Category Archives: Analytical Chemistry

Oxidative stress index in arterial hypertension and diabetes mellitus

J Pharm Pharmacogn Res 7(2): 103-115, 2019.

Original Article | Artículo Original

The oxidative stress index in human population with arterial hypertension and diabetes mellitus

[El índice de estrés oxidativo en una población humana con hipertensión arterial y diabetes mellitus]

Alberto J. Núñez Sellés1,2*, Wilfredo I. Mañon Rossi1, Rodolfo Núñez Musa2, Rafael Guillén Marmolejos2, Gregorio Martínez-Sánchez3

1National Evangelic University (UNEV), Paseo de los Periodistas 54, Miraflores, CP 10203, Santo Domingo, Distrito Nacional, Dominican Republic.
2Dominican Institute of Clinical and Pharmacological Research (IDICF), Calle Primera, Bloque VI No. 12, Buenos Aires del Mirador, CP 11109, Santo Domingo, Distrito Nacional, Dominican Republic.
3Independent Consultor, Via Dalmazia 16A, 60126, Ancona, Italy.

*E-mail: nunez500412@gmail.com

Abstract

Context: A clinical study was conducted in a cohort of human subjects from 60 to 75 years of age in order to assess the correlation between disease diagnosis and oxidative stress (OS) damage in diabetes mellitus (DM) and arterial hypertension (AHT).

Aims: To provide a sound basis to design a clinical protocol for antioxidant adjuvant therapy for DM and AHT.

Methods: The values of the OS index were determined from the experimental values of biomarkers in erythrocyte lysates obtained from human blood samples including total antioxidant levels, specific biomarkers of oxidative damage, and antioxidant enzyme activities. Three study groups were formed: Group I: DM patients (110 subjects), group II: AHT patients (112 subjects); and Control group: Healthy volunteers (123 subjects). The data of all groups were analyzed using SPSS 9.0 software. A nonparametric Friedman test was used to compare several related subgroups, and changes within the groups and subgroups were tested using the Wilcoxon paired test. A Mann-Whitney U test was used to estimate significant differences (p<0.05) between the subgroups.

Results: Severe OS was observed in subgroup IIc (AHT III), moderate OS was observed in subgroups Ib (DM II) and IIb (AHT II), mild OS was observed in subgroup Ia (DM I), and no OS was observed in subgroup IIa (AHT I).

Conclusions: The results support the possible design of clinical trial protocols for adjuvant antioxidant therapy in order to increase the efficacy of standard therapies for AHT II and III and for DM II. Antioxidant therapies for DM I and AHT I are not recommended due to the presence of only mild OS or no OS, respectively.

Keywords: antioxidant therapy; diabetes mellitus; hypertension; oxidative stress; redox biomarkers.

Resumen

Contexto: Se realizó un estudio clínico en una cohorte de sujetos humanos entre 60 y 75 años de edad para determinar la correlación entre diagnóstico de la enfermedad y daño por estrés oxidativo (EO) en diabetes mellitus (DM) e hipertensión arterial (HTA).

Objetivos: Proporcionar una base sólida para el diseño de un protocolo clínico para la terapia adyuvante antioxidante en DM e HTA.

Métodos: Se determinaron los valores del índice de EO a partir de las determinaciones experimentales de niveles de antioxidantes totales, biomarcadores específicos del daño oxidativo y actividades de enzimas antioxidantes en lisados de eritrocitos obtenidos de muestras de sangre. Se conformaron tres grupos de estudio: Grupo I; pacientes DM (110 sujetos), grupo II; pacientes HTA (112 sujetos), y grupo III; voluntarios sanos (123 sujetos). Los datos de los grupos se analizaron con el programa SPSS 9.0. Se utilizó la prueba no paramétrica de Friedman para comparar entre subgrupos, y los cambios entre grupos se analizaron mediante la prueba de pares de Wilcoxon. Las diferencias significativas entre subgrupos (p<0.05) se estimaron con la prueba de Whitney U.

Resultados: Se observó EO severo en el subgrupo IIc (HTA III), EO moderado en los subgrupos Ib (DM II) y IIb (HTA II), EO leve en el subgrupo Ia (DM I), y no se observó EO en el subgrupo IIa (HTA I).

Conclusiones: Los resultados demuestran el posible diseño de protocolos de ensayos clínicos para incrementar la eficacia de las terapias estándar de la HTA II y III, y DM II, con el uso de terapias antioxidantes adyuvantes, las que no son recomendables para DM I y HTA I, debido a que el EO es leve o no existente, respectivamente.

Palabras Clave: biomarcadores redox; estrés oxidativo; diabetes mellitus; hipertensión arterial; terapia antioxidante.

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Citation Format: Núñez Sellés AJ, Mañon Rossi WI, Núñez Musa R, Guillén Marmolejos R, Martínez-Sánchez G (2019) The oxidative stress index in human population with arterial hypertension and diabetes mellitus. J Pharm Pharmacogn Res 7(2): 103–115.

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Phytochemical and antioxidant activity of Caesalpinia bahamensis

J Pharm Pharmacogn Res 7(1): 12-20, 2019.

Original Article | Artículo Original

Phytochemical study and antioxidant capacity of three fractions from the stem of Caesalpinia bahamensis Lam.

[Estudio fitoquímico y actividad antioxidante de tres fracciones del tallo de Caesalpinia bahamensis Lam.]

