Optimalisering av prosessering av Tiebangchui med Highland byggvin basert på box-behnken-designet kombinert med entropimetoden
Summary
Den foreliggende protokollen beskriver en effektiv metode for optimalisering av prosesseringsteknologien i Tiebangchui behandlet med høylandsbyggvin basert på en Box-Behnken-designresponsoverflate kombinert med entropimetoden.
Abstract
Behandlingen av giftige etnomedisiner er av stor betydning for deres sikre kliniske anvendelse. Dermed bør begrensningene i tradisjonell behandling tas opp, og behandlingsmetoden for etnomedisiner bør standardiseres ved hjelp av moderne forskningsmetoder. I denne studien ble prosesseringsteknologien til en vanlig tibetansk medisin Tiebangchui (TBC), den tørkede roten av Aconitum pendel Busch, behandlet med høylandsbyggvin, optimalisert. Diester-diterpenoid alkaloid (DDA) (akonitin, 3-deoksyakonitin, 3-acetylakonitin) og monoester-diterpenoid alkaloid (MDA) (benzoylakonin) innhold ble brukt som evalueringsindikatorer, og vektkoeffisienten til hver evalueringsindeks ble bestemt ved entropimetoden.
Enkeltfaktortesten og Box-Behnken-designet ble brukt til å undersøke påvirkningen av forholdet mellom høylandsbyggvin og TBC, skivetykkelse på TBC og behandlingstid. Omfattende skåring ble utført i henhold til objektiv vekt for hver indeks bestemt ved entropimetoden. De optimale behandlingsforholdene for TBC med høylandsbyggvin var som følger: mengden høylandsbyggvin er fem ganger TBC, en bløtleggingstid på 24 timer og en TBC-tykkelse på 1,5 cm. Resultatene viste at det relative standardavviket mellom verifikasjonstesten og den forventede verdien var mindre enn 2,55%, og den optimaliserte prosesseringsteknologien til TBC behandlet med høylandsbyggvin er enkel, gjennomførbar og stabil, og kan derfor gi en referanse for industriell produksjon.
Introduction
Tiebangchui (TBC), den tørkede roten av Aconitum pendel Busch, er en velkjent tibetansk medisin og ble opprinnelig registrert i den klassiske tibetanske medisinske boken “Four Medical Tantra”1,2. I henhold til “Drug Standards of the Ministry of the People’s Republic of China (tibetansk medisin)”, er TBC effektiv i å utvise kulde, lindre smerte, fjerne vind og beroligende sjokk, og brukes ofte til å behandle revmatoid artritt i klinikker 3,4,5.
TBC inneholder hovedsakelig alkaloider, inkludert svært giftige diester-diterpenoidalkaloider (DDA), og de moderat giftige monoester-diterpenoidalkaloidene (MDA)6,7,8. Disse kjemiske komponentene er aktive ingredienser med medisinske effekter, men er giftige. En av de mest kjente aktive og giftige ingrediensene, akonitin, forårsaker forgiftning når den overstiger 1 mg9. Derfor kan feil eller overdreven bruk av TBC føre til forgiftning og til og med død, og toksisitetsdemping og effektreservasjon av TBC er avgjørende for sikker klinisk anvendelse10,11.
Behandling er en effektiv metode for avgiftning av TBC. Ifølge gamle tibetanske medisinbøker er behandling med høylandsbyggvin en effektiv måte å dempe toksisitet og bevare effekten av TBC. TBC er dynket i høylandsbyggvin, lagret i en natt, tørket og tilsatt medisiner12. Den spesifikke prosesseringsteknologien og potensielle påvirkningsfaktorer rapporteres imidlertid sjelden, og den tradisjonelle prosesseringsprosessen er ofte avhengig av erfaring og mangler standardiserte metoder. Derfor er det behov for moderne vitenskapelige og teknologiske metoder for optimalisering og standardisering av prosesseringsprosessen.
