HPLC kombinert med kjemisk fingeravtrykk for flermønstergjenkjenning for å identifisere ektheten til Clematidis armandii Caulis
Summary
Her presenterer vi en protokoll for å etablere høyytelses væskekromatografi (HPLC), kombinert med kjemisk fingeravtrykkgjenkjenning av flere mønstre, som gir en ny strategi for effektivt å identifisere de ekte varianter av Clematidis Armandii Caulis og dens adulterants.
Abstract
En metode for å identifisere kinesiske medisinske materialer og deres relaterte adulterants ble konstruert ved å ta Clematidis Armandii Caulis (Chuanmutong, en universelt brukt tradisjonell kinesisk medisin) som et eksempel. Ti partier med ekte Chuanmutong-varianter og fem batcher av relaterte adulteranter ble analysert og sammenlignet basert på høyytelses væskekromatografi (HPLC) fingeravtrykk kombinert med kjemometri, inkludert klyngeanalyse (CA), hovedkomponentanalyse (PCA) og ortogonal partiell minste kvadraters diskrimineringsanalyse (OPLS-DA). I tillegg ble innholdet av β-sitosterol bestemt. Det kontrollkjemiske fingeravtrykket til Chuanmutong ble etablert, og 12 vanlige topper ble identifisert. Likheten mellom fingeravtrykket til 10 partier ekte Chuanmutong-varianter og kontrollfingeravtrykket var 0,910-0,989, mens likheten mellom fem partier med adulterants bare var 0,133-0,720. Basert på de vanlige toppene i kromatogrammet, ble 15 batcher av prøver klassifisert i tre innholdsnivåer av PCA, og ble samlet i fire kategorier av CA, og oppnådde et klart skille mellom autentiske Chuanmutong og adulterants av Chuanmutong. Videre ble syv differensialkomponenter som effektivt kan identifisere autentiske Chuanmutong og adulterants av Chuanmutong funnet gjennom OPLS-DA. β-sitosterolinnholdet i 10 partier av ekte Chuanmutong-varianter var 97,53-161,56 μg / g, mens β-sitosterolinnholdet i de fem batchene av adulterants varierte sterkt, blant annet β-sitosterolinnholdet i Clematis peterae Hand.-Mazz. og Clematis gouriana Roxb. Var. finetii Rehd. et Wils. var betydelig lavere enn for autentiske varianter av Chuanmutong. HPLC-indekskomponentinnholdet og kjemisk fingeravtrykkgjenkjenningsmetode for flere mønstre etablert i denne studien gir en ny strategi for effektivt å identifisere autentiske kinesiske medisinske materialer og relaterte adulteranter.
Introduction
Chuanmutong, tørr Caulis av Clematis armandii Franch. eller Clematis montana Buch.-Ham., er en tradisjonell kinesisk medisin som vanligvis brukes i klinikker 1,2,3. Det brukes til behandling av urinproblemer, ødem, sår på tungen og munnen, redusert melkesekresjon, leddstivhet og muskelsmerter forårsaket av fuktig varme4. Chuanmutong har alltid blitt hentet fra ville varianter, hovedsakelig distribuert i sørvest-Kina, spesielt i Sichuan, hvor den beste kvaliteten finnes 5,6. Det er vanskelig å skille mellom autentiske varianter og deres nært beslektede adulterants på grunn av deres lignende egenskaper 7,8,9,10. Kvalitetsstandarden til Chuanmutong i 2020-utgaven av kinesisk farmakopé fastsetter bare egenskapene, mikroskopisk identifikasjon og tynnsjiktsidentifikasjon uten innholdsbestemmelse, som ikke effektivt kan identifisere adulteranter, og dermed har potensielle risikoer. Videre er det få rapporter som sammenligner og identifiserer Chuanmutong og relaterte planter. Følgelig er en kvalitetskontrollmetode for å sikre ektheten av Chuanmutong verdig videre studier.