Alejandro Felipe González1, Ivones Hernández Balmaseda2, Yamilet I. Gutiérrez Gaitén1, Ramón Scull Lizama1, Laura M. Carmenate García3, Luc Pieters4, Idania Rodeiro Guerra2, René Delgado Hernández5*

1Departamento de Farmacia. Instituto de Farmacia y Alimentos. Universidad de La Habana, Calle 222 No. 2317 entre 23 y 31. La Lisa, La Habana, Cuba.
2Departamento de Farmacología. Instituto de Ciencias del Mar, La Habana, Cuba.
3Empresa Importadora, Exportadora, Distribuidora y Comercializadora de Productos Farmacéuticos, La Habana, Cuba.
4Natural Products & Food Research and Analysis (NatuRA). Department of Pharmaceutical Sciences. University of Antwerp, Belgium.
5Centro de Estudios para las Investigaciones y Evaluaciones Biológicas, Instituto de Farmacia y Alimentos. Universidad de La Habana. La Habana, Cuba.

*E-mail: rdelgado@infomed.sld.cu

Abstract

Context: Caesalpinia bahamensis Lam. is a medicinal plant used by the Cuban population to treat renal and hepatic diseases. However, this species lacks scientific studies that support its biological applications.

Aims: To evaluate the chemical composition and the antioxidant capacity of fractions obtained from the stem of Caesalpinia bahamensis Lam.

Methods: A continuous extraction of the stem was made by maceration using a battery of solvents of increasing polarity: chloroform, ethyl acetate and methanol. All fractions were analyzed by TLC and phytochemical screening. The compounds of the chloroform fraction were identified by GC/MS, while the ethyl acetate and methanol fractions were characterized by UV-Vis spectroscopy. The antioxidant capacity was evaluated by the DPPH and FRAP assays.

Results: Ten compounds were identified by GC/MS of the chloroform fraction, associated with fatty acids, terpenoids and phytosterols. The major compounds of this fraction were octacosanol, monopalmitin and palmitic acid. The presence of flavonoids in the ethyl acetate and methanol fractions was demonstrated by phytochemical screening, TLC and UV spectroscopy. The three fractions showed antioxidant capacity in the DPPH assay, with the methanol fraction (IC50=11.1 µg/mL) being the most active. The ethyl acetate fraction (equivalent to 100.7 µmol ascorbic acid) and the methanol fraction (equivalent to 37.3 µmol ascorbic acid) showed antioxidant capacity in the FRAP assay at concentrations of 125 µg/mL and 1000 µg/mL, respectively.

Conclusions: The fractions evaluated showed antioxidant capacity in the DPPH and FRAP assays, possibly associated with the presence of phenols and flavonoids.

Keywords: antioxidant activity; Caesalpinia bahamensis; fatty acids; flavonoids; GC/MS.

Resumen

Contexto: Caesalpinia bahamensis Lam. es una planta medicinal usada por la población cubana para el tratamiento de enfermedades hepáticas y renales, sin embargo, existen pocos estudios científicos que avalen sus propiedades biológicas.

Objetivos: Evaluar la composición química y la capacidad antioxidante de fracciones obtenidas del tallo de Caesalpinia bahamensis Lam.

Métodos: Se realizó una extracción continua del tallo de la planta por maceración usando una batería de disolventes en polaridad creciente: cloroformo, acetato de etilo y metanol. A todas las fracciones se les realizó un tamizaje fitoquímico y CCD. Los compuestos de la fracción clorofórmica fueron identificados por CG/EM, mientras que las fracciones acetato de etilo y metanol fueron caracterizadas mediante espectroscopía UV. La capacidad antioxidante se evaluó mediante los ensayos DPPH y FRAP.

Resultados: Se identificaron diez compuestos de la fracción clorofórmica mediante CG/EM, asociados con estructuras de ácidos grasos, terpenoides y fitoesteroles. Los compuestos mayoritarios de esta fracción fueron: octacosanol, monopalmitina y ácido palmítico. La presencia de flavonoides en las fracciones acetato de etilo y metanol fue demostrada por tamizaje fitoquímico, CCD y espectroscopía UV. Las tres fracciones mostraron capacidad antioxidante por DPPH, siendo la fracción metanólica (IC50=11.1 µg/mL) la más activa. Por otra parte, las fracciones acetato de etilo (100.7 µM equivalentes de ácido ascórbico) y metanol (37.3 µM equivalentes de ácido ascórbico) mostraron capacidad antioxidante en el ensayo de FRAP a concentraciones de 125 µg/mL y 1000 µg/mL, respectivamente.

Conclusiones: Las fracciones evaluadas mostraron capacidad antioxidante en los ensayos DPPH y FRAP, posiblemente asociada a la presencia de flavonoides y fenoles.

Palabras Clave: actividad antioxidante; ácidos grasos; Caesalpinia bahamensis; flavonoides; GC/MS.

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Citation Format: Felipe González A, Hernández Balmaseda I, Gutiérrez Gaitén YI, Scull Lizama R, Carmenate García LM, Pieters L, Rodeiro Guerra I, Delgado Hernández R (2019) Phytochemical study and antioxidant activity of three fractions from the stem of Caesalpinia bahamensis Lam. J Pharm Pharmacogn Res 7(1): 12–20.

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Antioxidant profile of Costa Rican Sechium edule varieties

J Pharm Pharmacogn Res 6(6): 448-457, 2018.

Original Article | Artículo Original

Phytochemical characterization and antioxidant profile of Sechium edule (Jacq) Swartz (Cucurbitaceae) varieties grown in Costa Rica

[Caracterización fitoquímica y perfil antioxidante de las variedades de Sechium edule (Jacq) Swartz (Cucurbitaceae) cultivadas en Costa Rica]

Jonathan Parra1*, Priscilla Hernández1, Fernando Ocampo-Maroto2, Víctor Álvarez-Valverde2, Yendry Carvajal-Miranda2, Gerardo Rodríguez-Rodríguez2, Cristina Herrera1

1Instituto de Investigaciones Farmacéuticas (INIFAR), Facultad de Farmacia, Universidad de Costa Rica, Sede Rodrigo Facio, San Pedro, San José, 11501-2060. Costa Rica.
2Laboratorio de Fitoquímica, Escuela de Química, Universidad Nacional de Costa Rica, Campus Omar Dengo, Heredia, 86-3000. Costa Rica.

