HPLC i kombination med kemiska fingeravtryck för multimönsterigenkänning för att identifiera äktheten hos Clematidis Armandii Caulis
Summary
Här presenterar vi ett protokoll för att upprätta högpresterande vätskekromatografi (HPLC), i kombination med kemisk fingeravtrycksigenkänning med flera mönster, vilket ger en ny strategi för att effektivt identifiera de äkta sorterna av Clematidis Armandii Caulis och dess äktenskapsbrytare.
Abstract
En metod för att identifiera kinesiska medicinska material och deras relaterade äktenskapsbrott konstruerades genom att ta Clematidis Armandii Caulis (Chuanmutong, en universellt använd traditionell kinesisk medicin) som ett exempel. Tio satser äkta Chuanmutong-sorter och fem satser av relaterade äktenskapsbrytare analyserades och jämfördes baserat på högpresterande vätskekromatografi (HPLC) fingeravtryck i kombination med kemometri, inklusive klusteranalys (CA), huvudkomponentanalys (PCA) och ortogonal partiell minsta-kvadratdiskrimineringsanalys (OPLS-DA). Dessutom bestämdes innehållet i β-sitosterol. Chuanmutongs kontrollkemiska fingeravtryck fastställdes och 12 vanliga toppar identifierades. Likheten mellan fingeravtrycket från 10 satser äkta Chuanmutong-sorter och kontrollfingeravtrycket var 0,910-0,989, medan likheten mellan fem satser äktenskapsbrytare endast var 0,133-0,720. Baserat på de vanliga topparna i kromatogrammet klassificerades 15 satser av prover i tre innehållsnivåer av PCA och aggregerades i fyra kategorier av CA, vilket uppnådde en tydlig skillnad mellan autentiska Chuanmutong och äktenskapsbrytare av Chuanmutong. Vidare hittades sju differentiella komponenter som effektivt kan identifiera autentiska Chuanmutong och äktenskapsbrott i Chuanmutong genom OPLS-DA. Halten β-sitosterol i 10 satser äkta Chuanmutong-sorter var 97,53-161,56 μg/g, medan β-sitosterolhalten i de fem satserna äktenskapsbrott varierade kraftigt, bland annat β-sitosterolhalten i Clematis peterae Hand.-Mazz. och Clematis gouriana Roxb. Var. finetii Rehd. et Wils. var betydligt lägre än för autentiska sorter av Chuanmutong. HPLC-indexkomponentinnehållet och den kemiska fingeravtrycksmetoden för flermönsterigenkänning som etablerats i denna studie ger en ny strategi för att effektivt identifiera autentiska kinesiska medicinska material och relaterade äktenskapsbrott.
Introduction
Chuanmutong, torr Caulis av Clematis armandii Franch. eller Clematis montana Buch.-Ham., är en traditionell kinesisk medicin som vanligtvis används i kliniker 1,2,3. Det används för behandling av urinproblem, ödem, sår på tungan och munnen, minskad mjölksekretion, ledstelhet och muskelsmärta orsakad av fuktig värme4. Chuanmutong har alltid erhållits från vilda sorter, främst fördelade i sydvästra Kina, särskilt i Sichuan, där den bästa kvaliteten finns 5,6. Det är svårt att skilja mellan autentiska sorter och deras närbesläktade äktenskapsbrott på grund av deras liknande egenskaper 7,8,9,10. Kvalitetsstandarden för Chuanmutong i 2020 års upplaga av Chinese Pharmacopoeia anger endast egenskaper, mikroskopisk identifiering och tunnskiktsidentifiering utan innehållsbestämning, som inte effektivt kan identifiera äktenskapsbrytare och därmed har potentiella risker. Dessutom, Det finns få rapporter som jämför och identifierar Chuanmutong och relaterade växter. Följaktligen är en kvalitetskontrollmetod för att säkerställa äktheten hos Chuanmutong värd att studera ytterligare.
De kemiska beståndsdelarna i Chuanmutong består huvudsakligen av pentacykliska triterpenoider av oleanansk typ och deras glykosider, flavonoider och organiska syror11,12,13,14. Bland dem har oleanolsyra, β-sitosterol, stigmasterol och ergosterol diuretiska effekter av olika intensiteter, vilket kan vara potentiella farmakodynamiska substanser för att främja diures och lindra strypning15,16. Kemiska fingeravtryck erhålls genom att separera och detektera många kemiska komponenter som ingår i prover genom högpresterande vätskekromatografi (HPLC), gaskromatografi (GC) etc. Att anta lämpliga statistiska analysmetoder för att analysera egenskaperna hos Chuanmutong kan bestämma den övergripande kvalitetskontrollen och vetenskapliga identifieringen av traditionell kinesisk medicin17,18,19.
I denna studie samlades 10 satser av Chuanmutong autentiska sorter och fem satser äktenskapsbrott. Deras kvalitet jämfördes och analyserades med HPLC-fingeravtrycksmetoden i kombination med multimönsterigenkänning, inklusive klusteranalys (CA), huvudkomponentanalys (PCA), ortogonal partiell minsta-kvadratdiskrimineringsanalys (OPLS-CA) och innehållsbestämning av den farmakodynamiska komponenten. I detta protokoll fastställs en metod för att identifiera autentiska sorter med hög specificitet, en ny strategi för vetenskaplig identifiering av autentiska sorter och äktenskapsbrytare av kinesiska medicinska material.
Protocol
Representative Results
Discussion
Provsamlingen för forskning är det första viktiga steget för att konstruera igenkänning av flera mönster för att identifiera äktheten hos kinesiska medicinska material. Genom marknadsundersökningar fann vi att Sichuan Ya’an, Liangshan och Leshan är de viktigaste produktionsområdena för vilda resurser i Chuanmutong. De besläktade sorterna av samma släkte har också samma geografiska fördelning 6,20; CC, DC, DE, XS och SMT missbrukas ofta som Chuangm…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av projektet 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).
