Progressi della ricerca e applicazione della tecnologia delle impronte digitali sulla materia medica cinese

Astratto:Materia medica cinese (CMM)la tecnologia delle impronte digitali è un metodo efficace per valutare pro e contro, identificare l'autenticità, distinguere le specie e garantire la coerenza e la stabilità della CMM. Con lo sviluppo della moderna tecnologia analitica, la tecnologia delle impronte digitali CMM è ampiamente utilizzata e approvata nello studio di componenti efficaci, controllo di qualità eidentificazione della medicina cinese. I relativi riferimenti diimpronte biologichedi CMM e le impronte chimiche della CMM (inclusi IR, UV, NMR, metodo elettrochimico, TLC, HPLC, GC e CEP) e i metodi di calcolo dei dati nei tre anni sono stati riepilogati in questo articolo. Nel frattempo vengono discusse la direzione e le prospettive della tecnologia delle impronte digitali CMM.

Parole chiave: Materia medica cinese; impronta digitale; componente efficace;controllo di qualità; identificazione della materia medica cinese

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Negli ultimi decenni, la domanda di medicina tradizionale cinese (MTC) e dei suoi preparati è cresciuta rapidamente in tutto il mondo ed è diventato sempre più urgente valutarne e garantirne la qualità. Poiché la MTC contiene un gran numero di componenti chimici complessi, è difficile caratterizzare completamente tutti i composti e questi composti di solito hanno effetti sinergici nel trattamento, quindi il controllo di qualità della MTC è molto più difficile di quello dei farmaci chimici di sintesi. Pertanto, è assolutamente necessario garantire la qualità della MTC e dei suoi preparati [1]. La tecnologia delle impronte digitali della MTC è un metodo efficace per valutare la qualità della MTC, identificarne l'autenticità, distinguere le specie e garantirne la coerenza e la stabilità.Impronte digitali della MTCsi dividono in impronte chimiche e impronte biologiche. Le impronte chimiche sono spettri o cromatogrammi ottenuti misurando i vari componenti chimici della MTC. Le tecniche analitiche corrispondenti includono la spettroscopia infrarossa, la spettroscopia ultravioletta, la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, il metodo elettrochimico, la cromatografia su strato sottile,cromatografia liquida ad alta prestazione, gascromatografia, elettroforesi capillare, ecc. [2]; le impronte digitali biologiche vengono utilizzate principalmente per identificare l'autenticità dei frammenti genetici della MTC.

Questo articolo riassume principalmente la letteratura rilevante sulle impronte digitali della medicina tradizionale cinese e sui metodi di calcolo dei dati negli ultimi tre anni e ne discute la direzione e le prospettive di sviluppo.

1 Impronta chimica

1.1 Impronta spettrale

1.1.1 Spettroscopia infrarossa

La spettroscopia infrarossa utilizza la frequenza di assorbimento dell'infrarossogruppi funzionali molecolarinei composti per analizzare i campioni. Questo metodo analitico richiede metodi di campionamento flessibili e presenta il vantaggio di essere veloce, semplice e a basso costo di analisi [3]. Tuttavia, la spettroscopia infrarossa mostra lo spettro di componenti chimici misti della medicina tradizionale cinese e gli spettri infrarossi sono additivi, quindi questo metodo non può essere utilizzato come metodo di analisi quantitativa. Ha poca specificità per le medicine tradizionali cinesi con componenti complessi. Attualmente è utilizzato per identificare l'autenticità delle medicine tradizionali cinesi come l'olio di rospo, la radice di coptis, le perle e i preparati composti.

