אופטימיזציה של טכנולוגיית עיבוד עבור Tiebangchui עם Zanba מבוסס על CRITIC בשילוב עם שיטת Box-Behnken Response Surface
Summary
הפרוטוקול הנוכחי מתאר שיטת עיבוד יעילה וסטנדרטית לניקוי רעלים עבור טיבנגצ’וי מוקפץ זנבה באמצעות CRITIC בשילוב עם שיטת משטח התגובה Box-Behnken.
Abstract
השורש המיובש של מטוטלת Aconitum Busch., המכונה Tiebangchui (TBC) בסינית, הוא אחת התרופות הטיבטיות המפורסמות ביותר. זהו צמח נפוץ בצפון מערב סין. עם זאת, מקרים רבים של הרעלה התרחשו בגלל הרעילות האינטנסיבית של TBC ובגלל שהמינונים הטיפוליים והרעילים שלה דומים. לכן, מציאת שיטה בטוחה ויעילה כדי להפחית את הרעילות שלה היא משימה דחופה. חיפוש בקלאסיקות הרפואה הטיבטית מראה כי שיטת העיבוד של הקפצה של TBC עם זנבה נרשמה ב”מפרט עיבוד של הרפואה הטיבטית של מחוז צ’ינגהאי (2010)”. עם זאת, פרמטרי העיבוד הספציפיים עדיין אינם ברורים. לפיכך, מחקר זה נועד לייעל ולתקנן את טכנולוגיית העיבוד של TBC מוקפץ זנבה.
ראשית, נערך ניסוי חד-גורמי על ארבעה גורמים: עובי הפרוסה של TBC, כמות זנבה, טמפרטורת עיבוד וזמן. עם תכולת אלקלואיד מונואסטר ודיסטר ב-TBC מוקפץ-זנבה כאינדקסים, נעשה שימוש ב-CRITIC בשילוב עם שיטת משטח התגובה Box-Behnken כדי לייעל את טכנולוגיית העיבוד של TBC מוקפץ זנבה. תנאי העיבוד האופטימליים של TBC מוקפץ זנבה היו עובי פרוסת TBC של 2 ס”מ, פי שלושה יותר זנבה מאשר TBC, טמפרטורת עיבוד של 125 מעלות צלזיוס ו-60 דקות של טיגון מוקפץ. מחקר זה קבע את תנאי העיבוד האופטימליים והסטנדרטיים לשימוש ב-TBC מוקפץ זנבה, ובכך סיפק בסיס ניסיוני לשימוש קליני בטוח ולייצור תעשייתי של TBC מוקפץ זנבה.
Introduction
השורש המיובש של מטוטלת Aconitum Busch ו- A. flavum Hand.-Mazz., אחת התרופות הטיבטיות המפורסמות ביותר, נקרא Tiebangchui (TBC) בסינית 1,2. השורשים המיובשים של TBC עוזרים להפיג קור ורוח, להפחית כאב ולהרגיע זעזועים. הוא נרשם בכרך הראשון של “תקני תרופות (רפואה טיבטית) של משרד הבריאות של הרפובליקה העממית של סין”, הקובע כי השורשים המיובשים של TBC משמשים בדרך כלל לטיפול בדלקת מפרקים שגרונית, חבורות ומחלות הצטננות אחרות3. עם זאת, המינון הטיפולי הקליני של TBC דומה למינון הרעיל שלו, ומקרים של הרעלה או מוות דווחו לעתים קרובות עקב שימוש לא נכון4. לכן, הפחתת הרעילות ושימור היעילות של TBC הפכו עם השנים למוקד מחקרי.
