JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
자동 번역
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
의학

Box-Behnken Response Surface Method와 결합된 CRITIC 기반 Tiebangchui with Zanba의 처리 기술 최적화

Published: May 12, 2023
doi:
10.3791/65139
, , , , , ,
1State Key Laboratory of Southwestern Chinese Medicine Resources, School of Pharmacy,Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 2School of Ethnic Medicine,Chengdu University of Traditional Chinese Medicine

Summary

본 프로토콜은 Box-Behnken 반응 표면 방법과 결합된 CRITIC을 사용하여 잔바 볶음 Tiebangchui에 대한 효율적이고 표준적인 해독 처리 방법을 설명합니다.

Abstract

중국어로 Tiebangchui(TBC)라고 불리는 Aconitum pendulum Busch.의 말린 뿌리는 가장 유명한 티베트 의약품 중 하나입니다. 중국 북서부에서 널리 사용되는 허브입니다. 그러나 TBC의 강렬한 독성과 치료 및 독성 용량이 유사하기 때문에 많은 중독 사례가 발생했습니다. 따라서 독성을 줄이기위한 안전하고 효과적인 방법을 찾는 것이 시급한 과제입니다. 티베트 의학 고전을 검색하면 잔바 볶음 TBC의 가공 방법이 “칭하이 성 티베트 의학 가공 사양 (2010)”에 기록되어 있음을 알 수 있습니다. 그러나 특정 처리 매개 변수는 아직 명확하지 않습니다. 따라서 본 연구는 잔바 볶음 TBC의 가공 기술을 최적화하고 표준화하는 것을 목표로 한다.

먼저, TBC의 슬라이스 두께, 잔바의 양, 가공 온도 및 시간의 4가지 요인에 대해 단일 요인 실험을 수행했습니다. 잔바 볶음 TBC의 모노에스테르 및 디에스테르 알칼로이드 함량을 지표로 하여 Box-Behnken 반응 표면 방법과 결합된 CRITIC을 사용하여 잔바 볶음 TBC의 가공 기술을 최적화했습니다. 잔바 볶음 TBC의 최적화된 가공 조건은 TBC 슬라이스 두께 2cm, TBC보다 3배 더 많은 잔바, 처리 온도 125°C, 볶음 60분이었다. 본 연구는 잔바 볶음 TBC의 사용을 위한 최적화된 표준 처리 조건을 결정하여 잔바 볶음 TBC의 안전한 임상 사용 및 산업 생산을 위한 실험 기반을 제공했습니다.

Introduction

가장 유명한 티베트 의약품 중 하나인 Aconitum pendulum Busch와 A. flavum Hand.-Mazz.의 말린 뿌리는 중국어 1,2로 Tiebangchui(TBC)라고 합니다. TBC의 말린 뿌리는 추위와 바람을 쫓아내고 통증을 줄이며 충격을 진정시키는 데 도움이 됩니다. TBC의 말린 뿌리가 류마티스 관절염, 타박상 및 기타 감기 질환 치료에 일반적으로 사용된다는 내용의 “중화 인민 공화국 보건부 의약품 기준 (티베트 의학)”의 첫 번째 권에 기록되어 있습니다3. 그러나 TBC의 임상적 치료 용량은 독성 용량과 유사하며, 부적절한 사용으로 인한 중독 또는 사망 사고가 빈번하게 보고되고 있다4. 따라서 TBC의 독성을 줄이고 효능을 보존하는 것은 수년에 걸쳐 연구 핫스팟이 되었습니다.