*E-mail: jonathan.parra@ucr.ac.cr

Abstract

Context: The Sechium edule fruit is grown and consumed because of their nutritional values in different countries of Latin America. Costa Rica is one of the most important producers and exporters. It is consumed as an antioxidant because its flavonoid content suggests such activity; however, the selection of varieties to crop does not involve the phytochemical profile of them.

Aims: To characterize the phytochemical and antioxidant profile of the S. edule varieties grown in Costa Rica.

Methods: The in vitro radical scavenging activity of different S. edule extracts were measured using DPPH and ORAC assays, as well as their inhibition of lipid peroxidation in rat liver and their redox potential by cyclic voltammetry. Flavonoids glycosides were isolated by HPLC and their structures were determined by NMR.

Results: The S. edule varieties grown in Costa Rica showed a good radical scavenging activity and inhibition of lipid peroxidation; there were significant differences between varieties. In addition, the redox potential determined by electrochemical methods suggested the presence of flavonoids, which was confirmed by the isolation of apigenin 7-O-rutinoside and luteolin 7-O-rutinoside.

Conclusions: The antioxidant potential of varieties of S. edule grown in Costa Rica was confirmed, identifying the 845 variety as the best antioxidant profile.

Keywords: antioxidant; chayote; flavonoid; Sechium edule.

[Supplementary Data]

Resumen

Contexto: El fruto de Sechium edule es cultivado y consumido por su valor nutricional en distintos países de América Latina, siendo Costa Rica uno de los principales productores y exportadores. Su consumo como antioxidante ha sido sugerido por su contenido de flavonoides, pero la selección de las variedades para el cultivo no involucra el perfil fitoquímico de las estas.

Objetivos: Caracterizar el perfil fitoquímico y antioxidante de las variedades cultivadas de S. edule en Costa Rica.

Métodos: Se midió la capacidad de eliminación de radicales in vitro de extractos de distintas variedades de S. edule a través de los métodos de DPPH y ORAC, la inhibición de la peroxidación lipídica en hígado de rata y el potencial redox por voltametría cíclica de dichos extractos. Se aislaron glicósidos de flavonoides por HPLC y su estructura se determinó por RMN.

Resultados: Las variedades de S. edule cultivadas en Costa Rica mostraron una buena capacidad de eliminación de radicales e inhibición de la peroxidación lipídica; mostrando diferencias significativas entre las variedades. Además, los potenciales redox determinados por métodos electroquímicos sugirieron la presencia de flavonoides, lo cual fue confirmado con el aislamiento de apigenina 7-O-rutinósido y luteolina 7-O-rutinósido.

Conclusiones: Se confirmó el potencial antioxidante de las variedades de S. edule cultivadas en Costa Rica, identificando la variedad 845 como la del mejor perfil antioxidante.

Palabras Clave: antioxidante; chayote; flavonoide; Sechium edule.

[Supplementary Data]

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Supplementary Data:

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Citation Format: Parra J, Hernández P, Ocampo-Maroto F, Álvarez-Valverde V, Carvajal-Miranda Y, Rodríguez-Rodríguez G, Herrera C (2018) Phytochemical characterization and antioxidant profile of Sechium edule (Jacq) Swartz (Cucurbitaceae) varieties grown in Costa Rica. J Pharm Pharmacogn Res 6(6): 448–457.

© 2018 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Reducing sugars determination by NIR

J Pharm Pharmacogn Res 6(5): 392-401, 2018.

Original Article | Artículo Original

Near-infrared spectroscopy: a rapid alternative technique to reducing sugars determination in juice of sugarcane (Saccharum officinarum L.)

[Espectroscopia del infrarrojo cercano: una técnica rápida para la determinación de azúcares reductores en jugo de caña (Saccharum officinarum L.)]

Ivonne del S. García Asprilla1, Juan S. Ramírez-Navas2,3*

1Ingenio Mayagüez, Candelaria km 2 vía la Tupia. Candelaria – Valle, Colombia.
2Grupo GIEMA, Programa de Química, Universidad Santiago de Cali, Campus Pampalinda, Calle 5 con Carrera 62. Santiago de Cali, Colombia.
3Grupo GIPAB, Escuela de Ingeniería de Alimentos, Universidad del Valle. Ciudad Universitaria Meléndez, Calle 13 # 100-00, Espacio 338. Santiago de Cali, Colombia.

*E-mail: juan.ramirez06@usc.edu.co

Abstract

Context: The work in the field, in the production of sugarcane (Saccharum officinarum L.), makes it necessary to have quick and simple methods of detecting different compounds.

Aims: To optimize the analysis of glucose and fructose in juice of sugarcane in field, we studied the possibility the use of Near-infrared spectroscopy (NIR) and their correlation with high-performance liquid chromatography (HPLC) (reference method) to reporting from the laboratory reliable in short time data.

Methods: Sugarcane samples were collected in the field. The extraction of cane juice was done by macerating pieces of sugarcane. The determination of glucose and fructose was carried out by reference method HPLC and by NIR in the transmittance mode. Through chemometrics and principal components analysis, the calibration model was developed.

Results: The statistical parameters of the regression method were obtained as the coefficient of determination of 0.9717 and 0.9965, and smallest calibration error of 0.0681 and 0.0229. The standard prediction error was predicted between 0.136 and 0.08 for glucose and fructose, respectively, using the regression model. The above statistical variables indicated the high correlation between HPLC and NIR.

