Title (deu)
Isolierung und Quantifizierung von Diterpen-Harzsäuren aus dem Fichtenfaulpech
Author
Gregor Mauser
Advisor
Sabine Glasl-Tazreiter
Assessor
Sabine Glasl-Tazreiter
Abstract (deu)
Das Fichtenfaulpech wird seit vielen Jahren als traditionelles Arzneimittel zur Wundheilung eingesetzt. Dieses Exsudat, welches von der Gewöhnlich-Fichte (Picea abies (L.) H. KARST., Pinaceae) zum Schutz vor Pathogenen produziert wird, kann von der Austrittsstelle abgeschabt, mit Schweineschmalz oder Butter erhitzt, als Salbe topisch angewendet werden. Die Wirksamkeit gegen Mikroorganismen, die für Infektionen von Wunden verantwortlich sind, sowie die Unterstützung von wundheilungsfördernden Prozessen sind in der Literatur bereits beschrieben. Zusätzlich zeigten Studien an Patienten mit Ulcera und komplizierten Operationswunden das Potential dieser Zubereitungen.
Vor allem die Diterpen-Harzsäuren als Hauptkomponenten sind ein wichtiger Baustein dieser wundheilungsfördernden Mechanismen. Um einen Überblick über die pharmazeutische Qualität der eingesetzten pflanzlichen Produkte zu erlangen ist es wichtig, diese Harzsäuren zu isolieren und zu quantifizieren.
Das Ausgangssubstanzgemisch zur Erreichung dieser Ziele war eine angereicherte Harzsäurefraktion (AH), die über flüssig-flüssig Extraktion und Ionenaustausch-chromatographie aus dem Fichtenfaulpech gewonnen worden war. Eine erste gaschromatographische Analyse dieser Fraktion zeigte das Vorhandensein von acht Harzsäuren. Durch käuflich erworbene Reinsubstanzen konnte dieses für die Messungen in dieser Arbeit verwendete Substanzgemisch mittels GC weitgehend charakterisiert werden. Das Ziel dieser Diplomarbeit war es, die Harzsäuren dieser Fraktion zu isolieren.
Da die Substanzen strukturell sehr ähnlich aufgebaut sind, ist es eine analytische Herausforderung, diese aufzutrennen. Im Rahmen dieser Arbeit gelang es, mittels High Performance Counter Current Chromatography (HPCCC) die beiden Harzsäuren Dehydroabietinsäure und Levopimarsäure, sowie zwei weitere noch unbekannte Substanzen, SGtg37 und SGtg38, zu isolieren. Der entscheidende Trennerfolg wurde durch einen fein abgestuften Elutionsgradienten über mehrere Schritte hinweg erzielt. Dabei kamen vier mobile Phasen eines Lösungsmittelgemischs aus Hexan, Ethylacetat, Methanol und Wasser (HEMWat) zum Einsatz. Bei diesem im Umkehrphasenmodus ablaufenden Verfahren wurden stufenweise HEMWat-Systeme mit sinkender Polarität in das System geleitet. Durch diese Methode gelang außerdem die Abreicherung von polaren Begleitsubstanzen und Verunreinigungen.
Darüber hinaus wurde in dieser Arbeit eine Validierung einer GC-Methode durchgeführt. Dabei kamen eine DB 1701 60 m Säule als stationäre Phase und ein zweistufiger Temperaturgradient zum Einsatz, bei dem der Säulenofen bis auf 280 °C aufgeheizt wurde. Detektiert wurde mit einem Flammenionisationsdetektor. Die Proben wurden vor der Analyse einer Derivatisierung mittels Methylierung unterzogen. Dehydroabietinsäure stand in ausreichenden Mengen zur Verfügung und wurde für die Validierung herangezogen. Der ermittelte lineare Bereich lag für diese Substanz in einem sehr kleinen Konzentrationsbereich (0,05-1,5 mg/0,4 ml bzw. 0,125-3,75 mg/ml), das Limit of Detection (LOD) wurde mit 0,025 mg/ml (S/R 4:1) und das Limit of Quantification (LOQ) mit 0,0375 mg/ml (S/R 10:1) ermittelt.
Abstract (eng)
Norway spruce balm has been used as traditional medicine for many years to cure wounds. This exudate, which is produced by Norway spruce (Picea abies (L.) H. KARST., Pinaceae), protect the tree against pathogens. It can be scrapped off the emersion point at the trunk. After heating with butter or lard the ointment can applied topically. The antimicrobial effect against microorganisms that are responsible for infections of wounds, as well as the support of wound healing processes has already been proven in studies. In addition, studies on patients with pressure ulcers and complicated surgical wounds have shown the potential of this formulations.