Box-Behnken-designmetoden brukes til å undersøke interaksjoner mellom ulike faktorer og deres innflytelse på omfattende scoring gjennom kvadratisk polynomtilpasning. Denne utformingen tillater intuitiv observasjon av optimale forhold og har blitt mye brukt innen apotek13. For eksempel optimaliserte Box-Behnken-designmetoden, basert på entropimetoden, vellykket prosesseringsteknologien for steking med eddik av Curcuma Longa Radix14. I denne studien ble Box-Behnken-responsflatens eksperimentelle design kombinert med entropimetoden brukt til å optimalisere prosesseringsteknologien til TBC behandlet med høylandsbyggvin. Den optimaliserte prosesseringsteknologien forventes å sikre kvalitetskontroll og sikker klinisk bruk.
Protocol
Representative Results
Discussion
Som en vanlig tibetansk medisin med toksiske effekter, er den toksisitetsdempende effekten av behandlingen ekstremt viktig for TBCs kliniske anvendelse25. I denne studien ble prosesseringsteknologien til TBC behandlet med høylandsbyggvin optimalisert. Ved å gjennomgå de viktigste aktive ingrediensene og relatere de farmakologiske effektene av TBC, fant vi at TBC-alkaloider har antiinflammatoriske og smertestillende effekter og kan brukes til å behandle revmatoid artritt. I denne studien ble en…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet økonomisk 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 Province (nr. 2022NSFSC1449), og “Xinglin Scholars” Research Promotion Program of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine (nr. BSH2021009).
Materials
| Aconitine | Chengdu Push Biotechnology Co.,Ltd | PS000905 | |
| 3-Acetylaconitine | Chengdu Push Biotechnology Co.,Ltd | PS010552 | |
| 3-Deoxyaconitine | Chengdu Push Biotechnology Co.,Ltd | PS011258 | |
| Benzoylaconine | Chengdu Push Biotechnology Co.,Ltd | PS010300 | |
| Circulating water vacuum pump | Gongyi City Yuhua Instrument Co., Ltd | SHZ-DIII | |
| Design-Expert | State-East Corporation | 8.0.6 | |
| Electric constant temperature drying oven | Shanghai Yuejin Medical Equipment Co., Ltd | 101-3-BS | |
| Electronic analytical balance | Shanghai Liangping Instruments Co., Ltd. | FA1004 | |
| High performance liquid chromatography | Shimadzu Enterprise Management (China) Co., Ltd | shimadzu 2030 | |
| Highland barley rice | Kangding City, Ganzi Tibetan Autonomous Prefecture, Sichuan Province | 20221015 | |
| Millipore filter | Tianjin Jinteng Experimental Equipment Co., Ltd | φ13 0.22 Nylon66 | |
| Rotary evaporator | Shanghai Yarong Biochemical Instrument Factory | RE-2000A | |
| Starter of liquor-making | Angel Yeast CO., Ltd | BJ22-104 | |
| Ultra pure water systemic | Merck Millipore Ltd. | Milli-Q | |
| Ultrasonic cleansing machine | Ningbo Xinyi Ultrasonic Equipment Co., Ltd | SB-8200 DTS |
References
- Zhang, J., et al. Study of quality standards for Aconitum pendulum Busch. Chinese Traditional Patent Medicine. 40 (9), 2100-2103 (2018).
- Liu, X. F., et al. Study on toxicity reduction and effect preservation of the compatibility of Tibetan medicine Aconitum pendulum Busch and Terminalia chebula Retz. Pharmacy and Clinics of Chinese Materia Medica. 13 (3), 69-72 (2022).
- Luo, D. S. . Chinese Tibetan herbs. 63, (2007).
- Li, C. Y., et al. Aconitum pendulum Busch and A. flavum Hand-Mazz: A narrative review on traditional uses, phytochemistry, bioactivities and processing methods. Journal of Ethnopharmacology. 292, 115216 (2022).
- Yu, L. Q., et al. Traditional Tibetan medicine: therapeutic potential in rheumatoid arthritis. Frontiers in Pharmacology. 13, 938915 (2022).
- Zhang, Y., Fu, X. Y. UPLC Simultaneous determination of six esteric alkaloids components in Aconitum pendulum Busch. Asia-pacific Traditional Medicine. 16 (5), 62-65 (2020).
- Wang, Y. J., et al. Determination of alkaloid content in different medicinal parts of the folk medicine. Aconitum pendulum Busch. Chinese Traditional Patent Medicine. 32 (8), 1390-1393 (2010).
