การดูดซับของคาเทชินบนพื้นผิวซิลิกา

Abstract

ใบชาแห้งประกอบด้วยคาเทชิน (catechin) ซึ่งเป็นสารในกลุ่มสารประกอบฟีนอลิก (phenolic compounds) มีประโยชน์ต่อสุขภาพ เช่น ต้านออกซิเดชัน (antioxidant) ที่จับกับอนุมูลอิสระ ต้านมะเร็ง ลดความเสี่ยงโรคหลอดเลือดอุดตัน เป็นต้น ชนิดของคาเทชินที่พบมากที่สุดคือ อีพิกัลโลคาเทชินกัลเลต ((-)-epigallocatechin-3-gallate, EGCG) ใบชาแห้งยังประกอบด้วยคาเฟอีน (caffeine) หากได้รับ caffeine มากเกินไปอาจทำให้นอนไม่หลับ ความดันโลหิตสูง ดังนั้นการแยก EGCG ออกจาก caffeine จึงได้รับความสนใจ งานวิจัยก่อนหน้าพบว่าซิลิกาที่มีรูพรุนขนาดกลาง (mesoporous silica) สามารถดูดซับ EGCG ได้ดี ทั้งนี้พฤติกรรมและอันตรกิริยาในระดับโมเลกุลระหว่าง EGCG กับพื้นผิวซิลิการวมทั้งพื้นผิวซิลิกาที่แปรด้วยหมู่เอมีน (amine-modified silica surface) มีอยู่จำกัด ข้อมูลดังกล่าวเป็นพื้นฐานความเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับการดูดซับของ EGCG และอาจใช้เป็นแนวทางในการพัฒนาตัวดูดซับที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงได้ศึกษาพฤติกรรมของ EGCG และ caffeine ในน้ำและพฤติกรรมการดูดซับของ EGCG กับ caffeine บนพื้นผิวซิลิกาและบนพื้นผิวซิลิกาที่ดัดแปรด้วยหมู่เอมีนด้วยการจำลองพลวัตเชิงโมเลกุล (molecular dynamics simulation) หมู่เอมีนที่ศึกษาคือ เอทิลีนไดเอมีน (ethylenediamine, EDA) ผลการวิจัยพบว่า EGCG มีสัมประสิทธิ์การแพร่ (diffusion coefficient) น้อยกว่า caffeine ในน้ำ เนื่องจากโมเลกุล EGCG มีขนาดใหญ่ เมื่อพิจารณาการดูดซับของ EGCG บนพื้นผิวซิลิกาพบว่าค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของ EGCG น้อยกว่า caffeine และมีแนวโน้มเดียวกับบนพื้นผิวซิลิกาที่ดัดแปรด้วยหมู่เอมีน EDA นั่นคือ EGCG สามารถดูดซับบนซิลิกาและ ซิลิกาที่ดัดแปรด้วยหมู่เอมีน EDA ได้ดีกว่า caffeine อันเป็นผลจากโมเลกุล EGCG มีอะตอมที่สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับพื้นผิวจำนวนมาก