Fältinsamling och laboratorierutinidentifiering av Rhodiola crenulata
Summary
Här beskriver vi identifieringen av Rhodiola crenulata utifrån habitat, växtmorfologi, medicinska egenskaper, mikroskopiska egenskaper och tunnskiktskromatografi.
Abstract
Identifiering av läkemedelsmaterial är förutsättningen och garantin för läkemedelssäkerhet. Majoriteten av vetenskapliga forskare kommer säkert att gynna den enkla, snabba, effektiva och billiga identifieringsprocessen av örter. Rhodiola crenulata är en traditionell tibetansk medicin som odlas på höga höjder och som huvudsakligen distribueras i Tibet, Yunnan och Sichuan-regionerna i Kina. Rosenrotskrenulat har flera bioaktiviteter, såsom antiinflammatoriska, anti-hypoxi och antioxidativa egenskaper, och har stor potential för utveckling. Med den ökande efterfrågan på marknaden och en snabb minskning av resursinnehållet har ett stort antal förvirrade produkter av Rhodiola crenulata oroat människor. Därför introducerar detta protokoll en standardprocess för identifiering av rosenrot crenulata i fält i kombination med rutinmässiga laboratorietester. Kombinationen av livsmiljö, mikroskopiska egenskaper och tunnskiktskromatografi kommer utan tvekan att identifiera Rhodiola crenulata snabbt, effektivt och ekonomiskt, vilket bidrar till den kontinuerliga utvecklingen av tibetansk medicin och kvalitetskontroll av medicinska material.
Introduction
Örtmedicin har en lång historia och rik erfarenhet av tillämpning i Kina, och det var den första systematiska inspelningen i Shennongs örtklassiker1. Upptäckten av artemisinin applicerad på malaria främjade utvecklingen av örtmedicin till ett nytt stadium1. Användningen av modern vetenskaplig teknik för att avslöja den exakta mekanismen för örtmedicin ökar utnyttjandegraden och efterfrågan på örtmedicin, vilket öppnar en ny internationell marknad för den 2,3,4. Detta har dock lett till en rad negativa effekter. Icke-professionella har en vag förståelse för egenskaperna hos örtmedicin, vilket gör användningen av örtmedicin inför en enorm säkerhetsrisk5.
Rhodiola crenulata, en av växterna av Rhodiola-arten, är huvudsakligen spridd i Tibet, nordvästra Yunnan och västra Sichuan i Kina (Figur 1)6,7. Rosenrot crenulata består av salidrosid, tyrosol, gallussyra och andra föreningar för behandling av hypoxiska sjukdomar genom funktionen att “stärka qi och främja blodcirkulationen, rensa pulsen och lugna astma”8,9,10,11. Fältundersökningar visar att Rhodiola crenulata kan hittas i de alpina taluszonerna, ravinsluttningarna och klippskrevorna på en höjd av 4 000-5 600 m. Dess växtmiljö är kall, full av solsken och intensiv strålning, och den tillhör det alpina ängsekosystemet. Rosenrot crenulata kan spridas i lamellära och punktliknande populationer beroende på tillväxtterrängen, och genflödet kan utföras genom korspollinering.
Pollenaborten av släktet Rhodiola, illegala utgrävningar och degenererad ekologisk miljö gör Rhodiola crenulata till en utrotningshotad art 6,12. Med tanke på det höga medicinska värdet av Rhodiola crenulata förväntas förfalskade produkter flöda ut på marknaden. I den här artikeln presenteras livsmiljön för Rhodiola crenulata och några praktiska metoder för identifiering i laboratorier. För det första observerade vi tillväxtmiljön för Rhodiola crenulata och dess medicinska egenskaper. För det andra observerades mikrostrukturen hos läkemedelspulver med mikroskop. Det sista steget är nyckelpunkten. De representativa beståndsdelarna i Rhodiola crenulata separerades och identifierades med hänsyn till de olika adsorptions- eller upplösningsegenskaperna hos dessa beståndsdelar i ett visst ämne. DNA-baserade autentiserings- eller metabolomikanalysmetoder för medicinalväxter är komplicerade och dyra13. Dessa grundläggande, bekväma och ekonomiska metoder kan snabbt identifiera Rosenrot crenulata.