Above all, the diterpene resin acids as the main components play an important role in the wound healing mechanisms that the Norway spruce balm trigger. To gain an overview of the pharmaceutical quality of these herbal products, it is fundamental to isolate and quantify these resin acids.
The substance mixture to achieve these goals was a resin acid fraction (AH), which was obtained from the balm via liquid-liquid separation and ion exchange chromatography. A first gas chromatographic analysis showed that this fraction contains eight resin acids. In this thesis the AH was widely characterized with commercially available resin acids via gas chromatography. The aim of this diploma thesis was to isolate the resin acids of this fraction.
Because the substances have a very similar structure, it is an analytical challenge to separate them. Within the frame of this diploma thesis it was possible to isolate two resin acids, dehydroabietic acid and levopimaric acid, as well as two yet unknown substances, SGtg37 and SGtg38, using high performance counter current chromatography. The decisive success of the separation was achieved through a gradient elution program over several steps. Four mobile phases of a solvent mixture of hexane, ethyl acetate, methanol and water (HEMWat) were used. In this reversed phase program HEMWats with decreasing polarity were added stepwise into the instrumentation. In addition, this method also enabled the depletion of polar accompanying substances and impurities.
Furthermore, a validation of a GC method was carried out. The stationary phase was a DB-1701 60 m column. A two-phase temperature program was used in which the column oven was heated up to 280 °C. A flame ionization detector was used for the detection. Derivatisation of the sample via methylation is necessary that the resin acids can be analysed via GC. Dehydroabietic acid was available in adequate quantities and was used for validation. The linear range determined for this substance was in a very small concentration range (0.05-1.5 mg/0.4 ml or 0.125-3.75 mg/ml), the limit of detection (LOD) was 0.025 mg/ml (S/N 4:1) and the limit of quantification (LOQ) was 0,0375 mg/ml.
Keywords (deu)
FichtenfaulpechHarzsäurenHPCCCQuantifizierung
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1398158
rdau:P60550 (deu)
V, 63 Seiten : Illustrationen
Number of pages
69
Association (deu)
Title (deu)
Isolierung und Quantifizierung von Diterpen-Harzsäuren aus dem Fichtenfaulpech
Author
Gregor Mauser
Abstract (deu)
Das Fichtenfaulpech wird seit vielen Jahren als traditionelles Arzneimittel zur Wundheilung eingesetzt. Dieses Exsudat, welches von der Gewöhnlich-Fichte (Picea abies (L.) H. KARST., Pinaceae) zum Schutz vor Pathogenen produziert wird, kann von der Austrittsstelle abgeschabt, mit Schweineschmalz oder Butter erhitzt, als Salbe topisch angewendet werden. Die Wirksamkeit gegen Mikroorganismen, die für Infektionen von Wunden verantwortlich sind, sowie die Unterstützung von wundheilungsfördernden Prozessen sind in der Literatur bereits beschrieben. Zusätzlich zeigten Studien an Patienten mit Ulcera und komplizierten Operationswunden das Potential dieser Zubereitungen.
Vor allem die Diterpen-Harzsäuren als Hauptkomponenten sind ein wichtiger Baustein dieser wundheilungsfördernden Mechanismen. Um einen Überblick über die pharmazeutische Qualität der eingesetzten pflanzlichen Produkte zu erlangen ist es wichtig, diese Harzsäuren zu isolieren und zu quantifizieren.
Das Ausgangssubstanzgemisch zur Erreichung dieser Ziele war eine angereicherte Harzsäurefraktion (AH), die über flüssig-flüssig Extraktion und Ionenaustausch-chromatographie aus dem Fichtenfaulpech gewonnen worden war. Eine erste gaschromatographische Analyse dieser Fraktion zeigte das Vorhandensein von acht Harzsäuren. Durch käuflich erworbene Reinsubstanzen konnte dieses für die Messungen in dieser Arbeit verwendete Substanzgemisch mittels GC weitgehend charakterisiert werden. Das Ziel dieser Diplomarbeit war es, die Harzsäuren dieser Fraktion zu isolieren.
