Ταχύς Προσδιορισμός Σαπωνινών στην Επεξεργασία Τηγανημένων με Μέλι Rhizoma Cimicifugae με φασματοσκοπία διάχυτης ανάκλασης κοντά στο υπέρυθρο

Επικοινωνία:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Lun Wu 1,†, Yang Su 2,†, Haoran Yu 1, Xiuhui Qian 1, Xueting Zhang 1, Qiuhong Wang 3,*, Haixue Kuang 2,* και Genhong Cheng 4

Αφηρημένη:Στόχος: Καθιερώθηκε για πρώτη φορά ένα μοντέλο φασματοσκοπίας διάχυτης ανάκλασης εγγύς υπέρυθρο (NIR-DRS) για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε Shengmaxinside I στην επεξεργασία με μέλι Rhizoma Cimicifuga. Μέθοδοι: Η περιεκτικότητα σε Shengmaxinside I προσδιορίστηκε με υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης (HPLC) και τα δεδομένα της επεξεργασίας τηγανισμένων με μέλι δειγμάτων Rhizoma Cimicifugae από διαφορετικές παρτίδες διαφορετικής προέλευσης με NIR-DRS συλλέχθηκαν από τον TQ Analyst 8.{{7 }}. Η ανάλυση μερικών ελαχίστων τετραγώνων (PLS) χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία ενός ποσοτικού μοντέλου κοντά στο υπέρυθρο. Αποτελέσματα: Ο συντελεστής προσδιορισμού R- ήταν {{10}}.9878. Το μέσο τετράγωνο σφάλμα ρίζας Cross-Validation (RMSECV) ήταν 0,0193 τοις εκατό, επικυρώνοντας το μοντέλο με ένα σύνολο επικύρωσης. Το ριζικό μέσο τετραγωνικό σφάλμα πρόβλεψης (RMSEP) ήταν 0,1064 τοις εκατό . Ο λόγος της τυπικής απόκλισης για τα δείγματα επικύρωσης προς το τυπικό σφάλμα πρόβλεψης (RPD) ήταν 5,5130. Συμπέρασμα: Αυτή η μέθοδος είναι βολική και αποτελεσματική και το πειραματικά καθιερωμένο μοντέλο έχει καλή ικανότητα πρόβλεψης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον γρήγορο προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε Shengmaxinside I στη τηγανισμένη με μέλι επεξεργασία του Rhizoma Cimicifuga.

Λέξεις-κλειδιά:Rhizoma Cimicifugae;επεξεργασία τηγανητό με μέλι;φασματοσκοπία εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας; ποσοτικό μοντέλο

1. Εισαγωγή

Το Rhizoma Cimicifugae προέρχεται κυρίως από τα Cimicifuga heracleifolia Kom., Cimicifuga dahurica (Tiurcz.)Maxim., ή Cimicifuga foetida L.[1]. Είναι ένα είδος δροσερό και αποδομητικό φάρμακο που χρησιμοποιείται συνήθως στην κινεζική παραδοσιακή ιατρική. Καταγράφηκε για πρώτη φορά στο "Sheng Nong's herbal classic" και εμφανίστηκε ως φάρμακο "προϊόν κορυφαίας ποιότητας". Έχει ως αποτέλεσμα τον καθαρισμό του εξανθήματος, της θερμότητας, την αποτοξίνωση και την ανύψωση του γιανγκ [1]. Το Cimicifuga είναι κατάλληλο για καλλιέργεια σε βουνά, δάση και λιβάδια στην άκρη του δρόμου περίπου 2000 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας και οι κύριες περιοχές παραγωγής τους βρίσκονται στις τρεις βορειοανατολικές επαρχίες της Κίνας [2l. Το Cimicifuga Simplex Wormsk είναι ένα πολυετές βότανο κατάλληλο για καλλιέργεια σε ζεστά, υγρά κλίματα και ελαφρώς όξινο χούμο. Στην καλλιέργεια του Cimicifugae, είναι απαραίτητο να αποτραπεί το έδαφος από την ξηρασία.

ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΑ ΑΚΤΕΟΣΙΔΗΣ CISTANCHEΕΧΩΠΟΛΛΑ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ

Επιπλέον, τα σπορόφυτα του Cimicifugae φοβούνται το δυνατό φως, αλλά η περίοδος ανθοφορίας του απαιτεί αρκετό ηλιακό φως [3].

Μέχρι τώρα, αναφέρεται ότι το Cimicifugae περιέχει κυρίως τριτερπενοειδή, τριτερπενικές σαπωνίνες, φαινυλοπροπανοειδή [4], χρωμόνη, πτητικό έλαιο και άλλες ενώσεις [5]. Μία από τις ενώσεις τριτερπενικών σαπωνινών είναι η Shengmaxinside I'm η οποία έχει αντιπυρετική και αναλγητική δράση [4. Επιπλέον, σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες, οι σαπωνίνες Cimicifugae έχουν επίσης αντικαρκινικές, αντιφλεγμονώδεις, αντιικές, ηπατοπροστατευτικές, αντινουκλεοσιδικές μεταφορές, αντιοστεοπόρωση και αντιοξειδωτικές επιδράσεις [6].

Σύμφωνα με τις ανάγκες της κλινικής ιατρικής θεραπείας, τα παραδοσιακά κινέζικα φάρμακα πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία πριν χρησιμοποιηθούν, έτσι ώστε να βελτιωθεί η θεραπευτική δράση και να διευρυνθεί το πεδίο εφαρμογής. Επιπλέον, οι Κινέζοι ιατροί πιστεύουν ότι το μέλι είναι γλυκό και γευστικό και θρέφει τους πνεύμονες και διευκολύνει τις κινήσεις του εντέρου. Μετά την επεξεργασία με μέλι, τα κινέζικα φάρμακα μπορούν να έχουν ενισχυμένα αποτελέσματα αναπλήρωσης Qi σπλήνας, υγρασίας των πνευμόνων και ανακούφισης από τον βήχα και μπορεί να βελτιώσουν τη γεύση των βοτάνων [7]. Σε κλινικές εφαρμογές, το Rhizoma Cimicifuga επεξεργάζεται συχνά με μέλι για να ενισχύσει τις ιδιότητές του, καθιστώντας το πιο κατάλληλο για τη θεραπεία της πρόπτωσης του ορθού, της πρόπτωσης της μήτρας και άλλων καταστάσεων.

Ωστόσο, μέχρι στιγμής, δεν υπάρχει ακόμα μια τέλεια μέθοδος για την αξιολόγηση των δραστικών ενώσεων του Rhizoma Cimicifuga που έχουν τηγανιστεί με μέλι. Η παραδοσιακή μέθοδος προσδιορισμού της περιεκτικότητας σε Shengmaxinside I είναι υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης (HPLC) ή υγρή χρωματογραφία εξαιρετικά υψηλής απόδοσης με φασματομετρία μάζας τετραπολικού χρόνου πτήσης [8]. Ωστόσο, η προηγούμενη διαδικασία εκχύλισης είναι επίπονη και διαρκεί πολύ χρόνο [9], γεγονός που δεν πληροί τις απαιτήσεις για ταχεία ανάλυση μεγάλων ποσοτήτων φαρμακευτικών υλικών.