Protocol
Representative Results
Discussion
Det finns mer än 90 arter av rosenrotsväxter i världen, och mer än 60 % av alla arter finns i Kina, vanliga arter som Rhodiola crenulata, Rhodiola rosea, Rhodiolas achalinensis och Rhodiola algida17. Rhodiola crenulata, som registrerades i den första delen av den kinesiska farmakopén (2020), är en traditionell tibetansk medicin som odlas på höga höjder. Marknadens efterfrågan på rosenrot ökar årligen, så att säkerställa korrekt använd…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av National Natural Science Foundation of China (81973569, 82274207 och 82104533), Xinglin Scholar Research Promotion Project vid Chengdu University of TCM (XKTD2022013) och Key Research and Development Program of Ningxia (2023BEG02012).
Materials
| 0.22 μm millipore filter | Millipore | SLGP033RB | |
| Automatic sampling machine | CAMAG | ATS 4 | |
| Chloral hydrate | Fuzhou Brunei Technology Co., Ltd | ST1002 | |
| Chromatographic sample bottles | Zhejiang ALWSCI Technology Co., Ltd | C0000008 | |
| Conical flask | Sichuan Shubo Co., Ltd | 1121 | |
| Cover glass | Citotest Labware Manufacturing Co., Ltd | 10211818c | |
| Dissecting needle | Shanghai Bingyu Fluid Technology Co., Ltd | BY-5026 | |
| Electronic balance | SHIMADZU | ATX124 | |
| Ethyl acetate | Chengdu Kelong Chemical Co., Ltd | 2022120901 | |
| Formic acid | Chengdu Kelong Chemical Co., Ltd | 2021110801 | |
| Gallic acid | Chengdu Herbpurify Co., Ltd | M-017 | |
| Glycerol | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd | 10010618 | |
| High speed crusher | Beijing Zhongxingweiye Instrument Co., Ltd | FW-100 | |
| Methanol | Chengdu Kelong Chemical Co., Ltd | 20230108 | |
| Microscope | Chongqing Oprec Nistrument Co., Ltd | B203 | |
| Microscope slide | Citotest Labware Manufacturing Co., Ltd | 7105P-G | |
| Oven | Shanghai Yuejin Medical Equipment Co., Ltd | DHG-8145 | |
| Pharmacopoeia sieve | Hangzhou Xingrun sieve factory | 572423281330 | |
| Pipette | Changde BKMAM Biotechnology Co., Ltd | 120302008 | |
| Salidroside | Chengdu Herbpurify Co., Ltd | H-040 | |
| Saturate tank | Yancheng Liegu Technology Co., Ltd | 10*20 P-1 | |
| Silica gel plate | Yantai Jiangyou Silica Gel Development Co., Ltd | HSG20211227 | |
| Trichloromethane | Chengdu Kelong Chemical Co., Ltd | 20221013-1 | |
| Tweezer | Changde BKMAM Biotechnology Co., Ltd | 130302027 | |
| Tyrosol | Chengdu Herbpurify Co., Ltd | L-042 | |
| Ultrasound equipment | Ningbo Xinyi Ultrasonic Equipment Co., Ltd | SB-8200DTS | |
| Volumetric pipet | Changde BKMAM Biotechnology Co., Ltd | 120301006 |
References
- Zhang, J., et al. Traditional herbal medicine and nanomedicine: Converging disciplines to improve therapeutic efficacy and human health. Advanced Drug Delivery Reviews. 178, 113964 (2021).
- Yin, R., et al. The positive role and mechanism of herbal medicine in Parkinson’s Disease. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2021, 9923331 (2021).
- Li, F. S., Weng, J. K. Demystifying traditional herbal medicine with modern approach. Nature Plants. 3, 17109 (2017).
- da Fonseca, L. R., et al. Herbal medicinal products from Passiflora for anxiety: An unexploited potential. The Scientific World Journal. 2020, 6598434 (2020).
- Aziato, L., Antwi, H. O. Facilitators and barriers of herbal medicine use in Accra, Ghana: an inductive exploratory study. BMC Complementary and Alternative Medicine. 16, 142 (2016).
- Tao, H., et al. Rhodiola species: A comprehensive review of traditional use, phytochemistry, pharmacology, toxicity, and clinical study. Medicinal Research Reviews. 39 (5), 1779-1850 (2019).