Conclusions: These results allow to incorporate the NIR technique in the routine of analysis of samples, complementing the quality analysis of sugarcane juice (quality control field).

Keywords: fructose; glucose; high-performance liquid chromatography; near-infrared spectroscopy.

Resumen

Contexto: El trabajo en campo, en la producción de caña de azúcar (Saccharum officinarum L.), hace necesario contar con métodos rápidos y sencillos de detección de diferentes compuestos.

Objetivos: Optimizar el análisis de glucosa y fructosa en jugo de caña de azúcar en campo, estudiamos la posibilidad del uso de espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR) y su correlación con cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) (método de referencia) para informar desde el laboratorio datos fiables en poco tiempo.

Métodos: Se recolectaron muestras de caña en campo. La extracción del jugo de caña se realizó mediante la maceración de trozos de caña de azúcar. La determinación de glucosa y fructosa se realizó por método primario y/o referencia HPLC y por NIR en el modo transmitancia. A través de la quimiometría y el análisis de componentes principales, se desarrolló el modelo de calibración.

Resultados: Se obtuvieron los parámetros estadísticos del método de regresión como: coeficiente de determinación de 0,9717 y 0,9965 y error estándar de calibración de 0,0681 y 0,0229. El modelo predictivo reportó el error estándar de predicción de 0,136 y 0,08 para la glucosa y fructosa, respectivamente. Las variables estadísticas anteriores indicaron la alta correlación entre HPLC y NIR.

Conclusiones: Estos resultados permiten incorporar la técnica NIR en la rutina de análisis de muestras, complementando el análisis de calidad de jugos de caña (control calidad campo).

Palabras Clave: cromatografía líquida de alta eficacia; espectrofotometría de infrarrojo cercano; fructosa; glucosa.

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Citation Format: García Asprilla IS, Ramírez-Navas JS (2018) Near-infrared spectroscopy: a rapid alternative technique to reducing sugars determination in juice of sugarcane (Saccharum officinarum L.). J Pharm Pharmacogn Res 6(5): 392–401.

© 2018 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Docking studies on novel analogs of quinolones

J Pharm Pharmacogn Res 6(5): 386-391, 2018.

Original Article | Artículo Original

Docking studies on novel analogs of quinolones against DNA gyrase of Escherichia coli

[Estudios de acoplamiento molecular de nuevos análogos de quinolonas a la ADN girasa de Escherichia coli]

Cristian Davila1, Lorena Llach2, Guillermo Salgado-Moran3, Rodrigo Ramirez-Tagle4*

1Escuela de Química y Farmacia, Universidad Andrés Bello, Republica 237, Santiago, Chile.
2Facultad de Salud, Universidad Bernardo O´Higgins, General Gana 1780, Santiago, Chile. 
 3Facultad de Ciencias Exactas, Departamento de Química, Universidad Andrés Bello, Autopista Concepción – Talcahuano 7100, Concepción, Chile.
4Facultad de Ingeniería, Ciencia y Tecnología, Universidad Bernardo O´Higgins, General, Av. Viel 1497, Santiago, Chile.

*E-mail: rramirez@ubo.cl

Abstract

Context: Bacterial resistance to antibiotics is the inevitable consequence of the use of antimicrobial agents. Thus, quinolones are an important class of antibacterials; these agents generally consist of a 1-subtituted-1,4-dihydro-4-oxopyridine-3-carboxylic acid moiety combined with an aromatic or heteroaromatic ring fused at the 5- and 6-position.

Aims: To determine the binding of quinolones to DNA gyrase of Escherichia coli.

Methods: An analysis was performed using an in silico approach to determine, by docking calculations and energy descriptors, the conformer of 4‐oxo‐1,4‐dihydroquinoline skeleton that forms the most stable complex with DNA gyrase of E. coli.

Results: The complex shows that the pose of the quinolones coincides with the amino acid residues Asp87, Thr88, Arg91 and Met92, which is expected to be critical in the binding of quinolones to DNA gyrase of E. coli. A series of quinolones were computationally designed, and the interactions between the quinolones and the amino acid residues of the DNA gyrase were calculated.

Conclusions: Among the designed compounds, compounds 105 and 115 exhibit higher binding energy values and interact with amino acids Asp87, Thr88, Arg91 and Met92.

Keywords: Arguslab; DNA gyrase; docking; Escherichia coli; quinolones.

[Supplementary Data]

Resumen

Contexto: La resistencia bacteriana a los antibióticos es la consecuencia inevitable del uso de agentes antimicrobianos. Por lo tanto, las quinolonas son una clase importante de antibacterianos; estos agentes generalmente consisten en un resto ácido 1-sustituido-1,4-dihidro-4-oxopiridina-3-carboxílico combinado con un anillo aromático o heteroaromático fusionado en las posiciones 5 y 6.

Objetivos: Determinar la unión de quinolonas a ADN girasa de Escherichia coli.

Métodos: Se realizó un análisis utilizando un enfoque in silico para determinar, mediante cálculos de unión y descriptores de energía, el confórmero del esqueleto de 4-oxo-1,4-dihidroquinolina que forma el complejo más estable con la ADN girasa de E. coli.

Resultados: El complejo muestra que la postura de las quinolonas coincide con los residuos de aminoácidos Asp87, Thr88, Arg91 y Met92, que se espera que sean críticos en la unión de quinolonas a ADN girasa de E. coli. Se diseñó computacionalmente una serie de quinolonas, y se calcularon las interacciones entre las quinolonas y los residuos de aminoácidos de la ADN girasa.

Conclusiones: Entre los compuestos diseñados, los compuestos 105 y 115 exhiben valores de energía de unión más elevados e interactúan con los aminoácidos Asp87, Thr88, Arg91 y Met92.