ברפואה הטיבטית, עיבוד הוא אחת השיטות היעילות ביותר להחלשת הרעילות של TBC. על פי “מפרט עיבוד של הרפואה הטיבטית של מחוז צ’ינגהאי (2010)”, יש להניח את עשבי התיבול המקוריים (TBC) בסיר ברזל ולהקפיץ עם זנבה עד שהזנבה הופכת צהובה, ולאחר מכן זנבה מוסרת ועשבי התיבול מיובשים באוויר 5,6. עם זאת, לא תועדו פרמטרים ספציפיים של תהליך, מה שמקשה על השליטה בטכנולוגיית העיבוד ובאיכות ה-TBC המוקפץ של זנבה. שיטת CRITIC היא שיטת משקל אובייקטיבית שיכולה למנוע ערפול וסובייקטיביות, ולהגביר את האובייקטיביות של שקילה7. שיטת משטח התגובה Box-Behnken יכולה לשקף ישירות את האינטראקציה בין כל גורם באמצעות התאמת פולינום8. השילוב של משטח התגובה Box-Behnken ושיטת CRITIC משמש בדרך כלל לאופטימיזציה של טכנולוגיית העיבוד כדי לרכוש את פרוטוקול העיבוד הממוטב 9,10. במאמר זה, אלקלואיד מונואסטר-דיטרפנואיד (MDA) (בנזואילקוניטין) ושני אלקלואידים דיאסטר-דיטרפנואידים (DDAs) (אקוניטין, 3-דאוקסיאקוניטין) שימשו כמדדי הערכה. CRITIC בשילוב עם שיטת משטח התגובה Box-Behnken יושמה כדי לייעל את טכנולוגיית העיבוד של TBC מוקפץ זנבה ולבסס שיטת עיבוד סטנדרטית לשימוש קליני בטוח.
Protocol
Representative Results
Discussion
TBC היא תרופה טיבטית חשובה עם השפעות של הפגת קור והקלה על כאב. הוא משמש בעיקר לטיפול בפציעות טראומטיות ובארתרלגיה שגרונית בסין במשך אלפי שנים24,25,26. אלקלואידים דיטרפנואידים הם מרכיבים פעילים ורעילים של TBC27,28,29</sup…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה כספית על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס ‘82130113), הקרן למדע פוסט-דוקטורט בסין (מס ‘2021MD703800), קרן המדע לנוער של מדע וטכנולוגיה, המחלקה במחוז סצ’ואן (מס ‘2022NSFSC1449), ותוכנית קידום המחקר “מלגות Xinglin” של אוניברסיטת צ’נגדו לרפואה סינית מסורתית (לא. 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 | – |
Referências
- 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).
- 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).
- Yu, L., et al. Traditional Tibetan medicine: therapeutic potential in rheumatoid arthritis. Frontiers In Pharmacology. 13, 938915 (2022).
- 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).
- Qinghai Medical Products Administration. Processing specification of Tibetan medicine of Qinghai province. Qinghai Nationalities Publishing House. , 96-97 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Elling, U., et al. Derivation and maintenance of mouse haploid embryonic stem cells. Nature Protocols. 14 (7), 1991-2014 (2019).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Li, Y., et al. Evaluation of the effectiveness of VOC-contaminated soil preparation based on AHP-CRITIC-TOPSIS model. Chemosphere. 271, 129571 (2021).
- Zhong, S., Chen, Y., Miao, Y. Using improved CRITIC method to evaluate thermal coal suppliers. Scientific Reports. 13 (1), 195 (2023).
- 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).
- Chinese Pharmacopoeia Committee. . Pharmacopoeia of the People’s Republic of China. 4, (2020).
- 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).
- 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).
- Smolen, J. S., et al. Rheumatoid arthritis. Nature Reviews.Disease Primers. 4, 18001 (2018).
- Wang, F., et al. C19-norditerpenoid alkaloids from Aconitum szechenyianum and their effects on LPS-activated NO production. Molecules. 21 (9), 1175 (2016).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Chan, T. Y. K. Aconitum alkaloid poisoning because of contamination of herbs by aconite roots. Phytotherapy Research. 30 (1), 3-8 (2016).
- Guo, L., et al. Exploring microbial dynamics associated with flavours production during highland barley wine fermentation. Food Research International. 130, 108971 (2020).
- 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).
- 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).
- Huang, G., et al. Study on cardiotoxicity and mechanism of "Fuzi" extracts based on metabonomics. International Journal of Molecular Sciences. 19 (11), 3506 (2018).
- Li, S. L., et al. An insight into current advances on pharmacology, pharmacokinetics, toxicity and detoxification of aconitine. Biomedicine & Pharmacotherapy. 151, 113115 (2022).
- 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).
- 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).
