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A purificação do extrato de Taxus pela máquina SepaBean™

Extrato de Taxus

Meiyuan Qian, Yuefeng Tan e Bo Xu
Centro de P&D de aplicações

Introdução
Taxus (Taxus chinensis ou teixo chinês) é uma planta silvestre protegida pelo país.É uma planta rara e ameaçada de extinção deixada pelas geleiras do Quaternário.É também a única planta medicinal natural do mundo.Taxus está distribuído na zona temperada do hemisfério norte até a região médio-subtropical, com cerca de 11 espécies no mundo.Existem 4 espécies e 1 variedade na China, nomeadamente Taxus Nordeste, Taxus Yunnan, Taxus, Taxus Tibetano e Taxus Sul.Estas cinco espécies estão distribuídas no Sudoeste da China, Sul da China, China Central, Leste da China, Noroeste da China, Nordeste da China e Taiwan.As plantas Taxus contêm uma grande variedade de componentes químicos, incluindo taxanos, flavonóides, lignanas, esteróides, ácidos fenólicos, sesquiterpenos e glicosídeos.O famoso medicamento antitumoral Taxol (ou Paclitaxel) é uma espécie de taxanos.Taxol possui mecanismos anticancerígenos únicos.O taxol pode “congelar” os microtúbulos penteando-os e evitando que os microtúbulos se separem os cromossomos no momento da divisão celular, levando assim à morte das células em divisão, especialmente das células cancerígenas de proliferação rápida [1].Além disso, ao ativar macrófagos, o Taxol causa uma diminuição nos receptores de TNF-α (fator de necrose tumoral) e liberação de TNF-α, matando ou inibindo assim as células tumorais [2].Além disso, o Taxol pode induzir a apoptose agindo na via do receptor apoptótico mediado por Fas/FasL ou ativando o sistema cisteína protease [3].Devido ao seu efeito anticâncer de múltiplos alvos, o Taxol é amplamente utilizado no tratamento de câncer de ovário, câncer de mama, câncer de pulmão de células não pequenas (NSCLC), câncer gástrico, câncer de esôfago, câncer de bexiga, câncer de próstata, melanoma maligno, cabeça e pescoço câncer, etc[4].Especialmente para o cancro da mama avançado e o cancro do ovário avançado, o Taxol tem um efeito curativo notável, pelo que é conhecido como “a última linha de defesa para o tratamento do cancro”.

Taxol é o medicamento anticâncer mais popular no mercado internacional nos últimos anos e é considerado um dos medicamentos anticâncer mais eficazes para humanos nos próximos 20 anos.Nos últimos anos, com o crescimento explosivo da população e da incidência do cancro, a procura de Taxol também aumentou significativamente.Actualmente, o Taxol necessário para a investigação clínica ou científica é extraído principalmente directamente do Taxus.Infelizmente, o teor de Taxol nas plantas é bastante baixo.Por exemplo, o teor de Taxol é de apenas 0,069% na casca de Taxus brevifolia, que é geralmente considerada como tendo o teor mais elevado.Para a extração de 1 g de Taxol são necessários cerca de 13,6 kg de casca de Taxus.Com base nesta estimativa, são necessárias 3 a 12 árvores Taxus com mais de 100 anos para tratar uma paciente com cancro do ovário.Como resultado, um grande número de árvores Taxus foi cortado, resultando na quase extinção desta preciosa espécie.Além disso, Taxus é muito pobre em recursos e tem um crescimento lento, o que torna difícil um maior desenvolvimento e utilização do Taxol.

Actualmente, a síntese total do Taxol foi concluída com sucesso.Porém, sua rota sintética é muito complexa e de alto custo, fazendo com que não tenha importância industrial.O método semi-sintético do Taxol está agora relativamente maduro e é considerado uma forma eficaz de expandir a fonte de Taxol, além da plantação artificial.Resumidamente, na semi-síntese do Taxol, o composto precursor do Taxol que é relativamente abundante nas plantas Taxus é extraído e depois convertido em Taxol por síntese química.O conteúdo de 10-desacetilbacatina Ⅲ nas agulhas de Taxus baccata pode chegar a 0,1%.E as agulhas são fáceis de regenerar em comparação com as cascas.Portanto, a semissíntese de Taxol baseada em 10-desacetilbacatina Ⅲ está atraindo cada vez mais atenção dos pesquisadores[5] (como mostrado na Figura 1).

Figura 1. A rota semissintética do Taxol baseada em 10-desacetilbacatina Ⅲ.

Neste post, o extrato da planta Taxus foi purificado por uma máquina SepaBean™ com sistema de cromatografia líquida preparativa flash em combinação com cartuchos flash de fase reversa (RP) SepaFlash C18 produzidos pela Santai Technologies.O produto alvo que atende aos requisitos de pureza foi obtido e pode ser utilizado em pesquisas científicas posteriores, oferecendo uma solução econômica para a purificação rápida deste tipo de produtos naturais.