Palabras Clave: acoplamiento molecular; ADN girasa; Arguslab; Escherichia coli; quinolonas.

[Supplementary Data]

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Supplementary Data:

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Citation Format: Davila C, Llach L, Salgado-Moran G, Ramirez-Tagle R (2018) Docking studies on novel analogs of quinolones against DNA gyrase of Escherichia coli. J Pharm Pharmacogn Res 5(6): 386–391.

© 2018 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

RBC partitioning of cryptolepine

J Pharm Pharmacogn Res 6(4): 260-270, 2018.

Original Article | Artículo Original

Detection, quantification, and investigation of the red blood cell partitioning of cryptolepine hydrochloride

[Detección, cuantificación e investigación del reparto de clorhidrato de criptolepina en glóbulos rojos]

Regina A. Kwakye, Noble Kuntworbe*, Kwabena Ofori-Kwakye, Yaa A. Osei

Department of Pharmaceutics, Faculty of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, Kwame Nkrumah University of Science and Technology, PV Obeng Avenue, Tackie Building, PMB, Kumasi, Ghana.

*E-mail: nkunstar@yahoo.co.uk

Abstract

Context: The fight against malaria is limited by the development of resistance of Plasmodium to medication. This has led to an urgent search for alternative medicinal agents.

Aims: To determine the affinity of cryptolepine for the red blood cell.

Methods: HPLC method for the identification and quantification of cryptolepine was developed. Lipid solubility for both quinine (control) and cryptolepine was determined. Partitioning and repartitioning of cryptolepine into RBCs were studied. Time, concentration, temperature and pH were varied to see their effect on the partitioning of cryptolepine. Plasma protein binding was determined by the red blood cell partitioning method.

Results: An accurate, precise and robust HPLC method for cryptolepine hydrochloride was developed. Cryptolepine and quinine had lipophilicity of 0.91 ± 0.02 and 1.52 ± 0.27, respectively. The highest partitioning values of 2.02 ± 0.08 for cryptolepine and 0.93 ± 0.02 for quinine were obtained at 40 minutes. Concentration-dependent protein binding was observed for both compounds with cryptolepine having 0.43 and 0.38 for quinine. Partitioning was also found to be temperature dependent with the highest partitioning obtained at 370C for cryptolepine (1.56 ± 0.04) and quinine (0.78 ± 0.01). Partitioning of cryptolepine and quinine were inversely related to pH with R2 values of 0.94 and 0.96, respectively. P-values between partitioning and repartitioning for cryptolepine and quinine were 0.04 and 0.05, respectively.

Conclusions: Partitioning was found to be time, temperature, concentration and pH dependent. Partitioning was irreversible for cryptolepine and reversible for quinine. Protein binding in both cases was moderate.

Keywords: 4-aminoquinolone; erythrocyte; ion-trapping; quinine; repartitioning.

Resumen

Contexto: La lucha contra el paludismo está limitada por el desarrollo de la resistencia del Plasmodium a los medicamentos. Esto ha llevado a una urgente búsqueda de agentes medicinales alternativos.

Objetivos: Determinar la afinidad de la criptolepina para glóbulos rojos.

Métodos: Se desarrolló el método de HPLC para la identificación y cuantificación de criptolepina. Se determinó la solubilidad en lípidos tanto para la quinina (control) como para la criptolepina. Se estudió la división y repartición de la criptolepina en los glóbulos rojos. El tiempo, la concentración, la temperatura y el pH se variaron para ver su efecto en la partición de la criptolepina. La unión a proteínas plasmáticas se determinó mediante el método de división de glóbulos rojos.

Resultados: Se desarrolló un método HPLC exacto, preciso y robusto para el hidrocloruro de criptolepina. La criptolepina y la quinina tuvieron lipofilicidad de 0,91 ± 0,02 y 1,52 ± 0,27, respectivamente. Los valores de partición más altos de 2,02 ± 0,08 para criptolepina y 0,93 ± 0,02 para quinina se obtuvieron a los 40 minutos. Se observó unión a proteínas dependiente de la concentración para ambos compuestos con criptolepina 0,43 y 0,38 para quinina. El reparto también se encontró que dependía de la temperatura con la partición más alta obtenida a 37°C para la criptolepina (1,56 ± 0,04) y la quinina (0,78 ± 0,01). La división de la criptolepina y la quinina se relacionó inversamente con el pH con valores de R2 de 0,94 y 0,96, respectivamente. Los valores p entre partición y reparticionado para criptolepina y quinina fueron de 0.04 y 0.05, respectivamente.

Conclusiones: Se encontró que la partición depende del tiempo, la temperatura, la concentración y el pH. La partición fue irreversible para criptolepina y reversible para quinina. La unión a proteínas en ambos casos fue moderada.

Palabras Clave: 4-aminoquinolona; atrapamiento de iones; eritrocito; quinina; reparto.

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Citation Format: Kwakye RA, Kuntworbe N, Ofori-Kwakye K, Osei YA (2018) Detection, quantification, and investigation of the red blood cell partitioning of cryptolepine hydrochloride. J Pharm Pharmacogn Res 6(4): 260–270.

© 2018 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Characteristics of erythropoietin-alginate microsphere

J Pharm Pharmacogn Res 6(4): 250-259, 2018.

Original Article | Artículo Original

Influence of crosslinker concentration on the characteristics of erythropoietin-alginate microspheres

[Influencia de la concentración de reticulante en las características de las microesferas de eritropoyetina y alginato]

Dewi M. Hariyadi*, Tutiek Purwanti, Safira Adilla

Department of Pharmaceutics, Faculty of Pharmacy, Universitas Airlangga Jl. Dharmawangsa Dalam 60286 Surabaya, East Java, Indonesia.