티베트 의학에서 가공은 TBC의 독성을 약화시키는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. “칭하이 성 티베트 의학의 가공 사양 (2010)”에 따르면, 원래 허브 (TBC)는 철 냄비에 넣고 잔바가 노랗게 변할 때까지 잔바와 함께 볶은 다음 잔바를 제거하고 허브를 공기 중에서 건조시켜야합니다 5,6. 그러나 특정 공정 매개변수가 문서화되지 않아 잔바 볶음 TBC의 가공 기술과 품질을 제어하기가 어렵습니다. CRITIC 방법은 퍼지화와 주관성을 피하고 계량7의 객관성을 향상시킬 수 있는 객관적인 중량 방법입니다. Box-Behnken 반응 곡면 방법은 다항식 피팅(8)을 통해 각 요인 간의 교호작용을 직접 반영할 수 있다. Box-Behnken 응답 표면과 CRITIC 방법의 조합은 최적화된 처리 프로토콜(9, 10)을 획득하기 위해 처리 기술을 최적화하는 데 일반적으로 사용됩니다. 본 논문에서는 모노에스테르-디테르페노이드 알칼로이드(MDA)(벤조일아코니틴)와 2개의 디에스테르-디테르페노이드 알칼로이드(DDA)(아코니틴, 3-데옥시아코니틴)를 평가 지표로 사용하였다. Box-Behnken 반응 표면 분석법과 결합된 CRITIC을 적용하여 잔바 볶음 TBC의 처리 기술을 최적화하고 임상적으로 안전한 사용을 위한 표준 처리 방법을 확립했습니다.

Protocol

잔바 볶음 TBC 처리 방법은 Box-Behnken 응답 표면 방법과 결합된 CRITIC에 의해 최적화되고 표준화되었습니다. 벤조일라코니틴, 아코니틴 및 3-데옥시아코니틴을 이 과정에서 평가 지표로 사용했습니다. 1. 시료 용액 준비 표준물질 원액을 준비한다. 전자 분석 저울에서 벤조일라코니틴 9.94mg, 아코니틴 8.49mg 및 3-데옥시아코니틴 6.25mg(재료 표)의 무?…

Representative Results

이 연구에서 사용된 용출 그래디언트는 반복 디버깅 후 결정된 바와 같이 잔바 볶음 TBC의 세 가지 인덱스 성분에 대해 우수한 분해능을 보였습니다(그림 1). 잔바 볶음 TBC의 세 가지 지표 성분은 특정 농도 범위 내에서 양호한 선형 관계를 가졌다(표 2). 잔바 볶음 TBC의 정밀도(표 5), 안정성(표 6), 반복성(표 7) 및 시료 회수율(표 8</str…

Discussion

TBC는 감기를 쫓아내고 통증을 완화시키는 효과가 있는 중요한 티베트 약입니다. 그것은 주로 수천 년 동안 중국에서 외상성 부상과 류마티스 관절염을 치료하는 데 사용되었습니다24,25,26. 디테르페노이드 알칼로이드는 TBC27,28,29의 활성 및 독성 성분입니다…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (No. 82130113), 중국 박사후 과학 재단 (No. 2021MD703800), 쓰촨성 과학 기술부 청소년 과학 재단 (No. 2022NSFSC1449) 및 청두 중국 전통 의학 대학의 “Xinglin Scholars”연구 진흥 프로그램 (No. BSH2021009).