Secção experimental
Neste post, os extratos de Taxus foram utilizados como amostra.A amostra bruta foi obtida pela extração da casca de Taxus com etanol.Em seguida, a amostra bruta foi dissolvida em DMSO e carregada no cartucho flash.A configuração experimental da purificação flash está listada na Tabela 1.
Instrumento

Instrumento

Máquina SepaBean™

Cartucho

Cartucho flash SepaFlash C18 RP de 12 g (sílica esférica, 20 - 45μm, 100 Å, número de pedido:SW-5222-012-SP)

Comprimento de onda

254 nm (detecção), 280 nm (monitoramento)

Na fase móvel

Solvente A: Água

Solvente B: Metanol

Quociente de vazão

15 mL/min

Carregamento de amostra

20 mg de amostra bruta dissolvida em 1 mL de DMSO

Gradiente

Tempo (min)

Solvente B (%)

0

10

5

10

7

28

14

28

16

40

20

60

27

60

30

72

40

72

43

100

45

100

Tabela 1. A configuração experimental para purificação flash.

Resultados e discussão
O cromatograma flash para o extrato bruto de Taxus foi mostrado na Figura 2. Ao analisar o cromatograma, o produto alvo e as impurezas alcançaram a separação da linha de base.Além disso, boa reprodutibilidade também foi obtida por múltiplas injeções de amostras (dados não mostrados).Levará cerca de 4 horas para completar a separação no método de cromatografia manual com colunas de vidro.Comparando com o método tradicional de cromatografia manual, o método de purificação automática neste post requer apenas 44 minutos para completar toda a tarefa de purificação (conforme mostrado na Figura 3).Mais de 80% do tempo e uma grande quantidade de solvente podem ser economizados usando o método automático, que pode efetivamente reduzir o custo, bem como melhorar significativamente a eficiência do trabalho.

Figura 2. O cromatograma flash do extrato bruto de Taxus.

Figura 3. Comparação do método de cromatografia manual com o método de purificação automática.
Concluindo, combinar os cartuchos flash SepaFlash C18 RP com a máquina SepaBean™ pode oferecer uma solução rápida e eficiente para a purificação rápida de produtos naturais, como o extrato de Taxus.
Referências

1. Alushin GM, Lander GC, Kellogg EH, Zhang R, Baker D e Nogales E. Estruturas de microtúbulos de alta resolução revelam as transições estruturais na αβ-tubulina após a hidrólise do GTP.Célula, 2014, 157 (5), 1117-1129.
2. Burkhart CA, Berman JW, Swindell CS e Horwitz SB.Relação entre a estrutura do taxol e outros taxanos na indução da expressão gênica do fator de necrose tumoral-α e citotoxicidade.Pesquisa do Câncer, 1994, 54 (22), 5779-5782.
3. Parque SJ, Wu CH, Gordon JD, Zhong X, Emami A e Safa AR.Taxol induz apoptose dependente de caspase-10, J. Biol.Química, 2004, 279, 51057-51067.
4. Paclitaxel.A Sociedade Americana de Farmacêuticos do Sistema de Saúde.[2 de janeiro de 2015]
5. Bruce Ganem e Roland R. Franke.Paclitaxel de taxanos primários: uma perspectiva sobre invenção criativa em química de organozircônio.J. Org.Química, 2007, 72(11), 3981-3987.

Sobre os cartuchos flash SepaFlash C18 RP

Há uma série de cartuchos flash SepaFlash C18 RP com especificações diferentes da Santai Technology (conforme mostrado na Tabela 2).

Número de item

Tamanho da coluna

Quociente de vazão

(mL/min)

Pressão Máx.

(psi/bar)

SW-5222-004-SP

5,4g

5-15

400/27,5

SW-5222-012-SP

20g

10-25

400/27,5

SW-5222-025-SP

33g

10-25

400/27,5

SW-5222-040-SP

48g

15-30

400/27,5

SW-5222-080-SP

105g

25-50

350/24,0

SW-5222-120-SP

155g

30-60

300/20,7

SW-5222-220-SP

300g

40-80

300/20,7

SW-5222-330-SP

420g

40-80

250/17,2

Tabela 2. Cartuchos flash SepaFlash C18 RP.
Materiais de embalagem: Sílica esférica de alta eficiência ligada a C18, 20 - 45 μm, 100 Å

Para obter mais informações sobre especificações detalhadas da máquina SepaBean™ ou informações sobre pedidos de cartuchos flash da série SepaFlash, visite nosso website


Horário da postagem: 20 de setembro de 2018