*E-mail: dewi-m-h@ff.unair.ac.id

Abstract

Context: Microspheres have several advantages including protecting proteins from degradation and clearance after administration and produce a long-term therapeutic effect. Erythropoietin as a neuroprotectant agent has protein-like properties, which are susceptible to degradation and have low in vivo bioavailability. Microspheres formulations is one of potential drug delivery system for erythropoietin.

Aims: To evaluate the effect of CaCl2 concentration on the characteristics (particle size, morphology, swelling index, and yield) of erythropoietin-alginate microspheres.

Methods: Erythropoietin-alginate microspheres prepared by ionotropic gelation method with aerosolization technique using sodium alginate as polymer and CaCl2 as crosslinker were dried using freeze drying method with maltodextrin as lyoprotectant. The concentrations of alginate used were 2%, and CaCl2 concentrations were 0.5 M(F1), 0.75 M(F2) and 1 M(F3).

Results: Results showed smooth and spherical microspheres for all formula with average particle size were 3.23 ± 0.05 μm (F1); 2.99 ± 0.07 μm (F2); and 2.86 ± 0.03 μm (F3). Mass swelling index at 24 h were 1.25 ± 0.10 (F1), 1.18 ± 0.11 (F2), and 1.11 ± 0.10 (F3); at 30 h were 2.00 ± 1.25 (F1), 1.85 ± 0.14 (F2), and 1.72 ± 0.15 (F3) while particle size swelling index at 24 h were 1.15 ± 0.10 (F1), 1.11 ± 0.10 (F2), and 0.97 ± 0.10 (F3); at 30 h were 1.81 ± 0.09 (F1), 1.73 ± 0.15 (F2), and 1.54 ± 0.14 (F3). Respectively yield percentages were 77.76 ± 6.49, 80.01 ± 3.53, and 82.97 ± 4.22. By using One Way ANOVA, it was found that there were significantly differences between three formulas.

Conclusions: The particle size of formulas decreased by increasing concentration of CaCl2, whereas no significant difference on swelling index and yield from microspheres with increasing CaCl2 concentration simultaneously.

Keywords: Ca-alginate microspheres; characterization; erythropoietin; ionotropic gelation.

Resumen

Contexto: Las microesferas tienen varias ventajas, incluyendo la protección de las proteínas contra la degradación y el aclaramiento después de la administración, y producen un efecto terapéutico a largo plazo. La eritropoyetina como un agente neuroprotector tiene propiedades tipo proteína, que son susceptibles de degradación y tienen baja biodisponibilidad in vivo. Las formulaciones de microesferas es uno de los posibles sistemas de administración de fármacos para la eritropoyetina.

Objetivos: Evaluar el efecto de la concentración de CaCl2 sobre las características (tamaño de partícula, morfología, índice de hinchamiento y rendimiento) de las microesferas de eritropoyetina y alginato.

Métodos: Las microesferas de eritropoyetina-alginato preparadas por el método de gelificación ionotrópica con técnica de aerosolización que usa alginato de sodio como polímero y CaCl2 como reticulante se secaron usando el método de liofilización con maltodextrina como lioprotector. Las concentraciones de alginato usadas fueron del 2%, y las concentraciones de CaCl2 fueron 0.5 M (F1), 0.75 M (F2) y 1 M (F3).

Resultados: Los resultados mostraron que las microesferas lisas y esféricas para todas las fórmulas con un tamaño de partícula promedio eran 3.23 ± 0.05 μm (F1); 2.99 ± 0.07 μm (F2); y 2.86 ± 0.03 μm (F3). El índice de hinchazón masivo a las 24 h fue 1.25 ± 0.10 (F1), 1.18 ± 0.11 (F2) y 1.11 ± 0.10 (F3); a las 30 h fue 2.00 ± 1.25 (F1), 1.85 ± 0.14 (F2) y 1.72 ± 0.15 (F3) mientras que el índice de hinchamiento del tamaño de partícula a las 24 h fue de 1.15 ± 0.10 (F1), 1.11 ± 0.10 (F2) y 0.97 ± 0,10 (F3); a las 30 h fue 1,81 ± 0,09 (F1), 1,73 ± 0,15 (F2) y 1,54 ± 0,14 (F3). Respectivamente los porcentajes de rendimiento fueron de 77.76 ± 6.49, 80.01 ± 3.53 y 82.97 ± 4.22. Los valores presentaron diferencias estadísticamente significativas entre las tres fórmulas.

Conclusiones: El tamaño de partícula de las fórmulas disminuyó al aumentar la concentración de CaCl2, mientras que no hubo una diferencia significativa en el índice de hinchamiento y el rendimiento de las microesferas con el aumento de la concentración de CaCl2 simultáneamente.

Palabras Clave: caracterización; eritropoyetina; gelificación ionotrópica; microesferas de alginato de Ca.

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Citation Format: Hariyadi DM, Purwanti T, Adilla S (2018) Influence of crosslinker concentration on the characteristics of erythropoietin-alginate microspheres. J Pharm Pharmacogn Res 6(4): 250–259.

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Optimization of genistein and daidzein extraction

J Pharm Pharmacogn Res 6(4): 231-241, 2018.

Original Article | Artículo Original

Optimization of genistein and daidzein extraction from a tempeh-fermented product of soybean

[Optimización de la extracción de genisteína y daidzeína de un producto tempeh-fermentado de soja]

Sri H. Yuliani, Michael R. Gani, Enade P. Istyastono, Florentinus D.O. Riswanto*

Faculty of Pharmacy, Sanata Dharma University, Campus 3 Paingan, Maguwohardjo, Depok, Sleman, Yogyakarta 55282, Indonesia.