Materials

3-Deoxyaconitine Chengdu Desite Biotechnology Co., Ltd. DST221109-033
Aconitine Chengdu Desite Biotechnology Co., Ltd. DSTDW000602
Ammonium acetate Tianjin Kermel Chemical Reagent Co., Ltd Chromatographic grade
Benzoylaconitine Chengdu Desite Biotechnology Co., Ltd. DSTDB005502
Design-Expert software Stat-Ease, Inc., Minneapolis, MN, USA version 13.0
Electronic analytical balance Shanghai Liangping Instruments Co., Ltd. FA1004
High performance liquid chromatography SHIMADZU Co., Ltd. LC-20A
High-speed smashing machine Beijing Zhongxing Weiye Instrument Co., Ltd. FW-100
Millipore filter Tianjin Jinteng Experimental Equipment Co., Ltd φ13 0.22 Nylon66
stir-Fry machine Changzhou Maisi Machinery Co., Ltd Type 5
Tiebangchui Gannan Baicao Biotechnology Development Co., Ltd 20211012
Ultra pure water systemic RephiLe Bioscience, Ltd. Genie G
Ultrasonic cleansing machine Ningbo Xinyi Ultrasonic Equipment Co., Ltd SB2200
Zanba 27 Chuanzang Road, Ganzi County –
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Li, C. Y., et al. Aconitum pendulum and Aconitum flavum: A narrative review on traditional uses, phytochemistry, bioactivities and processing methods. Journal of Ethnopharmacology. 292, 115216 (2022).
  2. Wang, J., Meng, X. H., Chai, T., Yang, J. L., Shi, Y. P. Diterpenoid alkaloids and one lignan from the roots of Aconitum pendulum Busch. Natural Products and Bioprospecting. 9 (6), 419-423 (2019).
  3. Yu, L., et al. Traditional Tibetan medicine: therapeutic potential in rheumatoid arthritis. Frontiers In Pharmacology. 13, 938915 (2022).
  4. Zhao, R., et al. One case of ventricular arrhythmia caused by poisoning of traditional Chinese medicine Aconitum pendulum Busch. Journal of People’s Military Medical. 61 (4), 346-348 (2018).
  5. Qinghai Medical Products Administration. Processing specification of Tibetan medicine of Qinghai province. Qinghai Nationalities Publishing House. , 96-97 (2010).
  6. Li, J., et al. Comparison of three objective weighting methods to optimize the extraction process of Jianwei Chupi granules. Journal of Guangdong Pharmaceutical University. 38 (6), 91-97 (2022).
  7. Feng, Z. G., et al. Processing methods and the underlying detoxification mechanisms for toxic medicinal materials used by ethnic minorities in China: A review. Journal of Ethnopharmacology. 305, 116126 (2023).
  8. Hsu, Y. T., Su, C. S. Application of Box-Behnken design to investigate the effect of process parameters on the microparticle production of ethenzamide through the rapid expansion of the supercritical solutions process. Pharmaceutics. 12 (1), 42 (2020).
  9. Cheng, F., et al. Optimization of the baked drying technology of Cinnamomi Ramulus based on CRITIC combined with box-behnken response surface method. Journal of Chinese Medicinal Materials. 2022 (8), 1838-1842 (2022).
  10. Huang, X., et al. Optimization of microwave processing technology for carbonized Gardenia jasminoides by Box-Behnken response surface methodology based on CRITIC weighted evaluation. Chinese Herbal Medicines. 48 (6), 1133-1138 (2017).
  11. Elling, U., et al. Derivation and maintenance of mouse haploid embryonic stem cells. Nature Protocols. 14 (7), 1991-2014 (2019).
  12. Gu, J., Wang, Y. P., Ma, X. Simultaneous determinnation of three diester diterpenoid alkaloids in the toots of Aconiti flavi et penduli by HPLC method. Chinese Pharmaceutical Affairs. 28 (6), 618-621 (2014).
  13. Zhang, Y., Fu, X. UPLC simultaneous determination of six esteric alkaloids components in Aconitum Flaram Hand.Mazz. Asia-Pacific Traditional Medicine. 16 (5), 62-65 (2020).
  14. Rumachik, N. G., Malaker, S. A., Paulk, N. K. VectorMOD: Method for bottom-up proteomic characterization of rAAV capsid post-translational modifications and vector impurities. Frontiers In Immunology. 12, 657795 (2021).
  15. Wang, Y. J., Tao, P., Wang, Y. Attenuated structural transformation of aconitine during sand frying process and antiarrhythmic effect of its converted products. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2021, 7243052 (2021).
  16. Wang, H. P., Zhang, Y. B., Yang, X. W., Zhao, D. Q., Wang, Y. P. Rapid characterization of ginsenosides in the roots and rhizomes of Panax ginseng by UPLC-DAD-QTOF-MS/MS and simultaneous determination of 19 ginsenosides by HPLC-ESI-MS. Journal of Ginseng Research. 40 (4), 382-394 (2016).
  17. vander Leeuw, G., et al. Pain and cognitive function among older adults living in the community. Journals of Gerontology Series A. Biological Sciences and Medical Sciences. 71 (3), 398-405 (2016).