Τα τελευταία χρόνια, η φασματοσκοπία διάχυτης ανάκλασης κοντά στο υπέρυθρο είχε ευρεία εφαρμογή σε πολλούς τομείς. Έχει τα πλεονεκτήματα ότι είναι απλό και βολικό στη χρήση, παρέχει γρήγορη ανάλυση και δεν προκαλεί ζημιά στα δείγματα, κάτι που είναι μια φιλική προς το περιβάλλον, γρήγορη και βολική μη επεμβατική τεχνολογία ανάλυσης [10]. Για παράδειγμα, χρησιμοποιείται για την ταχεία μέτρηση της περιεκτικότητας σε υγρασία των κόκκων καφέ [11], για τη μέτρηση της περιεκτικότητας σε βαρέα μέταλλα στο έδαφος [12] και για τον προσδιορισμό των ρύπων από χαλκό και ψευδάργυρο στο Ludwigia prostrata Roxb, κ.λπ. [13]. Επιπλέον, έχει επιτύχει επίσης ταχεία ανάπτυξη στην ανάλυση της παραδοσιακής κινεζικής ιατρικής, για παράδειγμα, έξι δραστικά συστατικά του Cistanche deserticola μπορούν να μετρηθούν ταυτόχρονα με αυτήν την τεχνική [14]. Η τεχνική αντικατοπτρίζει πλήρως τις συνολικές πληροφορίες των φαρμακευτικών βοτάνων και διευκολύνει την ανάλυση μακρο-συστάδων [15]. Έχει αναφερθεί ότι οι σαπωνίνες μπορούν να ανιχνευθούν με φασματοσκοπία διάχυτης ανάκλασης κοντά στο υπέρυθρο, συμπεριλαμβανομένων των Ginsenosides [16, Notoginsenoside [17], κ.λπ. Είναι εφικτή η χρήση φασματοσκοπίας NIR για την ανάλυση του υλικού στο Cimicifuga. Όπως αναφέρθηκε, το NIR-DRS μπορεί να προσδιορίσει τις πολυφαινόλες και τις τριτερπενικές γλυκοσίδες [18].

Σε προηγούμενες μελέτες, δημιουργήσαμε με επιτυχία ένα μοντέλο για τον προσδιορισμό του φερουλικού οξέος στο Rhizoma Cimicifugae χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία κοντά στο υπέρυθρο [19]. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να χρησιμοποιήσει γρήγορα την τεχνική φασματοσκοπίας κοντά στο υπέρυθρο για τη μέτρηση της περιεκτικότητας σε φερρίτη στο Cimicifuga. Η ανίχνευση της περιεκτικότητας σε σαπωνίνη με φασματοσκοπία κοντά στο υπέρυθρο έχει μεγάλη πρακτική σημασία.

2. Υλικά και μέθοδοι

2.1. Υλικά

An Antaris II Fourier Transform Near-Infrared Spectrometer (Thermo Scientific, Inc., Waltham, MA, USA); Agilent 1200 HPLC(Agilent Technologies, Inc., Palo Alto, CA, USA); Ανιχνευτής εξάτμισης Infinity 1260 (Agilent Technologies, Inc., Palo Alto, CA, USA) Σταθμός εργασίας G2070BA; Χρησιμοποιήθηκε ο περιστροφικός εξατμιστής N-1100(EYELA Shanghai Ai Lang Instrument Co., Shanghai, Ltd., Shanghai, Κίνα). Ακετονιτρίλιο ποιότητας HPLC και μυρμηκικό οξύ αγοράστηκαν από τη Fisher Chemicals (Fisher Scientific, Waltham, ΜΑ, ΗΠΑ). Όλα τα άλλα αντιδραστήρια ήταν αναλυτικής ποιότητας.

Τα Cimicifuga αγοράστηκαν από διαφορετικές παρτίδες διαφορετικών περιοχών παραγωγής σε όλη την Κίνα. Συνολικά παρήχθησαν 150 παρτίδες στο Anhui Bozhou, στο Datong Shanxi, στο Gansu, στο Yunnan, στο Shanxi, στο Sichuan, στο Henan, στα βορειοανατολικά και στα άλλα μέρη που εμφανίζονται στον Πίνακα 1.