Da die Substanzen strukturell sehr ähnlich aufgebaut sind, ist es eine analytische Herausforderung, diese aufzutrennen. Im Rahmen dieser Arbeit gelang es, mittels High Performance Counter Current Chromatography (HPCCC) die beiden Harzsäuren Dehydroabietinsäure und Levopimarsäure, sowie zwei weitere noch unbekannte Substanzen, SGtg37 und SGtg38, zu isolieren. Der entscheidende Trennerfolg wurde durch einen fein abgestuften Elutionsgradienten über mehrere Schritte hinweg erzielt. Dabei kamen vier mobile Phasen eines Lösungsmittelgemischs aus Hexan, Ethylacetat, Methanol und Wasser (HEMWat) zum Einsatz. Bei diesem im Umkehrphasenmodus ablaufenden Verfahren wurden stufenweise HEMWat-Systeme mit sinkender Polarität in das System geleitet. Durch diese Methode gelang außerdem die Abreicherung von polaren Begleitsubstanzen und Verunreinigungen.
Darüber hinaus wurde in dieser Arbeit eine Validierung einer GC-Methode durchgeführt. Dabei kamen eine DB 1701 60 m Säule als stationäre Phase und ein zweistufiger Temperaturgradient zum Einsatz, bei dem der Säulenofen bis auf 280 °C aufgeheizt wurde. Detektiert wurde mit einem Flammenionisationsdetektor. Die Proben wurden vor der Analyse einer Derivatisierung mittels Methylierung unterzogen. Dehydroabietinsäure stand in ausreichenden Mengen zur Verfügung und wurde für die Validierung herangezogen. Der ermittelte lineare Bereich lag für diese Substanz in einem sehr kleinen Konzentrationsbereich (0,05-1,5 mg/0,4 ml bzw. 0,125-3,75 mg/ml), das Limit of Detection (LOD) wurde mit 0,025 mg/ml (S/R 4:1) und das Limit of Quantification (LOQ) mit 0,0375 mg/ml (S/R 10:1) ermittelt.
Abstract (eng)
Norway spruce balm has been used as traditional medicine for many years to cure wounds. This exudate, which is produced by Norway spruce (Picea abies (L.) H. KARST., Pinaceae), protect the tree against pathogens. It can be scrapped off the emersion point at the trunk. After heating with butter or lard the ointment can applied topically. The antimicrobial effect against microorganisms that are responsible for infections of wounds, as well as the support of wound healing processes has already been proven in studies. In addition, studies on patients with pressure ulcers and complicated surgical wounds have shown the potential of this formulations.
Above all, the diterpene resin acids as the main components play an important role in the wound healing mechanisms that the Norway spruce balm trigger. To gain an overview of the pharmaceutical quality of these herbal products, it is fundamental to isolate and quantify these resin acids.
The substance mixture to achieve these goals was a resin acid fraction (AH), which was obtained from the balm via liquid-liquid separation and ion exchange chromatography. A first gas chromatographic analysis showed that this fraction contains eight resin acids. In this thesis the AH was widely characterized with commercially available resin acids via gas chromatography. The aim of this diploma thesis was to isolate the resin acids of this fraction.
Because the substances have a very similar structure, it is an analytical challenge to separate them. Within the frame of this diploma thesis it was possible to isolate two resin acids, dehydroabietic acid and levopimaric acid, as well as two yet unknown substances, SGtg37 and SGtg38, using high performance counter current chromatography. The decisive success of the separation was achieved through a gradient elution program over several steps. Four mobile phases of a solvent mixture of hexane, ethyl acetate, methanol and water (HEMWat) were used. In this reversed phase program HEMWats with decreasing polarity were added stepwise into the instrumentation. In addition, this method also enabled the depletion of polar accompanying substances and impurities.
Furthermore, a validation of a GC method was carried out. The stationary phase was a DB-1701 60 m column. A two-phase temperature program was used in which the column oven was heated up to 280 °C. A flame ionization detector was used for the detection. Derivatisation of the sample via methylation is necessary that the resin acids can be analysed via GC. Dehydroabietic acid was available in adequate quantities and was used for validation. The linear range determined for this substance was in a very small concentration range (0.05-1.5 mg/0.4 ml or 0.125-3.75 mg/ml), the limit of detection (LOD) was 0.025 mg/ml (S/N 4:1) and the limit of quantification (LOQ) was 0,0375 mg/ml.
Keywords (deu)
FichtenfaulpechHarzsäurenHPCCCQuantifizierung
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1398159
Number of pages
69
Association (deu)
License
Citable links
Other links
Managed by
Details
Metadata
Export formats
Universitätsring 1, 1010 Wien | T
T +43-1-4277-0