De kjemiske bestanddelene i Chuanmutong består hovedsakelig av pentacykliske triterpenoider av oleanane-typen og deres glykosider, flavonoider og organiske syrer11,12,13,14. Blant dem har oleanolsyre, β-sitosterol, stigmasterol og ergosterol vanndrivende effekter av forskjellige intensiteter, noe som kan være potensielle farmakodynamiske stoffer for å fremme diurese og lindre stranguria15,16. Kjemiske fingeravtrykk oppnås ved å separere og oppdage mange kjemiske komponenter som finnes i prøver ved høyytelses væskekromatografi (HPLC), gasskromatografi (GC), etc. Vedta hensiktsmessige statistiske analysemetoder for å analysere egenskapene til Chuanmutong kan bestemme den generelle kvalitetskontroll og vitenskapelig identifikasjon av tradisjonell kinesisk medisin17,18,19.
I denne studien ble 10 partier Chuanmutong autentiske varianter og fem partier med adulterants samlet. Kvaliteten ble sammenlignet og analysert ved hjelp av HPLC-fingeravtrykksmetoden kombinert med multimønstergjenkjenning, inkludert klyngeanalyse (CA), hovedkomponentanalyse (PCA), ortogonal partiell minste kvadraters diskrimineringsanalyse (OPLS-CA) og innholdsbestemmelse av den farmakodynamiske komponenten. Denne protokollen etablerer en metode for å identifisere autentiske varianter med høy spesifisitet, en ny strategi for vitenskapelig identifisering av autentiske varianter og adulterants av kinesiske medisinske materialer.
Protocol
Representative Results
Discussion
Prøveinnsamlingen for forskning er det første viktige skrittet for å konstruere multimønstergjenkjenning for å identifisere ektheten av kinesiske medisinske materialer. Gjennom markedsundersøkelser fant vi at Sichuan Ya’an, Liangshan og Leshan er de viktigste produksjonsområdene for ville ressurser i Chuanmutong. De beslektede variantene av samme slekt har også samme geografiske utbredelse 6,20; CC, DC, DE, XS og SMT blir ofte misbrukt som Chuangmutong<su…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet av prosjektet Sichuan Traditional Chinese Medicine Administration (nr. 2020JC0088, nr. 2021MS203).
Materials
| Acetic acid | Zhiyuan Chemical Reagent Co., Ltd., Tianjin, China | 2017381038 | |
| Acetonitrile | Sigma-Aldrich Trading Co., Ltd., Shanghai, China | WXBD5243V | |
| β-Sitosterol | Meisai Biological Technology Co., Ltd., Chongqing, China | 20210201 | |
| C18 column | Yuexu Material Technology Co., Ltd., Shanghai, China | Welch Ultimate LP | |
| Chuanmutong | Guoqiang Chinese Herbal Pieces Co., Ltd., Sichuan, China | 19020103 | CMT-1 |
| Chuanmutong | Hongya Wawushan Pharmaceutical Co., Ltd., Sichuan, China | 200701 | CMT-2 |
| Chuanmutong | Hongpu Pharmaceutical Co., Ltd., Sichuan, China | 200701 | CMT-3 |
| Chuanmutong | Hongpu Pharmaceutical Co., Ltd., Sichuan, China | 200901 | CMT-4 |
| Chuanmutong | Xinrentai Pharmaceutical Co., Ltd., Sichuan, China | 210701 | CMT-5 |
| Chuanmutong | Haobo Pharmaceutical Co., Ltd., Sichuan, China | 210401 | CMT-6 |
| Chuanmutong | Xinrentai Pharmaceutical Co., Ltd., Sichuan, China | 200901 | CMT-7 |
| Chuanmutong | Wusheng Pharmaceutical Group Co., Ltd., Sichuan, China | 201201 | CMT-8 |
| Chuanmutong | Limin Chinese Herbal Pieces Co., Ltd., Sichuan, China | 201001 | CMT-9 |
| Chuanmutong | Yuhetang Pharmaceutical Co., Ltd., Sichuan, China | 210501 | CMT-10 |
| Clematis argentilucida (Levl. et Vant.) W. T. Wang | Madzi Bridge, Sanlang Township, Tianquan County, Sichuan, China | – | CC |