Το τυπικό προϊόν Shengmaxinside I(16,17-διδεϋδρο-24SO-ακετυλυδροσενγκμανόλη-3-O- -D-γαλακτοπυρανοσίδη) παρασκευάστηκε στο εργαστήριο και η καθαρότητά του έφτασε το 95 τοις εκατό . Η δομή φαίνεται στο σχήμα 1. Το'H-NMR δείχνει ότι η μήτρα κυκλοπροπανίου σηματοδοτεί δH0.16(1H,d, J=3.8Hz) και H 0.59( 1H,d,/=3.8 Hz), και ένα σήμα πρωτονίου μεθυλενίου μπορεί να φανεί στην περιοχή υψηλού πεδίου. , 1 σήμα μήτρας ακετυλίου και 1 σήμα πρωτονίου τερματικού σακχάρου, υποδηλώνοντας ότι η ραχοκοκαλιά είναι 9,{31}}κυκλοπεντανική τριτερπενοειδής σαπωνίνη. Το 13C-NMR δείχνει ότι από τα σήματα άνθρακα των bc 121,4 και 151.0, ο διπλός δεσμός βρίσκεται στις θέσεις C-16 και 17, δηλαδή, το Dring του 25 αφυδατώνεται στο C{ Οι θέσεις {41}} και C-17 σχηματίζουν έναν διπλό δεσμό, ο οποίος είναι ένας δακτύλιος τύπου υδροσενγκμανόλης από τριτερπενικές σαπωνίνες ανανά.

2.2. Προσδιορισμός Shengmaxinside Ι με HPLC

2.2.1. Χρωματογραφικές Συνθήκες

C18 στήλη kromasil (200 mm ×4,6 mm, 5 um), θερμοκρασία στήλης 25 βαθμοί . Κινητή φάση: βαθμιδωτή έκλουση ακετονιτριλίου (Α) και 0.1 τοις εκατό υδατικό μυρμηκικό οξύ (Β) (0 έως 5 λεπτά, 95 τοις εκατό Β, 5 έως 20 λεπτά, 95 τοις εκατό έως 60 τοις εκατό Β; 20 έως 36 λεπτά, 60 έως 45 τοις εκατό Β, 36 ~ 41 λεπτά, 45 τοις εκατό Β, 41 ~ 45 λεπτά, 45 ~ 0 τοις εκατό Β), ρυθμός ροής: 1,0 mL·min-1, ανίχνευση με ανιχνευτή σκέδασης φωτός εξάτμισης, Θερμοκρασία συρόμενου σωλήνα 80 μοίρες, πίεση φορέα 3,50 bar και ο αριθμός των θεωρητικών πλακών δεν είναι μικρότερος από 5000.

2.2.2. Μέθοδοι Προσδιορισμού

Ένα διάλυμα 20 μL Shengmaxinside I εγχύθηκε στην HPLC για 45 λεπτά. Το διάλυμα δοκιμής υποβλήθηκε σε επεξεργασία με τον ίδιο τρόπο.

2.2.3. Προετοιμασία του διαλύματος αναφοράς

Ένα δείγμα 1,53 mg Shengmaxinside I διαλύθηκε σε 10 mL διαλύματος αιθανόλης 70 τοις εκατό για να ληφθεί το πρότυπο διάλυμα.

2.2.4. Παρασκευή του διαλύματος δοκιμής

Ζυγίσαμε με ακρίβεια Rhizoma Cimicifugae 1,000 g σε μια φιάλη με στρογγυλό πάτο. Αφού προσθέσαμε 40 mL70 τοις εκατό διαλύματα αιθανόλης και θερμάναμε, ανέρρευσαν και εκχυλίσαμε για 2 ώρες και στη συνέχεια διηθήθηκε. Στη συνέχεια, προσθέσαμε ξανά διάλυμα αιθανόλης 70 τοις εκατό 40 mL και επαναλάβαμε την παραπάνω διαδικασία δύο φορές. Τα διαλύματα συγχωνεύτηκαν και στη συνέχεια εξατμίστηκαν. Το προκύπτον ίζημα διαλύθηκε σε 50 mL αιθανόλης 70 τοις εκατό και διηθήθηκε με μια μικροπορώδη μεμβράνη 0,22 um για να ληφθεί το διάλυμα δοκιμής.