*E-mail: dikaocta@usd.ac.id

Abstract

Context: Genistein and daidzein, major isoflavone aglycone compounds contained in tempeh, became an interesting subject since their activities as cancer prevention, cardiovascular, and wound healing agents. It is important to develop an efficient extraction method to obtained genistein and daidzein from tempeh.

Aims: To optimize extraction process of the two compounds from dried tempeh.

Methods: The full factorial design was used to analyze the effect of combining factors affecting the extraction process. Genistein and daidzein analysis have been performed by using a C18 column of Phenomenex® (250 x 4.6 mm, 5 µm) and a mobile phase containing methanol:distilled water (70:30). The detection was carried out at 261 nm with a flow rate of 0.6 mL/min in the isocratic reverse-phase HPLC system.

Results: The analytical method was validated according to AOAC guidelines including the parameters of selectivity, linearity, accuracy, precision, limit of detection, and limit of quantification.

Conclusions: The optimal extraction condition was achieved at the ethanol concentration of 96%, the particle size of 0.6 mm and extraction time of 270 minutes. Total amount obtained from the extraction method was 26.03 mg% and 19.42 mg% for genistein and daidzein, respectively.

Keywords: extract; factorial design; isoflavones; validation.

Resumen

Contexto: Genisteína y daidzeína, principales compuestos de agliconas de isoflavonas contenidos en el tempeh, se convirtieron en un tema interesante debido a sus actividades como prevención del cáncer, agentes cardiovasculares y cicatrizantes. Es importante desarrollar un método de extracción eficiente para obtener genisteína y daidzeína del tempeh.

Objetivos: Optimizar el proceso de extracción de los dos compuestos del tempeh seco.

Métodos: El diseño factorial completo se utilizó para analizar el efecto de la combinación de factores que afectan el proceso de extracción. El análisis de genisteína y daidzeína se ha realizado utilizando una columna C18 de Phenomenex® (250 x 4,6 mm, 5 μm) y una fase móvil que contenía metanol:agua destilada (70:30). La detección se llevó a cabo a 261 nm con un caudal de 0,6 mL/min en el sistema de HPLC de fase inversa isocrático.

Resultados: El método analítico se validó de acuerdo con las directrices de la AOAC, incluidos los parámetros de selectividad, linealidad, exactitud, precisión, límite de detección y límite de cuantificación.

Conclusiones: La condición de extracción óptima se logró a la concentración de etanol del 96%, el tamaño de partícula de 0,6 mm y el tiempo de extracción de 270 minutos. La cantidad total obtenida del método de extracción fue de 26.03 mg% y 19.42 mg% para genisteína y daidzeína, respectivamente.

Palabras Clave: extracto; diseño factorial; isoflavonas; validación.

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Citation Format: Yuliani SH, Gani MR, Istyastono EP, Riswanto FDO (2018) Optimization of genistein and daidzein extraction from a tempeh-fermented product of soybean. J Pharm Pharmacogn Res 6(3): 231–241.

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Hydrosols and essential oils on biological activities

J Pharm Pharmacogn Res 6(3): 216-230, 2018.

Original Article | Artículo Original

Evaluation of combinations of essential oils and essential oils with hydrosols on antimicrobial and antioxidant activities

[Evaluación de combinaciones de aceites esenciales y aceites esenciales con hidrosoles sobre actividades antimicrobianas y antioxidantes]

Yann-Olivier Hay1,2,3,4*, Miguel A. Abril-Sierra2, Luis G. Sequeda-Castañeda1*, Catherine Bonnafous5, Christine Raynaud3,4

1Chemistry Department, Science Faculty, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia.
2Farmaverde CTA, Bogotá, Colombia.
3Université de Toulouse, INP-ENSIACET, LCA (Laboratoire de Chimie Agro-industrielle), F-31030 Toulouse, France.
4INRA, UMR1010-CAI, F-31030 Toulouse, France.
5Action Bio, Tantène, 46170 Pern, France.

*E-mail: yann.olivier.hay@gmail.com; lsequeda@javeriana.edu.co

Abstract

Context: Essential oils (EO) are commonly extracted from plants by steam distillation in which an aqueous phase called hydrosol (HD) is obtained. Unlike EO, hydrosol studies have been limited despite the interest of the food, cosmetic and phytotherapeutic industries to find natural preservative alternatives to synthetic ones.

Aims: To evaluate the in vitro antimicrobial and antioxidant efficacies of combinations of essential oils (EOs) and essential oils and hydrosols (HDs) of Lippia alba, Rosmarinus officinalis, and Thymus vulgaris.

Methods: The EOs and HDs were characterized by gas chromatography with flame ionization detector and gas chromatography coupled with mass spectrometry. Then, they were screened against Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida albicans and Aspergillus niger using the microdilution method for the four first strains and the agar diffusion method for Aspergillus niger. Antioxidant capacity was evaluated using ABTS method.

Results: Interactions between essential oils, and essential oils and hydrosols were found to be as microbicide, and for the first time, antioxidant using the fractional inhibitory concentration. When compared with individual EOs, EO-EO combinations diminished the microbicide minimum concentration.

Conclusions: The Thymus vulgaris EO-HD combination, in comparison with individual extracts, diminishes by four times the MBC against Escherichia coli and decrease by half their antioxidant capacity.

Keywords: essential oil; fractional inhibitory indices; hydrosol; Lippia alba; Rosmarinus officinalis; Thymus vulgaris.

Resumen

Contexto: Los aceites esenciales (AEs) se extraen comúnmente de las plantas por destilación con arrastre de vapor en la que se obtiene una fase acuosa llamada hidrosol (HDs). A diferencia de los AE, los estudios de los HD han sido limitados a pesar del interés de las industrias alimentaria, cosmética y fitoterapéutica de encontrar alternativas naturales de conservación.

