UNIVERZITA KARLOVA Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra analytické chemie Stanovení floridzinu a jiných fenolických látek v listech jabloní pomocí HPLC DIPLOMOVÁ PRÁCE Autor práce: Bc. Anežka Adamcová Vedoucí práce: Doc. RNDr. Dalibor Šatínský, Ph.D. Hradec Králové, 2018 Prohlášení Prohlašuji, že tato diplomová práce je mým původním autorským dílem. Veškerá literatura a další zdroje, z nichž jsem při zpracování čerpala, jsou uvedeny v seznamu použité literatury a v práci řádně citovány. Práce nebyla využita k získání jiného nebo stejného titulu. Souhlasím, aby byla práce půjčována ke studijním účelům a byla citována dle platných norem. V Hradci Králové Anežka Adamcová 2 Poděkování Ze všeho nejvíce bych upřímně poděkovala doc. RNDr. Daliborovi Šatínskému, Ph.D. za jeho velkou vstřícnost, trpělivost, profesionální a milé jednání a odborné rady, které mi ochotně sděloval. Děkuji mu za řešení problémů, se kterými jsme se setkávali a za čas, který mi věnoval při častých konzultacích a měřeních. Taky jsem moc vděčná za jeho pozitivní povahu, která vytvářela příjemné pracovní podmínky. Dále moc děkuji doc. Ing. Alešovi Hornovi, CSc. a PharmDr. Viktorovi Voříškovi z výzkumné laboratoře Ranadal s.r.o., kde jsem díky této práci mohla navázat spolupráci a děkuji jim za odborné rady spojené s problematikou diplomové práce. Všem třem pánům děkuji za povzbuzující přístup, který mě motivoval a dodával zájem pro tvorbu této práce. Děkuji své rodině, přátelům a známým za podporu během studia. Velké dík patří i mým spolužákům za zpříjemnění vysokoškolských let. V Hradci Králové Anežka Adamcová 3 ABSTRAKT Univerzita Karlova Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra analytické chemie Kandidát: Bc. Anežka Adamcová Školitel: Doc. RNDr. Dalibor Šatínský, Ph.D Název: Stanovení floridzinu a dalších fenolických látek v listech jabloní pomocí HPLC Tato diplomová práce je rozdělena na teoretickou a praktickou část. Teoretická část se zabývá charakterizaci floridzinu a praktická část je zaměřena na HPLC stanovení floridzinu, floretinu, kyseliny chlorogenové a kvercitrinu v listech různých odrůd jabloní. Rovněž byly charakterizovány tyto látky v pupenech a kůře jabloní. Práce se zabývá optimalizaci a validaci nově vytvořené chromatografické metody. K analýze byla použita kolona YMC-Triart C18 ExRS 150 x 4,6 mm x 5μm, 8 nm. Byla využita gradientová eluce s mobilní fázi tvořenou organickou složkou (ACN) a vodnou složkou s kyselinou fosforečnou (pH = 2,2). K detekci byl využit DAD detektor při vlnových délkách 280 nm, 327 nm a 354 nm. Teplota kolonového prostoru byla 30 °C, nástřik byl 1 μl a průtoková rychlost 1 ml/min. Byly separovány a identifikovány fenolické látky ze vzorků listí pocházejících z různých odrůd rodu Malus. Každá odrůda byla extrahována ve 2 typech extrakčního činidla pro zjištění účinnějšího. Teoretická část se kromě charakterizace fenolických látek zabývá chemickou strukturou floridzinu, jeho biosyntézou, osudem v organismu a možnostmi extrakce. Jsou uvedeny nejnovější studie o využití a vztahu k diabetes. Kromě toho se teoretická část zabývá popisem HPLC metody a možnostem detekce fenolických látek. Klíčová slova: HPLC, floridzin, floretin, kyselina chlorogenová, kvercitrin, rutin, listí, extrakce 4 ABSTRACT Charles University Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Analytical Chemistry Candidate: Bc. Anežka Adamcová Supervisor: doc. RNDr. Dalibor Šatínský, Ph.D. Title of Diploma Thesis: Determination of floridzin and other phenolic compounds in apple leafs by HPLC This diploma thesis is divided to theoretical and experimental part. The theoretical part is focused on phloridzin and its characterization. In the experimental part the phloridzin, phloretin, chlorogenic acid, rutin and quercitrin were analyzed with a high performance liquid chromatography (HPLC) method from leaves of genus Malus. These compounds were identified in barks and buds of apple trees. The experimental part deals with optimization and validation of method too. Column YMC-Triart C18 ExRS 150 x 4.6 mm x 5um, 8 nm and gradient elution consisting of organic part of ACN and water part with phosphoric acid (pH= 2.2) was used for analysis. The detection was performed by DAD detector at wavelengths 280 nm, 327 nm a 354 nm. The temperature of column space was 30 °C, injection volume was 1 μl and flow rate 1 ml/min. Phenolic compounds from apple leaves originating from various cultivars were separated and identified. Each cultivar was extracted by 2 types of extraction reagents (methanol with formic acid or acetic acid) to find out which one is more effective. Concentrations of phenolic compounds in bark and buds were determined too. The theoretical part except the characterization of phenolic compound deals with phloridzin and its chemical structure, biosynthesis, behavior in organism and possibilities in extractions. The latest studies about utilization and its potential effect on diabetes mellitus type 2 are mentioned. HPLC method and types of detections are described too. Key words: HPLC, phloridzin, phloretin, chlorogenic acid, quercitrin, rutin, apple leaves, extraction 5 OBSAH 1. Seznam zkratek ................................................................................................. 