2.2.5. Διερεύνηση Γραμμικής Σχέσης

Απορροφήσαμε με ακρίβεια 4.0,6.0,8.0,10.0,12.0 και 14. Έγινε έγχυση 0 μL τυπικού διαλύματος ShengmaxinsideI σε 20 μL του δείγματος και η περιοχή κορυφής (Y) σχεδιάστηκε έναντι της συγκέντρωσης του διαλύματος αναφοράς (X). Η τυπική καμπύλη του Shengmaxinside I λήφθηκε ως y=1.5609x συν 5.1509 (r=0.999), που δείχνει μια καλή γραμμική σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης και της επιφάνειας κορυφής στην περιοχή από 0,0306 mg έως 0,1071 mg.

2.2.6. Πείραμα Ακρίβειας

Είκοσι μL του διαλύματος αναφοράς μεταφέρθηκαν με ακρίβεια και εγχύθηκαν συνεχώς 5 φορές σύμφωνα με τις παραπάνω χρωματογραφικές συνθήκες. Η τιμή RSD του Shengmaxinside I ήταν 0,91 τοις εκατό , υπολογιζόμενη από την περιοχή κορυφής, υποδεικνύοντας ότι η ακρίβεια του οργάνου ήταν καλή.

2.2.7. Πείραμα σταθερότητας

Για το ίδιο διάλυμα δοκιμής, οι περιοχές αιχμής μετρήθηκαν στις 0, 4, 8, 12 και 24 ώρες, αντίστοιχα, σύμφωνα με τις παραπάνω χρωματογραφικές συνθήκες και το RSD ήταν 1,79 τοις εκατό, υποδεικνύοντας ότι το διάλυμα δοκιμής ήταν σταθερό εντός 24 ωρών.

2.2.8. Επαναλαμβανόμενο Πείραμα

5 δείγματα από την ίδια παρτίδα ζυγίστηκαν με ακρίβεια και παρασκευάστηκαν σύμφωνα με τη μέθοδο του διαλύματος δοκιμής. Σύμφωνα με τις παραπάνω χρωματογραφικές συνθήκες, το μέσο περιεχόμενο προσδιορίστηκε σε 0,425 τοις εκατό και το RSD ήταν 0,89 τοις εκατό, υποδεικνύοντας ότι η μέθοδος είχε καλή επαναληψιμότητα.

2.2.9. Πείραμα ανάκτησης δείγματος

Απορροφήσαμε με ακρίβεια το διάλυμα του δείγματος και προσθέσαμε το πρότυπο διάλυμα βαθμίδων υψηλής, μέσης και χαμηλής συγκέντρωσης Shengmaxinside I και στη συνέχεια μολύναμε 20 uL από κάθε δείγμα για να προσδιορίσουμε την ανάκτηση των αντίστοιχων συστατικών σύμφωνα με τις παραπάνω χρωματογραφικές συνθήκες. Το μέσο ποσοστό ανάκτησης ήταν 99,14 τοις εκατό και το RSD ήταν 1,75 τοις εκατό.

2.3. Φασματική Απόκτηση

Το εύρος του φάσματος σάρωσης ήταν 12,000-4000 cm-1 με αναλογία ανάλυσης 0,5 cm-1. Δύο γραμμάρια της φαρμακευτικής σκόνης τοποθετήθηκαν σε ένα κύπελλο δείγματος χαλαζία. Κάθε παρτίδα από τις 150 παρτίδες φορτώθηκε ξανά και σαρώθηκε 3 φορές. Στη συνέχεια λήφθηκε ο μέσος όρος. Τα φάσματα που ανιχνεύθηκαν υπερτέθηκαν (150 συνολικά), όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.