- Wang, Y., et al. The dietary supplement Rhodiola crenulata extract alleviates dextran sulfate sodium-induced colitis in mice through anti-inflammation, mediating gut barrier integrity and reshaping the gut microbiome. Food & Function. 12 (7), 3142-3158 (2021).
- Xie, N. Rhodiola crenulate alleviates hypobaric hypoxia-induced brain injury via adjusting NF-κB/NLRP3-mediated inflammation. Phytomedicine. 103, 154240 (2022).
- Wang, X., et al. Salidroside, a phenyl ethanol glycoside from Rhodiola crenulata, orchestrates hypoxic mitochondrial dynamics homeostasis by stimulating Sirt1/p53/Drp1 signaling. Journal of Ethnopharmacology. 293, 115278 (2022).
- Ma, D., et al. Chemical characteristics of Rhodiola Crenulata and its mechanism in acute mountain sickness using UHPLC-Q-TOF-MS/MS combined with network pharmacology analysis. Journal of Ethnopharmacology. 294, 115345 (2022).
- Wang, X., et al. Rhodiola crenulata attenuates apoptosis and mitochondrial energy metabolism disorder in rats with hypobaric hypoxia-induced brain injury by regulating the HIF-1α/microRNA 210/ISCU1/2(COX10) signaling pathway. Journal of Ethnopharmacology. 241, 111801 (2019).
- d’Avigdor, E., Wohlmuth, H., Asfaw, Z., Awas, T. The current status of knowledge of herbal medicine and medicinal plants in Fiche, Ethiopia. Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine. 10, 38 (2014).
- Sánchez, M., González-Burgos, E., Divakar, P. K., Gómez-Serranillos, M. P. DNA-based authentication and metabolomics analysis of medicinal plants samples by DNA barcoding and ultra-high-performance liquid chromatography/triple quadrupole mass spectrometry (UHPLC-MS). Plants (Basel, Switzerland). 9 (11), 1601 (2020).
- . Rhodiola renulata (Hook.fil & Thomson) H.Ohba Available from: https://www.gbif.org/species/4200529 (2023)
- . Plant + data center Available from: https://www.iplant.cn/ (2023)
- . Chinese virtual herbarium Available from: https://www.cvh.ac.cn/ (2023)
- Cunningham, A. B. There "ain’t no mountain high enough"?: The drivers, diversity and sustainability of China’s Rhodiola trade. Journal of Ethnopharmacology. 252, 112379 (2020).
- Wang, Q., Ruan, X., Jin, Z. H., Yan, Q. C., Tu, S. Identification of Rhodiola species by using RP-HPLC. Journal of Zhejiang University. Science. B. 6 (6), 477-482 (2005).
- Dong, X., Guo, Y., Xiong, C., Sun, L. Evaluation of two major Rhodiola species and the systemic changing characteristics of metabolites of Rhodiola crenulata in different altitudes by chemical methods combined with UPLC-QqQ-MS-based metabolomics. Molecules. 25 (18), 4062 (2020).
- Zhao, W., et al. HPLC fingerprint differentiation between natural and ex situ populations of Rhodiola sachalinensis from Changbai Mountain, China. PloS One. 9 (11), 112869 (2014).
- Yu, Y. Y. Quality evaluation of Tibetan medicine Rhodiolae crenulatae radix et rhizome based on sensory recognition and near infrared spectrum analysis. Chengdu University of Traditional Chinese Medicine. , (2020).
- Lv, X. M. Simultaneous determination of 5 chemical components in 3 kinds of Rhodiola rosea by HPLC. China Pharmacy. 29 (18), 2515-2519 (2018).
- Dong, T., Sha, Y., Liu, H., Sun, L. Altitudinal variation of metabolites, mineral elements and antioxidant activities of Rhodiola crenulata (Hook.f. & Thomson) H.Ohba. Molecules. 26 (23), 7383 (2021).
- Ma, D., et al. Application of UHPLC fingerprints combined with chemical pattern recognition analysis in the differentiation of six Rhodiola species. Molecules. 26 (22), 6855 (2021).
- Li, X. H., et al. Metabolic discrimination of different Rhodiola species using 1H-NMR and GEP combinational chemometrics. Chemical & Pharmaceutical Bulletin. 67 (2), 81-87 (2019).
- Liu, Y., et al. Identification of Hippophae species (Shaji) through DNA barcodes. Chinese Medicine. 10, 28 (2015).