9 2. Úvod ............................................................................................................. 11 3. Cíl a zadání práce ........................................................................................... 12 4. Teoretická část ................................................................................................ 13 4.1. Charakteristika jabloně ............................................................................ 13 4.2. Charakteristika fenolických látek ............................................................ 13 4.3. Floridzin .................................................................................................. 15 4.4. Biosyntéza floridzinu .............................................................................. 15 4.5. Osud v organismu ................................................................................... 16 4.6. Výskyt floridzinu v Malus sp. ................................................................. 17 4.6.1. Výskyt v listech jabloní ........................................................................... 18 4.6.2. Výskyt v jiných plodech .......................................................................... 19 4.7. Význam floridzinu a dalších fenolických látek ....................................... 20 4.7.1. Efekt floridzinu při léčbě diabetes mellitus 2. typu ................................ 20 4.7.2. Efekt floridzinu na postprandiální zvýšení glukózy ................................ 21 4.7.3. Antihyperglykemické účinky floridzinu u dobrovolníků ........................ 21 4.7.4. Efekt floridzinu při léčbě poškození jater ............................................... 22 4.7.5. Vliv jablek na složení lidského střeva ..................................................... 22 4.7.6. Další využití ve farmaceutickém průmyslu ............................................. 23 4.8. Extrakce fenolických látek ...................................................................... 23 4.8.1. Magnetické molekulárně vtištěné polymery (MMIPs) ........................... 25 4.8.2. Kvantifikace fenolických látek z rostlinné matrice ................................. 26 4.9. Princip chromatografie ............................................................................ 26 4.9.1. Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) ................................ 27 4.9.1.1. Blokové schéma a popis .................................................................. 27 4.9.2. Spektrofotometrické detektory ................................................................ 28 6 4.9.3. Elektrochemické detektory ...................................................................... 28 4.9.4. CoulArray detektor .................................................................................. 28 4.9.5. Základní chromatografické veličiny ....................................................... 30 4.10. Validace chromatografické metody ........................................................ 30 4.10.1. Kdy se provádí validace ................................................................... 30 4.10.2. Validační parametry ......................................................................... 31 4.11. Příklady předchozích studií pro stanovení fenolických látek v Malus sp. .. ................................................................................................................. 32 5. Experimentální část ........................................................................................ 33 5.1. Přístroje a podmínky separace ................................................................ 33 5.2. Chemikálie .............................................................................................. 33 5.3. Příprava roztoků ...................................................................................... 34 5.3.1. Příprava roztoků standardů ..................................................................... 34 5.3.2. Příprava zásobních roztoků pro kalibraci ................................................ 34 5.3.3. Příprava pracovních roztoků pro kalibraci .............................................. 34 5.3.4. Příprava zásobního roztoku pro výtěžnost .............................................. 36 5.3.5. Příprava pracovních roztoků pro výtěžnost............................................