2.4. Δείκτης αξιολόγησης μοντέλου κοντά στο υπέρυθρο και καθιέρωση μεθόδων μοντελοποίησης


When establishing a quantitative analysis model of NIR-DRS analysis, TQ Analyst 8.0 data processing software is used. Multi-linear regression (MLR), Step-wise Multi-linear regression (SMLR), Principal component regression (PCR), Partial Least Squares (PLS), and other methods can help establish the model. In the past, MLR was used for correction data. However, PCR and PLS have been widely used because the new generation of NIR spectrometers can collect spectra in all NIR bands. For the determination of complex sample systems, both PCR and PLS can be applied. Compared with MLR, PCR is slower and the understanding of the model is less intuitive. The most important thing is that it can identify the main factors that affect the system and can solve the problems of colinearity and the number of variables in the linear regression analysis. Relative to the former, PLS establishes a more robust model with the widest range of applications, and the resulting eigenvectors are directly related to sample properties [20]. Therefore, PLS was determined as an analytical method after a comprehensive comparison.
While establishing a quantitative analysis model, the performance of the model has to be evaluated. In the NIR-DRS analysis, there are two inspection indicators that are commonly used for quantitative analysis of model results. One is the Cross-Validation Root Mean Square Error(RMSECV), and the other is the determination coefficient (R>). Όσο πιο κοντά είναι η τιμή R στο 1, τόσο καλύτερη είναι η συσχέτιση μεταξύ της προβλεπόμενης τιμής του μοντέλου και της μετρούμενης τιμής του δείγματος. και όσο μικρότερο είναι το RMSECV, τόσο πιο σταθερή είναι η απόδοση του μοντέλου και τόσο μεγαλύτερη είναι η ακρίβεια [21]. Τα δείγματα επαλήθευσης χρησιμοποιούνται για την επαλήθευση του ποσοτικού μοντέλου NIR-DRS λαμβάνοντας ως δείκτη επιθεώρησης το Root Mean Square Error of Prediction (RMSEP). Το RPD είναι ο λόγος της τυπικής απόκλισης για τα δείγματα επικύρωσης προς το τυπικό σφάλμα πρόβλεψης, το οποίο είναι επίσης ο δείκτης επιθεώρησης.

2.5. Διεύθυνση σετ διόρθωσης και σετ επαλήθευσης

Εκατόν πενήντα φάσματα ελήφθησαν από το φασματόμετρο μετασχηματισμού Antaris I Fourier Near-Infrared. Επιπλέον, το λογισμικό επεξεργασίας δεδομένων TQ Analyst 8.0 επέλεξε τυχαία 120 αντιπροσωπευτικά φάσματα ως σύνολα βαθμονόμησης και 30 ως σύνολα επικύρωσης. Το εύρος περιεχομένου του συνόλου διόρθωσης είναι 0,12 τοις εκατό -0,52 τοις εκατό (β/β) και το εύρος περιεχομένου του συνόλου επικύρωσης είναι 0,14 τοις εκατό -0,50 τοις εκατό (β/β). Επειδή το περιεχόμενο του Shengmaxinside Στο σύνολο δειγμάτων επαλήθευσης βρίσκεται εντός του εύρους περιεχομένου του συνόλου βαθμονόμησης, αυτό το σετ βαθμονόμησης και τα σετ επαλήθευσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μοντελοποίηση. 3. Αποτελέσματα και συμπεράσματα 3.1. Περιεκτικότητα Shengmaxinside I στο εκχύλισμα Rhizoma Cimicfugae Σύμφωνα με την παραπάνω μέθοδο, προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα σε ShengmaxinsideI στο δείγμα του Rhizoma Cimicifugae. Το χρωματογράφημα φαίνεται στο Σχήμα 3. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3:Α. Ουσία αναφοράς; Β.Δείγμα;1. Shengmaxinside I.

