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Antioxidant activity and acute toxicity of Dillenia philippinensis



J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 846-858, 2021.

DOI: https://doi.org/10.56499/jppres21.1106_9.6.846

Original article

Antioxidant activity, xanthine oxidase inhibition and acute oral toxicity of Dillenia philippinensis Rolfe (Dilleniaceae) leaf extract

[Actividad antioxidante, inhibición de la xantina oxidasa y toxicidad oral aguda del extracto de hoja de Dillenia philippinensis Rolfe (Dilleniaceae)]

Sarah S. Ansari1*, Patricia H. Diño3, Agnes L. Castillo1,2,3, Librado A. Santiago1,2,3

1The Graduate School, University of Santo Tomas, España, Manila 1008, Philippines.

2Faculty of Pharmacy, University of Santo Tomas, España, Manila 1008, Philippines.

3Research Center for the Natural and Applied Sciences, University of Santo Tomas, España, Manila 1008, Philippines.

*E-mail: sarah.ansari.gs@ust.edu.ph

Abstract

Context: Hyperuricemia is a metabolic syndrome characterized by a high serum uric acid level with an increased risk of gout, diabetes, cardiovascular and renal disease. Allopurinol is a widely known xanthine oxidase inhibitor that lowers serum uric acid production. Documented adverse effects of the drug raise the need for a natural alternative for xanthine oxidase inhibitor that is safe and effective. This research is driven to address the need by capitalizing on previous studies made on the Dillenia species showing nephroprotective and antihyperuricemic activity.

Aims: To evaluate the antioxidant capacity, xanthine oxidase inhibitory activity, and acute toxicity of Dillenia philippinensis; a plant locally known as Katmon and endemic to the Philippines.

Methods: The D. philippinensis ethanolic leaf extract (DPELE) was partitioned using solvents of different polarities, hexane, ethyl acetate, and butanol. The antioxidant activity of the DPELE and the sub-extracts was assessed using nitric oxide, hydrogen peroxide, and hydroxyl radical scavenging assays against ascorbic acid, while the xanthine oxidase inhibitory activity was examined against allopurinol as a standard. The acute toxicity was performed using Sprague-Dawley rats following OECD 425 guidelines.

Results: The D. philippinensis ethyl acetate fraction (DPEAF) had the highest scavenging activity of nitric oxide, hydrogen peroxide, and hydroxyl (IC50 = 210.00, 70.92 and 59.88 µg/mL) free radicals, respectively. Also, the xanthine oxidase dose-dependent inhibitory activity was observed to be highest in the DPEAF with an IC50 = 23.09 µg/mL. Lastly, neither toxicity nor mortalities were observed in rats treated with the DPELE and the DPEAF for 14 days. The approximate lethal dose for DPELE and DPEAF was higher than 2000 mg/kg BW.

Conclusions: This study shows that the DPELE and DPEAF are potential sources of natural antioxidants and xanthine oxidase inhibitors, which may be used in the treatment of hyperuricemia and are presumed safe to be used orally.

Keywords: allopurinol; ascorbic acid; free radical; hyperuricemia; inhibitor.

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Resumen

Contexto: La hiperuricemia es un síndrome metabólico caracterizado por un nivel alto de ácido úrico en suero con un mayor riesgo de gota, diabetes, enfermedades cardiovasculares y renales. El alopurinol es un inhibidor de la xantina oxidasa ampliamente conocido que reduce la producción de ácido úrico en suero. Los efectos adversos documentados del fármaco plantean la necesidad de una alternativa natural al inhibidor de la xantina oxidasa que sea segura y eficaz. Esta investigación tiene como objetivo abordar la necesidad aprovechando los estudios previos realizados sobre la especie Dillenia que muestran actividad nefroprotectora y antihiperuricemiante.

Objetivos: Evaluar la capacidad antioxidante, la actividad inhibidora de la xantina oxidasa y la toxicidad aguda de Dillenia philippinensis, una planta conocida localmente como Katmon y endémica de Filipinas.

Métodos: El extracto de hoja etanólica de D. philippinensis (DPELE) se particionó utilizando disolventes de diferente polaridad, hexano, acetato de etilo y butanol. La actividad antioxidante del DPELE y los sub-extractos se evaluó usando ensayos de eliminación de radicales hidroxilo, peróxido de hidrógeno y óxido nítrico contra el ácido ascórbico, mientras que la actividad inhibidora de la xantina oxidasa se examinó contra el alopurinol como estándar. La toxicidad aguda se realizó utilizando ratas Sprague-Dawley siguiendo las directrices de la OCDE 425.

Resultados: La fracción de acetato de etilo de D. philippinensis (DPEAF) tuvo la mayor actividad de eliminación de radicales libres de óxido nítrico, peróxido de hidrógeno e hidroxilo (IC50 = 210,00, 70,92 y 59,88 µg/mL, respectivamente). Además, se observó que la actividad inhibidora dependiente de la dosis de xantina oxidasa era más alta en el DPEAF con una CI50 = 23,09 µg/mL. Por último, no se observó toxicidad ni mortalidad en ratas tratadas con DPELE y DPEAF durante 14 días. La dosis letal aproximada para DPELE y DPEAF fue superior a 2000 mg/kg de peso corporal.

Conclusiones: Este estudio muestra que el DPELE y el DPEAF son fuentes potenciales de antioxidantes naturales e inhibidores de la xantina oxidasa que pueden usarse en el tratamiento de la hiperuricemia y se presume que son seguros para usarse por vía oral.

Palabras Clave: alopurinol; ácido ascórbico; hiperuricemia; inhibidor; radicales libres.