  18. Lao, D., Liu, R., Liang, J. Study on plasma metabolomics for HIV/AIDS patients treated by HAART based on LC/MS-MS. Frontiers in Pharmacology. 13, 885386 (2022).
  19. Li, Y., et al. Evaluation of the effectiveness of VOC-contaminated soil preparation based on AHP-CRITIC-TOPSIS model. Chemosphere. 271, 129571 (2021).
  20. Zhong, S., Chen, Y., Miao, Y. Using improved CRITIC method to evaluate thermal coal suppliers. Scientific Reports. 13 (1), 195 (2023).
  21. Lewis, N. S., et al. Magnetically levitated mesenchymal stem cell spheroids cultured with a collagen gel maintain phenotype and quiescence. Journal of Tissue Engineering. 8, (2017).
  22. Chinese Pharmacopoeia Committee. . Pharmacopoeia of the People’s Republic of China. 4, (2020).
  23. Li, G., et al. Effect of response surface methodology-optimized ultrasound-assisted pretreatment extraction on the composition of essential oil released from tribute citrus peels. Frontiers in Nutrition. 9, 840780 (2022).
  24. Liu, X. F., et al. Hezi inhibits Tiebangchui-induced cardiotoxicity and preserves its anti-rheumatoid arthritis effects by regulating the pharmacokinetics of aconitine and deoxyaconitine. Journal of Ethnopharmacology. 302, 115915 (2023).
  25. Smolen, J. S., et al. Rheumatoid arthritis. Nature Reviews.Disease Primers. 4, 18001 (2018).
  26. Wang, F., et al. C19-norditerpenoid alkaloids from Aconitum szechenyianum and their effects on LPS-activated NO production. Molecules. 21 (9), 1175 (2016).
  27. Wang, B., et al. Study on the alkaloids in Tibetan medicine Aconitum pendulum Busch by HPLC-MSn combined with column chromatography. Journal of Chromatographic Science. 54 (5), 752-758 (2016).
  28. Liu, S., et al. A review of traditional and current methods used to potentially reduce toxicity of Aconitum roots in Traditional Chinese Medicine. Journal of Ethnopharmacology. 207, 237-250 (2017).
  29. Qiu, Z. D., et al. Online discovery of the molecular mechanism for directionally detoxification of Fuzi using real-time extractive electrospray ionization mass spectrometry. Journal of Ethnopharmacology. 277, 114216 (2021).
  30. El-Shazly, M., et al. Use, history, and liquid chromatography/mass spectrometry chemical analysis of Aconitum. Journal of Food and Drug Analysis. 24 (1), 29-45 (2016).
  31. Chan, T. Y. K. Aconitum alkaloid poisoning because of contamination of herbs by aconite roots. Phytotherapy Research. 30 (1), 3-8 (2016).
  32. Guo, L., et al. Exploring microbial dynamics associated with flavours production during highland barley wine fermentation. Food Research International. 130, 108971 (2020).
  33. Guo, T. L., Horvath, C., Chen, L., Chen, J., Zheng, B. Understanding the nutrient composition and nutritional functions of highland barley (Qingke): A review. Trends in Food Science & Technology. 103, 109-117 (2020).
  34. Wu, H., et al. Anti-myocardial infarction effects of Radix Aconiti Lateralis Preparata extracts and their influence on small molecules in the heart using matrix-assisted laser desorption/ionization-mass spectrometry imaging. International Journal of Molecular Sciences. 20 (19), 4837 (2019).
  35. Huang, G., et al. Study on cardiotoxicity and mechanism of "Fuzi" extracts based on metabonomics. International Journal of Molecular Sciences. 19 (11), 3506 (2018).
  36. Li, S. L., et al. An insight into current advances on pharmacology, pharmacokinetics, toxicity and detoxification of aconitine. Biomedicine & Pharmacotherapy. 151, 113115 (2022).
  37. Xie, Y., et al. Optimization of processing technology of braised Rehmanniae Raidx based on multiple indexes and response surface technology and correlation between components and color. Journal of Chinese Traditional Medicine. 47 (18), 4927-4937 (2022).
  38. Yang, X. Q., Xu, W., Xiao, C. P., Sun, J., Feng, Y. Z. Study on processing technology of Atractylodes chinensis with rice water and its pharmacodynamics of anti-diarrhea. Chinese Herbal Medicines. 53 (1), 78-86 (2022).

Tags

TiebangchuiZanbaProcessing TechnologyOptimizationBox-Behnken Response Surface MethodCRITIC MethodTibetan MedicineDetoxificationEfficacyPharmacological Evaluation
check_url/kr/65139?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Li, S., Yu, L., Li, C., Wang, N., Lai, X., Liu, Y., Zhang, Y. Optimization of Processing Technology for Tiebangchui with Zanba Based on CRITIC Combined with Box-Behnken Response Surface Method. J. Vis. Exp. (195), e65139, doi:10.3791/65139 (2023).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image