Σχήμα 3. Χρωματόγραμμα HPLC περιεχομένου Shengmaxinside Ι από Rhizoma Cimicifuga. Προκειμένου να υπολογιστεί η περιεκτικότητα σε ShengmaxinsideI στο Rhizoma Cimicifugae, η περιεκτικότητα του δείγματος υπολογίζεται με βάση τα ξηρά προϊόντα. Κάθε παρτίδα δειγμάτων μετράται παράλληλα και υπολογίζεται κατά μέσο όρο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα 150 δείγματα κυμαίνονταν από 0,12 τοις εκατό έως 0,52 τοις εκατό (w/w), όπως φαίνεται στον Πίνακα 2. Πίνακας 2.

3.2. Καθιέρωση και Επιλογή Ποσοτικού Μοντέλου Εγγύς Υπέρυθρου

3.2.1. Διερεύνηση Μεθόδου Εγγύς Υπέρυθρων

Ζυγίσαμε 2 g σκόνης Cimicifugae και συλλέξαμε το σήμα 9 φορές κάτω από τις ίδιες φασματικές συνθήκες για να υπολογίσουμε την ακρίβεια. Το RSD ήταν 1,09 τοις εκατό. Από το Σχήμα 2, μπορούμε να λάβουμε τις ακόλουθες πληροφορίες. Υπάρχουν μερικές χαρακτηριστικές κορυφές που απορροφώνται στη ζώνη κυμάτων των 8500-12,000 cm-1. Στη ζώνη 4000-4200 cm-1, η απορρόφηση ινών δεν είναι κατάλληλη για μοντελοποίηση γιατί περιέχει περισσότερο θόρυβο. Υπάρχουν διακριτές χαρακτηριστικές κορυφές απορρόφησης εντός 4500-8500 cm-l και επομένως, επιλέγεται επιλεκτική μοντελοποίηση εντός αυτού του εύρους ζώνης. Σύμφωνα με τα ακατέργαστα φάσματα NIR (Εικόνα 2) 150 δειγμάτων σε κυματικούς αριθμούς που κυμαίνονται από 4000 έως 10.000 cm-1, μπορούν να φανούν αρκετές χαρακτηριστικές κορυφές απορρόφησης. Για παράδειγμα, 4250 cm-! είναι το τέντωμα CH/παραμόρφωση CH, 4357 cm-1 είναι ο συνδυασμός τάνυσης και κάμψης -CH2, 4762 cm-1 είναι η απόδοση της δόνησης τάνυσης των δεσμών CC και C{=C, 5168 cm-Λόγω του δεύτερου τόνου των λωρίδων τάνυσης C=Ο ακετυλίου και ίσως επίσης της τάνυσης και παραμόρφωσης των δεσμών OH, 5776 cm-Αποτελέσματα από τον πρώτο τόνο τεντώματος των δεσμών CH και 6848 cm-είναι το OH τέντωμα του πρώτου τόνου. Επιπλέον, ο δεύτερος τόνος του τεντώματος CH προκύπτει γύρω στα 8248 cm-I[22-25. Αυτά τα σήματα θα μπορούσαν να αντικατοπτρίζουν τις χημικές πληροφορίες του Shengmaxinside I.