Wang et al. [4] hanno utilizzato la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FT-IR) combinata con la spettroscopia infrarossa della derivata seconda (SD-IR) e la spettroscopia infrarossa di correlazione bidimensionale (2D-IR) per sviluppare una macro-impronta digitale infrarossa a più fasi basata sul picco di base tecnologia di abbinamento e coefficiente di correlazione spettrale per monitorare i cambiamenti di flavonoidi, saponine, zuccheri, glicirrizina e glicirrizinato di ammonio durante la separazione dei componenti chimici di Glycyrrhiza uralensis Fisch. Questo metodo può rivelare in modo rapido e completo i cambiamenti di vari componenti chimici durante la separazione della liquirizia. Ma et al. [5] hanno stabilito l'impronta digitale FT-IR e 2D-IR di Panaxnotogeinseng (Burk.) FH Chen, che può identificare rapidamente tre tipi diPanax notoginseng: 20T, 60T e 120T. Questo metodo può essere utilizzato per identificare le medicine tradizionali cinesi facilmente confuse. Chen Long et al. [6] hanno utilizzato la spettroscopia nel vicino infrarosso combinata con la diffrazione di raggi X e la titolazione con EDTA per analizzare otto tipi di minerali medicinali cinesi contenenti carbonato, tra cui la pietra Nanhanshui, la stalattite, la rondine di pietra, il granchio di pietra, il fiore di pietra, la calamina, la pietra del cervello di pesce e pietra della pipa d'oca. I risultati hanno mostrato che le bande spettrali caratteristiche dei carbonati erano 6070-5000 cm-1 e 4800-4050 cm-1, tra le quali il picco del carbonato di calcio è stato determinato essere 4275 cm{{ 11}}. Questo metodo fornisce nuove idee e metodi per l'identificazione e il controllo di qualità dei medicinali cinesi minerali. Xu et al. [7] hanno utilizzato FT-IR combinato con SD-IR e 2D-IR per stabilire un'analisi macroscopica delle impronte digitali a infrarossi in più fasi di Coptis chinensis Franch. Confrontando le intensità dei picchi comuni e dei picchi varianti, è possibile identificare e distinguere rapidamente vari prodotti trasformati e diversi estratti di Coptis chinensis.

Yang Wenzhe et al. [8] hanno utilizzato la spettroscopia nel vicino infrarosso combinata con l'analisi delle componenti principali (PCA) per analizzare cinque pezzi medicinali cinesi di molluschi marini:ostrica Ostrea rivularis Gould, pietra cassia osmanthus Haliotis diversicolor Reeve, madreperla Hyriopsis cumingii (Lea), conchiglia Cyclina sinensis (Gmelin) e Arca subcrenata Lischke. I risultati hanno mostrato che questo metodo è in grado di distinguere molto bene le ostriche, la pietra cassia osmanto e la madreperla. Poiché il rapporto e la struttura del guscio della conchiglia ondulata erano simili, non è stato possibile distinguerlo, ma questi due materiali medicinali erano chiaramente distinti dagli altri tre materiali medicinali. Yan et al. [9] hanno utilizzato FT-IR combinato con SD-IR e 2D-IR per eseguire l'identificazione mediante spettroscopia infrarossa su Lonicera Japonica e Flos Lonicerae Confusae. I risultati hanno mostrato che c'erano differenze evidenti tra i due a 1 078, 1 050, 988, 923, 855, 815 e 781 cm−1. Questo metodo può essere utilizzato come tecnologia efficace per identificare l'autenticità della Lonicera Japonica.

1.1.2 Spettroscopia ultravioletta

La spettroscopia ultravioletta è uno spettro generato dalla transizione degli elettroni di valenza nelle molecole. Si basa sulla posizione del picco di assorbimento sullo spettro e sull'intensità di assorbimento dello spettro di assorbimento per analizzare e identificare i campioni. Ha le caratteristiche di forte praticità, sensibilità affidabile, assenza di inquinamento e buona riproducibilità [10]. Tuttavia, questo metodo presenta anche dei limiti. Poiché può fornire solo informazioni sui picchi di assorbimento dei componenti chimici, non può riflettere completamente i cambiamenti nei componenti chimici nei materiali medicinali cinesi, né può quantificare accuratamente i materiali medicinali cinesi. Inoltre il suo errore quantitativo è causato principalmente dalla sovrapposizione dei picchi di assorbimento di sostanze coesistenti.