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https://jppres.com/jppres/pdf/vol9/jppres21.1106_9.6.846.pdf
Citation Format: Ansari SS, Diño PH, Castillo AL, Santiago LA (2021) Antioxidant activity, xanthine oxidase inhibition and acute oral toxicity of Dillenia philippinensis Rolfe (Dilleniaceae) leaf extract. J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 846–858. DOI: https://doi.org/10.56499/jppres21.1106_9.6.846

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

HPLC/MS analysis of glutathione and ascorbic acid



J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 803-812, 2021.

DOI: https://doi.org/10.56499/jppres21.1037_9.6.803

Original article

Rapid qualitative and quantitative HPLC/MS analysis of an antioxidant couple consisted of glutathione and ascorbic acid in a pharmaceutical product

[Análisis cualitativo y cuantitativo rápido por HPLC/MS del par antioxidante glutatión y ácido ascórbico en un producto farmacéutico]

Stanislav V. Yefimov*

Pharmetric Laboratory, 11880 28th St N #210, 33716, St. Petersburg, FL, USA.

*E-mail: stanislav@pharmetriclab.com

Abstract

Context: In pharmacy products, glutathione and vitamin C are often present together. Both components not only enhance each other’s action but also protect each other from oxidation, forming an antioxidant couple. The work is devoted to the development of an HPLC method for determining the activity of pharmaceutical preparations containing the antioxidant couple as an active substance.

Aims: Develop and validate an HPLC/MS method for the determination of an antioxidant couple of glutathione and ascorbic acid in pharmaceutical products. The method should be fast and simple, that is, analyze both components in one run without derivatization and any preliminary sample preparation.

Methods: The Agilent 6125 C SQ LS/DAD/MS instrument was used to detect the two active components simultaneously. MSD was used to detect glutathione; DAD was used to detect ascorbic acid.

Results: The run time was 2.0 min. Glutathione was eluted with a retention time of 1.48 min. Its limit of detection was 0.03 μg. Ascorbic acid was eluted with a retention time of 1.02 min. Its limit of detection was 0.01 μg. Recovery of glutathione varied from 92 to 105%, and the recovery of ascorbic acid varied from 99 to 100%. In positive electrospray ionization mode, the spectra of glutathione (Glut.) showed the predominant signals at m/z+ of 308.2, which corresponds to cation (Glut.-H+). Ascorbic acid(AA) is converted into several cations, including AA-H+ and 2AA-Na+, m/z+= 177 and 375.

Conclusions: The developed HPLC/MS method for the determination of antioxidant couple consisted of glutathione and ascorbic acid in nasal spray and injection solution was validated for accuracy/recovery, precision, and selectivity.  The use of a tandem of a mass spectrometric detector and a diode-array detector is substantiated. The method is fast, simple, sensitive and reproducible, and is suitable for the determination of the antioxidant couple in pharmaceutical products without derivatization or any preliminary sample preparation.

Keywords: antioxidant couple; ascorbic acid; glutathione; LC/MS; potency; RP-HPLC; validation.

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Resumen

Contexto: En los productos farmacéuticos, el glutatión y la vitamina C suelen estar presentes juntos. Ambos componentes no solo mejoran la acción del otro, sino que también se protegen entre sí de la oxidación formando una pareja antioxidante. El trabajo está dedicado al desarrollo de un método HPLC para determinar la potencia de los productos farmacéuticos que contienen el par de antioxidantes como componente activo.

Objetivos: Desarrollar y validar un método HPLC/MS para la determinación del par antioxidante compuesto por glutatión y ácido ascórbico en productos farmacéuticos. El método es rápido y simple, pues analiza ambos componentes en una sola ejecución sin derivatización y sin preparación preliminar de la muestra.

Métodos: Se utilizó el instrumento Agilent 6125 C SQ LS/DAD/MS para detectar los dos componentes activos simultáneamente. Se utilizó un detector de espectrometría de masas para detectar el glutatión. Se utilizó un detector de arreglo de diodos para detectar el ácido ascórbico.

Resultados: El tiempo de ejecución fue de 2,0 min El glutatión se eluyó con un tiempo de retención de 1,48 min, su límite de detección fue de 0,03 μg. El ácido ascórbico se eluyó con un tiempo de retención de 1,02 min, su límite de detección fue de 0,01 μg. La recuperación de glutatión varió de 92 a 105% y la recuperación de ácido ascórbico varió de 99 a 100%. En el modo de ionización por electropulverización positiva, los espectros de glutatión (Glut) mostraron las señales predominantes en m/z+ de 308,2 que corresponde al catión (Glut.-H+). El ácido ascórbico (AA) se convierte en varios cationes, incluidos AA-H+ y 2AA-Na+, m/z+ = 177 y 375.

Conclusiones: El método HPLC/MS desarrollado para la determinación del par de antioxidantes glutatión y ácido ascórbico en aerosol nasal y solución de inyección fue validado por exactitud/recuperación, precisión y selectividad, así como bajo límite de detección y cuantificación. Se comprobó la validez del uso de detectores de arreglo de diodos y espectrometría de masas. El método es rápido, simple, sensible y reproducible, y es adecuado para la determinación del par antioxidante en productos farmacéuticos sin derivatización ni preparación previa de muestras.

Palabras Clave: ácido ascórbico; glutatión; LC/MS; par antioxidante; potencia; RP-HPLC; validación.

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https://jppres.com/jppres/pdf/vol9/jppres21.1037_9.6.803.pdf
Citation Format: Yefimov SV (2021) Rapid qualitative and quantitative HPLC/MS analysis of an antioxidant couple consisted of glutathione and ascorbic acid in a pharmaceutical product. J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 803–812. DOI: https://doi.org/10.56499/jppres21.1037_9.6.803

© 2021 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)