Objetivos: Evaluar la eficacia antimicrobiana y antioxidante in vitro de las combinaciones de AEs, AEs e HDs de Lippia alba, Rosmarinus officinalis y Thymus vulgaris.

Métodos: Los AEs e HDs fueron caracterizados por cromatografía de gases con detector de ionización en llama y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. Luego se realizaron pruebas de detección contra Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida albicans y Aspergillus niger utilizando el método de microdilución para las cuatro primeras cepas y el método de difusión en agar para Aspergillus niger. La actividad antioxidante se evaluó utilizando el método ABTS.

Resultados: Se encontró que las interacciones entre los aceites esenciales, aceites esenciales e hidrosoles eran microbicidas y, por primera vez, antioxidantes usando la concentración inhibidora fraccionada. Cuando se compararon con AEs individuales, las combinaciones AE-AE disminuyeron la concentración microbicida mínima.

Conclusiones: La combinación de tomillo AE-HD; en comparación con los extractos individuales, disminuye en cuatro veces el MBC contra Escherichia coli y disminuye a la mitad su actividad antioxidante.

Palabras Clave: aceite esencial; hidrosol; índices inhibición fraccionado; Lippia alba; Rosmarinus officinalis; Thymus vulgaris.

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Citation Format: Hay YO, Abril-Sierra MA, Sequeda-Castañeda LG, Bonnafous C, Raynaud C (2018) Evaluation of combinations of essential oils and essential oils with hydrosols on antimicrobial and antioxidant activities. J Pharm Pharmacogn Res 6(3): 216–230.

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Cuantificación de fructooligosacáridos en helado prebiótico

J Pharm Pharmacogn Res 6(2): 108-116, 2018.

Original Article | Artículo Original

Desarrollo y validación de un método para la cuantificación de fructooligosacáridos en un helado prebiótico

[Development and validation of a method for the quantification of fructooligosaccharides in a prebiotic ice cream]

Claudia L. González-Aguirre1, Juan S. Ramírez-Navas1,2*

1Grupo GIEMA, Programa de Química, Universidad Santiago de Cali, Campus Pampalinda, Calle 5 con Carrera 62. Santiago de Cali, Colombia.
2Grupo GIPAB, Escuela de Ingeniería de Alimentos, Universidad del Valle. Ciudad Universitaria Meléndez, Calle 13 # 100-00, Espacio 338. Santiago de Cali, Colombia.

*E-mail: juan.sebastian.ramirez@correounivalle.edu.co

Abstract

Context: Fructooligosaccharides (FOS) are known as oligofructanes, oligosaccharides or oligofructose, which fall within the concept of prebiotics. One of the methods most commonly used in the industry for quantification and quality control nutraceutical substances classification is the method of high performance liquid chromatography (HPLC).

Aims: To develop a procedure for the determination of FOS by HPLC in raw materials and a prebiotic ice cream.

Methods: For the chromatographic separation, an HPLC was used with a refractive index detector (IR). The separation was performed using two columns coupled Sugar-pak I™ using an isocratic procedure with water type 1 at 0.35 mL/min. Kestose (GF2), nistose (GF3) and fructofuranosylnystose (GF4) were used as standards. Robustness was assessed by applying the Youden and Steiner test.

Results: Good linear correlations were obtained (y = 14191.4470 x + 285684.2, r2 = 0.9904) within the concentration range of 8.0-12.0 mg/mL. The FOS recoveries were 99.5% with the intra-day and inter-day relative standard deviation (RSD) less than 0.8%. The robustness test showed that the temperature parameters of the column and flow velocity are critical factors in the method.

Conclusions: This reliable, simple and cost-effective method could be applied to the routine monitoring of FOS (GF2, GF3, and GF4) in raw materials and prebiotic ice creams.

Keywords: fructofuranosylnystose; ice cream; kestose; nystose; prebiotic; refractive index.

Resumen

Contexto: Los fructooligosacáridos (FOS) se conocen como oligofructanos u oligofructosa, clasificados como prebióticos. Uno de los métodos más empleados en la industria para la cuantificación y control de calidad de sustancias nutracéuticas es el método de cromatografía líquida de alta resolución (CLAR).

Objetivos: Desarrollar un procedimiento eficaz para la determinación de FOS por CLAR en materias primas y un helado prebiótico.

Métodos: Para la separación cromatográfica se empleó un CLAR con detector de índice de refracción (IR). La separación se realizó empleando dos columnas acopladas Sugar-pak I™ usando un procedimiento isocrático con agua tipo 1 a 0,35 mL/min. Como estándares se emplearon kestosa (GF2), nistosa (GF3) y fructofuranosilnistosa (GF4). La robustez se evaluó aplicando el test de Youden y Steiner.

Resultados: Se lograron buenas correlaciones lineales (y = 14191,4470 x + 285684,2, r2 = 0,9904) dentro del rango de concentración de 8,0-12,0 mg/mL. Las recuperaciones de FOS fueron del 99.5% con desviación estándar relativa intradía e interdía (RSD) menor al 0,8%. El test de robustez demostró que los parámetros de temperatura de la columna y velocidad de flujo son factores críticos en el método.

Conclusiones: Este método confiable, simple y rentable podría aplicarse al monitoreo rutinario de FOS (GF2, GF3 y GF4) en materias primas y helados prebióticos.

Palabras Clave: fructofuranosilnistosa; helado; índice de refracción; kestosa; nistosa; prebiótico.

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Citation Format: González-Aguirre CL, Ramírez-Navas JS (2018) Desarrollo y validación de un método para la cuantificación de fructooligosacáridos en un helado prebiótico [Development and validation of a method for the quantification of fructooligosaccharides in a prebiotic ice cream]. J Pharm Pharmacogn Res 6(2): 108–116.

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