Plant extracts: isolation, characterization, nanoencapsulation in lipids, cytotoxicity in AGS cells and synthesis of analogues

Abstract

There is growing interest in plants as a potential source of bioactive molecules with application in different areas, from cosmetics to pharmaceuticals, as well as in the food industry. It is possible to extract phytochemicals by different extraction techniques, as well as to isolate and determine their composition using characterization techniques. Despite their high interest, many of the phytochemicals have some limitations on their potential use due to high volatility and/or easy degradation when exposed to air. In this perspective, nanoencapsulation of these compounds allows their preservation and controlled release in the body are currently of interest. In this work three different species, Ginkgo biloba, Foeniculum Vulgare and Chelidonia majus. were subjected to Soxhlet extraction and the extracts obtained were purified and characterized. Ginkgolic acid, estragole and coptisine have been identified in Ginkgo Biloba, F. Vulgare and Chelidonia majus, respectively. In order to obtain derivatives of the isolated compounds reactivity studies were performed using ginkgolic acid and estragole. Methylated ginkgolic acid and dioxinone, as well as epoxide derivatives were obtained from ginkgolic acid and estragole, respectively. Characterization of the synthesized compounds was carried out using NMR ( 1H and 13C), and IR spectroscopies, HPLC-DAD and mass spectrometry. Extracts from F. vulgare and C. majus as well as estragole and coptisine were subjected to encapsulation assays using soybean lecithin by ethanolic injection method. Furthermore biological activity studies have been performed to assess the toxicity of the extracts/compounds obtained using AGS cell line through MTT and LDH assays.

É cada vez maior o interesse nas plantas como potencial fonte de moléculas bioativas com aplicação em diferentes áreas, desde a cosmética aos fármacos, bem como na indústria alimentar. É possível extrair fitoquímicos por diferentestécnicas de extração, bem como isolar e determinar a sua composição recorrendo a técnicas de caracterização. Apesar do seu elevado interesse, muitos dos fitoquímicos apresentam algumas limitações quanto ao seu potencial, devido à elevada volatilidade, assim como à fácil degradação quando expostos ao ar. Nesta perspetiva, técnicas de nanoencapsulamento deste tipo de compostos que permitam a sua preservação e libertação controlada no organismo são atualmente alvo de interesse. Neste trabalho, três espécies diferentes, Ginkgo biloba, Foeniculum vulgare e Chelidonia majus foram submetidas à extração por Soxhlet e os extratos obtidos foram purificados e caracterizados. O ácido ginkgólico, o estragole e a coptisina foram identificados nos extratos de Ginkgo Biloba, F. vulgare e Chelidonia majus, respetivamente. De modo a obter derivados dos compostos isolados, realizaram-se estudos de reatividade utilizando o ácido ginkgolico e o estragole. O ácido ginkgólico metilado e a dioxinona, assim como o epóxido foram obtidos a partir do ácido ginkgólico e do estragole, respectivamente. A caracterização dos compostos sintetizados foi realizada utilizando as espectroscopias de RMN ( 1H e 13C), IV, HPLC-DAD e espectrometria de massa. Extratos de F. vulgare e C. majus, bem como estragol e coptisina, foram submetidos a ensaios de encapsulamento utilizando lecitina de soja por injeção etanólica. Foram ainda realizados estudos de atividade biológica para avaliar a toxicidade dos extratos/compostos obtidos utilizando a linha celular AGS através de ensaios de MTT e LDH.