| Clematis apiifolia var. obtusidentata Rehd. et Wils. | Heilin Village, Qiliping Township, Hongya County, Sichuan, China | – | DC |
| Clematis peterae Hand.-Mazz. | Huangmu Village, Huangmu Township, Hanyuan County, Sichuan, China | – | DE |
| Clematis gouriana Roxb. Var. finetii Rehd. et Wils | Mixedang Mountain, Huangwan Township, Emei County, Sichuan, China | – | XS |
| Clematis finetiana Levl. et Vaniot. | Wannian Village, Huangwan Township, Emei County, Sichuan, China | – | SMT |
| Electronic balance | Haozhuang Hengping Scientific Instrument Co., Ltd., Shanghai, China | FA1204 | |
| Ergosterol | Meisai Biological Technology Co., Ltd, Chongqing, China | 20210201 | |
| Ethanol | Kelon Chemical Co., Ltd., Chengdu, China | 2021112602 | |
| Ethyl acetate | Zhiyuan Chemical Reagent Co., Ltd., Tianjin, China | 2017042043 | |
| Formic acid | Kelon Chemical Co., Ltd., Chengdu, China | 2016062901 | |
| High performance liquid chromatography | Agilent, USA. | 1260 | |
| IBM SPSS Statistics version 26.0 | International Business Machines Corporation, USA | – | |
| Methanol | Sigma-Aldrich Trading Co., Ltd., Shanghai, China | WXBD6409V | |
| Methanol | Kelon Chemical Co., Ltd., Chengdu, China | 202010302 | |
| n-butyl alcohol | Zhiyuan Chemical Reagent Co., Ltd., Tianjin, China | 2020071047 | |
| Petroleum ether | Zhiyuan Chemical Reagent Co., Ltd., Tianjin, China | 2020090125 | |
| Phosphoric acid | Comeo Chemical Reagent Co., Ltd., Tianjin, China | 20200110 | |
| SESCF-TCM version 2012 | National Pharmacopoeia Commission, China | – | http://114.247.108.158:8888/login |
| Stigmasterol | Meisai Biological Technology Co., Ltd., Chongqing, China | 20210201 | |
| Trichloromethane | Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd., Shanghai, China | 20200214 | |
| Umetrics SIMCA version 14.1.0.2047 | Umetrics, Sweden | – | https://www.sartorius.com/en/products/process-analytical-technology/data-analytics-software/mvda-software/simca/simca-free-trial-download |
| Ultrapure water machine | Youpu Ultrapure Technology Co., Ltd., Sichuan, China | UPH-II-10T | |
| Ultrasonic cleaner | Kunshan Hechuang Ultrasound Instrument Co., Ltd., Jiangsu, China | KH3200E |
Referências
- Chen, C. R. . Chinese Medicine Specimen Picture Book. , 116 (1935).
- Xiong, J., et al. Lignans from the stems of Clematis armandii ("Chuan-Mu-Tong") and their anti-neuroinflammatory activities. Journal of Ethnopharmacology. 153 (3), 737-743 (2014).
- Pan, L. L., et al. a lignan from the Chinese medicinal plant Clematis armandii, inhibits A431 cell growth via blocking p70S6/S6 kinase pathway. Integrative Cancer Therapies. 16 (3), 351-359 (2017).
- Chinese Pharmacopoeia Commission. . Pharmacopoeia of The People’s Republic of China: (Edition 2020). , 38 (2020).
- Wang, D. G., Guo, J. L. Textual research on the materia medica and authenticity of Clematidis armandii. Lishizhen Medicine and Materia Medicine Research. 18 (11), 2696 (2007).
- Fang, Q. M., Zhang, M., Zhong, Y. Y. The natural resources and exploitation of Caulis Clematidis Armandii in Sichuan. West China Journal of Pharmaceutical Sciences. 20 (5), 404-406 (2005).
- Bai, M. N., Dai, Y. X., Wang, Y., Ren, Y. Y., Tan, R. Study on the identification of Caulis Clematidis Armandii. Research and Practice on Chinese Medicines. 31 (3), 13-16 (2017).
- Zhou, P. J., Li, X. F., Fu, D. H., Pu, X. Y., Zhu, G. Q. Pharmacognosy identification of Ethnomedicine Clematis ranunculoides Franchet. Journal of Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine. 34 (3), 432-436 (2017).