Huang Tao et al. [11] hanno stabilito le impronte digitali ultraviolette rispettivamente di estratti di cloroformio, etere di petrolio, acqua ed etanolo anidro di Pinellia ternata (Thunb.) Breit.. Utilizzando il metodo di analisi della sequenza a doppio indice, confrontando la velocità di picco di variazione e la velocità di picco comune dello spettro, è possibile identificare con precisione campioni di Pinellia provenienti da 19 origini diverse. Zhong Gui et al. [12] hanno utilizzato l'impronta digitale UV combinata con l'analisi discriminante della varianza minima parziale (PLS-DA) per identificare Panax japonicas CA Mey.var. maggiore (Burk.) CY Wu et KM Feng di origini diverse. I risultati dell'analisi hanno mostrato che sebbene le lunghezze d'onda di assorbimento dei caratteristici picchi di assorbimento di Panax japonicas di origini diverse fossero simili, le intensità dei picchi erano diverse. L'intensità del picco può essere utilizzata efficacemente per distinguere Panax japonicas di origini diverse. Zuo Xu et al. [13] hanno confrontato il valore di somiglianza delle impronte digitali UV con la soglia nell'esperimento di miscelazione della farina di grano saraceno Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn. I risultati hanno mostrato che quando la soglia della farina di grano saraceno era inferiore al 95%, il valore di somiglianza cambiava in modo significativo. È un metodo conveniente, economico e veloce per identificare la stabilità della qualità della farina di grano saraceno.

1.1.3 Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare

La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare è uno spettro prodotto dalla transizione del livello energetico di uno specifico nucleo atomico quando assorbe energia di radiazione a radiofrequenza in un campo magnetico. La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare è caratterizzata da unicità, completezza, caratteristiche e quantità. Con i metodi standard di estrazione e separazione, esiste una corrispondenza accurata tra gli spettri di risonanza magnetica nucleare e le specie vegetali, e non è facile confonderli [14]. Questo metodo determina la struttura dei componenti chimici rilevanti nella medicina tradizionale cinese ottenendo parametri come spostamento chimico di protoni o carbonio, numero di picchi di risonanza e intensità relativa da spettri 1H-NMR o 13C-NMR ed è generalmente applicabile nell'analisi e identificazione della medicina tradizionale cinese.

Farag et al. [15] hanno utilizzato la tecnologia di risonanza magnetica nucleare 1D e 2D per stabilire l'impronta digitale dell'estratto grezzo di Balanites a Egyptiaca (L.) Del. e hanno identificato con successo per la prima volta gli alcaloidi del fieno greco (che hanno evidenti effetti ipoglicemici), che potrebbero fornire un'analisi nuova opzione per il trattamento del diabete. Huang Tao et al. [16] hanno stabilito l'impronta digitale 1H-NMR di Eucommia ulmoides Oilv. e hanno utilizzato la titolazione NMR e la spettroscopia NMR bidimensionale JRES per etichettare i cinque prodotti attivi in ​​essa contenuti, vale a dire acido clorogenico, canferolo, terrestre, quercetina e astragaloside, fornendo un nuovo mezzo per il controllo di qualità di Eucommia ulmoides. Petrakis et al. [17] hanno condotto l'analisi dello spettro dell'idrogeno NMR su Crocus sativus L. e un campione misto di Crocus sativus L. adulterato con il 20% di stami di Crocus, cartamo, curcuma e gardenia e hanno stabilito un'impronta digitale 1H-NMR. PCA, analisi discriminante dei minimi quadrati parziali ortogonali (OPLS-DA) e O2PLS-DA sono stati utilizzati per osservare chiaramente che la somiglianza tra lo zafferano genuino e lo zafferano adulterato era molto bassa. Questo metodo può essere utilizzato come tecnologia efficace per distinguere la qualità dello zafferano. Qu Tingli et al. [18] hanno utilizzato la tecnologia di risonanza magnetica nucleare per stabilire l'impronta digitale 1H-NMR dell'iniezione di Astragalo e hanno identificato 25 metaboliti primari e secondari contenuti nell'iniezione di Astragalo. In combinazione con l'analisi del contenuto relativo e della somiglianza, è stata identificata la composizione chimica di 8 lotti di iniezione di Astragalus, che può essere utilizzata come standard di valutazione della qualità per l'iniezione di Astragalus.