Cromatografia em papel ◦ Cromatografia em camada delgada ◦ Cromatografia em coluna ◦ Cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE ou HPLC)→ UPLC ◦ Cromatografia gasosa Fracionamento, isolamento e purificação de metabólitos Cromatografia líquida de alta eficiência Cromatografia Durante o desenvolvimento de um cromatograma, as condições experimentais devem ser ajustadas ◦ Fase estacionária ◦ Sistema de eluição ◦ Reagentes de derivatização ◦ Técnicas de detecteção Referência Bibliográficas SIMÕES, C. M. O.; SCHENKEL, E. P.; MELLO, J. C. P. DE; MENTZ, L. A.; PETROVICK, P. R. Farmacognosia-da produto natural ao medicamento. 1.ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. SIMÕES, C. M. O.; SCHENKEL, E. P.; GOSMANN, G.; MELLO, J. C. P. DE; MENTZ, L. A.; PETROVICK, P. R. Farmacognosia-da planta ao medicamento. 6.ed. Florianópolis: UFSC; Porto Alegre: UFRGS, 2010. NEWMAN, D. J.; CRAGG, G. M. 2016. Natural Products as Sources of New Drugs from 1981 to 2014. J Nat Prod. 79: 629–61. Obrigado!
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