- Guo, J. L., Tang, Y., Pei, J., Wang, D. G. Study on random amplified polymorphic DNA and sequence characterized amplified regions of Caulis Clematidis Armandii. Journal of Chengdu Medical College. 6 (4), 283-286 (2011).
- Liu, M. Z., Li, M. N., Yao, H., Liu, P. Molecular identification of Clematidis Armandii Caulis and its adulterants and closely related species by ITS2 sequence. Global Traditional Chinese Medicine. 4 (6), 446-450 (2011).
- Liu, J. J., Chen, X., Wei, Z. Q., Li, B. Chemical constituents and identification of the caules of Clematis armandii Franch.and Clematis montana Buch.-Ham. Natural Product Research and Development. 22 (6), 998-1000 (2010).
- Yang, T. R., Xu, Z., Shi, Y. N. Studies on four compounds from Clematis Montana. Journal of Liaoning University of Traditional Chinese Medicine. 10 (4), 142-143 (2008).
- Yan, L. H., Xu, L. Z., Zhou, Z. M., Yang, S. L. Chemical constituents from stems of Clematis armandii(I). Chinese Traditional and Herbal Drugs. 38 (3), 340-342 (2007).
- Li, X., et al. Traditional uses, phytochemistry, pharmacology, and toxicology of Akebiae Caulis and its synonyms: A review. Journal of Ethnopharmacology. 277, 114245 (2021).
- Ye, X., et al. Diuretic effect and material basis of Clematidis Armandii Caulis in rats. China Journal of Chinese Materia Medica. 44 (9), 1889-1894 (2019).
- Kuang, Y., et al. Consistency study of Caulis Clematidis Armandii and its traditionally used products and counterfeit species based on efficacy and pharmacognosy. Pharmacology and Clinics of Chinese Materia Medica. 36 (3), 115-121 (2020).
- Li, Y., et al. Quality assessment of Asarum heterotropoides var. mandshuricum based on HPLC multi-component determination and multiple pattern recognition method of fingerprint. Chinese Traditional and Herbal Drugs. 53 (1), 238-243 (2022).
- Li, Y., et al. Determination of multi-components of Paeoniae Alba Radix based on fingerprints and chemical pattern recognition. Chinese Traditional and Herbal Drugs. 53 (1), 231-237 (2022).
- Li, H. H., et al. Comparative investigation for raw and processed products of Euodiae Fructus based on high-performance liquid chromatography fingerprints and chemical pattern recognition. Chemistry & Biodiversity. 18 (8), 2100281 (2021).
- Dong, L. J., et al. Study on suitable distribution areas of Kawa Kimichi produced in Sichuan province-based on remote sensing and GIS-A case study of Clematis Armandii. Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology. 17 (11), 2398-2404 (2015).
- Tang, S. W., Pei, J., Li, F. Y. Morphological and histological identification of Chuanmutong. West China Journal of Pharmaceutical Sciences. 15 (1), 19-21 (2000).
- Li, B., Chen, X., Fang, Q. M., Zhang, B. J., Wei, Z. Q. Quality Research of Chuanmutong. Journal of Sichuan of Traditional Chinese Medicine. 27 (6), 58-60 (2009).
- Wu, W. J., Wan, M. M., Cao, Y. H., Tan, R., Song, L. K. Research on the Quality Standard of Chuanmutong. Chinese Archives of Traditional Chinese Medicine. 33 (2), 313-315 (2015).
- Wei, Z. Q., Chen, X., Li, B., Dong, X. P. Determination of stigmasterol in Clematis armandii Franch and Clematis montana Buch-Ham. by HPLC. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research. 20 (3), 574-575 (2009).
- Qing, L. S., et al. Determination of oleanolic acid in Caulis clematidis armandii by HPLC. West China Journal of Pharmaceutical Sciences. 21 (3), 273-274 (2006).
- Yang, S. D., Wang, R., Fu, D. Y., Guo, J. J., Tan, W. Y. Determination on oleanolic acid in caulis clematidis armandii by microwave assisted extraction-HPLC/MS. Anhui Academy of Agricultural Sciences. 38 (13), 6929-6931 (2010).