- Shao, C. L., Fu, J. L., Fu, S. X., Ma, H. W., Sun, X. D. Toxicity research and processing methods of Aconitum pendulum Busch. Asia-pacific Traditional Medicine. 10 (2), 32-34 (2014).
- Chan, T. Y. K. Aconite poisoning. Clinical Toxicology. 47 (4), 279-285 (2009).
- Li, S. L., et al. An insight into current advances on pharmacology, pharmacokinetics, toxicity and detoxification of aconitine. Biomedicine & Pharmacotherapy. 151, 113115 (2022).
- Zhao, M. Y. Study on identification and processing attenuation of Tibetan drug Bangna. Southwest Jiaotong University. , (2018).
- Tibet Autonomous Region Food and Drug Administration. . Tibetan herbal medicine concoction specification. , 135 (2008).
- Abd-El-Aziz, N. M., Hifnawy, M. S., El-Ashmawy, A. A., Lotfy, R. A., Younis, I. Y. Application of Box-Behnken design for optimization of phenolics extraction from Leontodon hispidulus in relation to its antioxidant, anti-inflammatory and cytotoxic activities. Scientific Reports. 12 (1), 8829 (2022).
- Quan, L., et al. Optimization of processing technology of stir-frying with vinegar of Curcuma Longa Radix by orthogonal design and Box-Behnken design-response surface based on entropy method. Chinese Traditional and Herbal Drugs. 49 (8), 1823-1828 (2018).
- Jia, F. C., et al. Research on the brewing technology of Tibetan traditional barley liquor based on response surface method. Food and Fermentation Industries. 45 (22), 171-178 (2019).
- Zhao, X. H., et al. Determination of osthol in different traditional Chinese medicines by HPLC. Chinese Journal of Pharmaceutics. 19 (5), 154-158 (2021).
- 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).
- Wang, D. M., Lu, Z. J., Wang, Y. H., Zhang, C. S. Applying grading methods of synthesizing multiple guidelines to optimizing alcohol-steam processing technology from Ploygonatum odordatum. Journal of Zhejiang A & F University. 30 (1), 100-106 (2013).
- He, N. L., Bao, M. L., Ba, G. N. Study on the best processing technology of Terminalia Decoction soaking iron. Journal of Medicine & Pharmacy of Chinese Minorities. 20 (9), 36-38 (2014).
- Liu, C., et al. Optimization of processing technology for Saposhnikoviae Radix by Box-Behnken design-response surface methodology. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae. 20 (5), 18-21 (2014).
- Ferreira, S. L. C., et al. Box-Behnken design: an alternative for the optimization of analytical methods. Analytica Chimica Acta. 597 (2), 179-186 (2007).
- Dong, R., Lu, Y., Wang, P. The process optimization of vinegar roasting of Bupleurum chinense by entropy weight method combined with Box-Behnken response surface method and its protective effect on mice liver injury. Science and Technology of Food Industry. 42 (23), 209-217 (2021).
- Li, W. J., et al. Analysis on the times of Polygonati Rhizoma steamed by multiple times based on entropy weight and gray relative analysis method. China Journal of Traditional Chinese Medicine and Pharmacy. 36 (11), 6764-6769 (2021).
- Huang, B. J., Liu, X. T., Mao, Y. M., Qi, B., Liu, L. Response surface methodology combined with analytic hierarchy process to optimize the processing technology of Custutae semen with wine. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research. 33 (8), 1890-1894 (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).
- Xie, H. H., et al. Metabolomics study of aconitine and benzoylaconine induced reproductive toxicity in Be Wo cell. Chinese Journal of Analytical Chemistry. 43 (12), 1808-1813 (2015).
- Han, Y. F., et al. Optimization of extraction process for Yangyin Runmu granules by Box-Behnken design based on entropy weight method-analytic hierarchy process method. Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy. 39 (7), 896-903 (2022).
- Chen, F. G., et al. Optimization of the baked drying technology of Clinamomi Ramulus based on CRITIC combined with Box-Behnken response surface method. Journal of Chinese Medicinal Materials. 2022 (8), 1838-1842 (2022).
- Pan, Y. L. Optimization of stir-baking process of Coix lacryma-Jobi Var.Mayuen Kernel by Box-Behnken response surface methodology. Shandong Chemical Industry. 51 (14), 73-75 (2022).
