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

Optimering av processteknik för Tiebangchui med Zanba baserat på CRITIC kombinerat med Box-Behnken Response Surface Method

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

Detta protokoll beskriver en effektiv och standardiserad avgiftningsmetod för Zanba-wokad Tiebangchui med CRITIC i kombination med Box-Behnken-responsytemetoden.

Abstract

Den torkade roten av Aconitum pendel Busch., kallad Tiebangchui (TBC) på kinesiska, är en av de mest kända tibetanska läkemedlen. Det är en allmänt använd ört i nordvästra Kina. Emellertid, många fall av förgiftning har inträffat på grund av TBC: s intensiva toxicitet och eftersom dess terapeutiska och toxiska doser är likartade. Därför är det en brådskande uppgift att hitta en säker och effektiv metod för att minska dess toxicitet. En sökning genom de tibetanska medicinklassikerna visar att bearbetningsmetoden för TBC stekt med Zanba registrerades i “Processing specification of Tibetan medicine of Qinghai Province (2010)”. De specifika bearbetningsparametrarna är dock ännu inte klara. Således syftar denna studie till att optimera och standardisera bearbetningstekniken för Zanba-stekt TBC.

Först genomfördes ett enfaktorexperiment på fyra faktorer: skivtjockleken på TBC, mängden Zanba, bearbetningstemperatur och tid. Med monoester- och diesteralkaloidinnehåll i Zanba-wokad TBC som index användes CRITIC i kombination med Box-Behnken-responsytemetoden för att optimera bearbetningstekniken för Zanba-wokad TBC. De optimerade bearbetningsförhållandena för Zanba-wokad TBC var en TBC-skivtjocklek på 2 cm, tre gånger mer Zanba än TBC, en bearbetningstemperatur på 125 ° C och 60 min omrörning. Denna studie bestämde de optimerade och standardiserade bearbetningsförhållandena för användning av Zanba-stekt TBC, vilket ger en experimentell grund för säker klinisk användning och industriell produktion av Zanba-stekt TBC.

Introduction

Den torkade roten av Aconitum pendel Busch och A. flavum Hand.-Mazz., ett av de mest kända tibetanska läkemedlen, kallas Tiebangchui (TBC) på kinesiska 1,2. De torkade rötterna av TBC är till hjälp för att skingra kyla och vind, minska smärta och lugnande chock. Det registrerades i den första volymen av “Drug Standards (Tibetan Medicine) of the Ministry of Health of the People’s Republic of China”, som säger att de torkade rötterna av TBC vanligtvis används för att behandla reumatoid artrit, blåmärken och andra kalla sjukdomar3. Den kliniska terapeutiska dosen av TBC liknar dock dess toxiska dos, och incidenter av förgiftning eller död har ofta rapporterats på grund av felaktig användning4. Därför har minskning av toxiciteten och bevarandet av effekten av TBC blivit en forskningsplats genom åren.

I tibetansk medicin är bearbetning en av de mest effektiva metoderna för att dämpa TBC: s toxicitet. Enligt “Processing specification of Tibetan medicine of Qinghai Province (2010)” ska de ursprungliga örterna (TBC) placeras i en järngryta och stekas med Zanba tills Zanba blir gul, varefter Zanba avlägsnas och örterna torkas i luft 5,6. Inga specifika processparametrar har dock dokumenterats, vilket gör det svårt att kontrollera bearbetningstekniken och kvaliteten på Zanba-wokad TBC. CRITIC-metoden är en objektiv viktmetod som kan undvika fuzzifiering och subjektivitet och förbättra objektiviteten vid vägning7. Box-Behnken-responsytemetoden kan direkt återspegla interaktionen mellan varje faktor genom polynompassning8. Kombinationen av Box-Behnkens svarsyta och CRITIC-metoden används ofta för att optimera bearbetningstekniken för att förvärva det optimerade bearbetningsprotokollet 9,10. I detta dokument användes en monoester-diterpenoid alkaloid (MDA) (bensoylakonitin) och två diester-diterpenoidalkaloider (DDA) (akonitin, 3-deoxiakonitin) som utvärderingsindex. CRITIC i kombination med Box-Behnken-responsytemetoden tillämpades för att optimera bearbetningstekniken för Zanba-wokad TBC och etablera en standardbearbetningsmetod för klinisk säker användning.

Protocol

Zanba-wokad TBC-bearbetningsmetoden optimerades och standardiserades av CRITIC i kombination med Box-Behnken-responsytmetoden. Bensoylakonitin, akonitin och 3-deoxiakonitin användes som utvärderingsindex under denna procedur. 1. Beredning av provlösning Bered stamlösningen av referensämnet. Väg exakt 9,94 mg bensoylakonitin, 8,49 mg akonitin och 6,25 mg 3-deoxiakonitin (materialtabell) på en elektronisk analysvåg och placera dem i en 10 ml m?…

Representative Results

I denna studie hade den använda elueringsgradienten en bra upplösning (figur 1) för de tre indexkomponenterna i Zanba-wokad TBC, som bestämdes efter upprepad felsökning. De tre indexkomponenterna i Zanba-wokad TBC hade ett bra linjärt förhållande inom ett specifikt koncentrationsintervall (tabell 2). Precisionen (tabell 5), stabiliteten (tabell 6), repeterbarheten (tabell 7) och provåtervinningen (tabell 8) av Zanba…

Discussion

TBC är ett viktigt tibetanskt läkemedel med effekterna av att skingra kyla och lindra smärta. Det har mest använts för att behandla traumatisk skada och reumatisk artralgi i Kina i tusentals år24,25,26. Diterpenoidalkaloider är både aktiva och giftiga ingredienser i TBC27,28,29. De viktigaste toxiska effekterna av aconitumalkalo…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Detta arbete stöddes ekonomiskt av National Natural Science Foundation of China (nr 82130113), China Postdoctoral Science Foundation (nr 2021MD703800), Science Foundation for Youths of Science & Technology Department of Sichuan-provinsen (nr 2022NSFSC1449) och “Xinglin Scholars” Research Promotion Program vid Chengdu University of Traditional Chinese Medicine (nr. 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

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