3.2.2. Επιλογή Φασματικών Μεθόδων Προεπεξεργασίας

Κατά τη διαδικασία συλλογής δείγματος, λόγω της επίδρασης του μεγέθους κόκκου του δείγματος, του χρώματος και της απόκρισης του οργάνου, τα ακατέργαστα φάσματα κοντά στο υπέρυθρο περιέχουν συχνά παράγοντες που δεν σχετίζονται με τη φύση του προς μέτρηση δείγματος, με αποτέλεσμα παρεμβολές όπως π. ως φασματική μετατόπιση ή μετατόπιση κοντά στο υπέρυθρο. Επομένως, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί προεπεξεργασία [2]. Όσον αφορά τους δείκτες RMSECV, RMSEP και την τιμή των R- ως δείκτες, πρέπει να εξετάσουμε τα φάσματα, την πρώτη παράγωγο (FD), τη δεύτερη παράγωγο (SD), τη διόρθωση πολλαπλής διασποράς (MSC) και τη διόρθωση κανονικής μεταβλητής (SNV). κλασικό φιλτράρισμα Savitzky-Golay (SG), φιλτράρισμα παραγώγου Norris και άλλες μέθοδοι προεπεξεργασίας. Με την επεξεργασία δεδομένων ως δείκτη, το R2 και το RMSECV εξετάζονται διεξοδικά. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 3, η μέθοδος προεπεξεργασίας για τον προσδιορισμό του μοντέλου Shengmaxinside I ήταν MSC συν SD συν SG. Πίνακας 3. Η επίδραση των διαφορετικών μεθόδων προεπεξεργασίας στο ποσοτικό μοντέλο (4500-8500cm-1). Μέθοδος R2 R2

3.2.3. Επιλογή φασματικού εύρους

Με βάση τα φάσματα απορρόφησης κάθε ομάδας που περιέχει υδρογόνο, ελήφθη η περιεκτικότητα των υλικών στα δείγματα. Ωστόσο, οι πληροφορίες που περιέχονται στις διαφορετικές φασματικές περιοχές είναι διαφορετικές. Επομένως, ένα πιο ακριβές ποσοτικό μοντέλο μπορεί να ληφθεί επιλέγοντας ένα κατάλληλο μοντέλο φασματικών διαστημάτων [26]. Σε αυτήν την έρευνα, το φάσμα του προτύπου προϊόντος Shengmaxinside I συγκρίθηκε με πολλαπλές περιοχές και επιλέχθηκαν οι R2, RMSECV, RPD και RMSEP ως ολοκληρωμένοι δείκτες προς εξέταση. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 4, το φάσμα που χρησιμοποιήθηκε για τη μοντελοποίηση προσδιορίστηκε τελικά και τα διαστήματα είναι 5200-6700 cm-1 και 7700-8800 cm-1. Υπάρχουν λίγες χαρακτηριστικές κορυφές που απορροφώνται στη ζώνη μήκους κύματος των 8500-12,000 cm-1.

3.2.4. Η Επιλογή του Καλύτερου Κύριου Παράγοντα

Κατά τη δημιουργία ενός μοντέλου κοντά στο υπέρυθρο, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να προσδιοριστεί ο αριθμός των καλύτερων κύριων παραγόντων που εμπλέκονται στη μοντελοποίηση. Εάν οι κύριοι παράγοντες είναι πολύ λίγοι, πολλές χρήσιμες πληροφορίες του αρχικού φάσματος θα χαθούν και η προσαρμογή θα είναι ανεπαρκής, γεγονός που θα μειώσει την ακρίβεια πρόβλεψης του μοντέλου. εάν είναι πάρα πολλά, ο θόρυβος της μέτρησης θα είναι υπερβολικά υψηλός. Το φαινόμενο της υπερπροσαρμογής φαίνεται να μειώνει την προγνωστική ικανότητα του μοντέλου[23]. Ο αριθμός των παραγόντων PLS μπορεί να προσδιοριστεί από το Prediction ResidualSum of Squares (PRESS) και το RMSECV. Ο αριθμός των παραγόντων PLS καθορίζεται σε 6.

3.2.5. Επαλήθευση του Μοντέλου

Το μοντέλο καθιερώνεται με τη μέθοδο PLS μέσω του λογισμικού TQ Analyst 8.0 και φασματική προεπεξεργασία από MSC συν SD συν SG. Το φασματικό εύρος είναι 5200-6700 cm-1 και 7700-8800 cm-1 και ο αριθμός των παραγόντων ήταν 6. Ο συντελεστής προσδιορισμού του μοντέλου του Shengmaxinside I ήταν {{7} },9878 τοις εκατό, το διορθωμένο μέσο τετραγωνικό σφάλμα (RMSECV) ήταν 0,0193 τοις εκατό και το RPD ήταν 5,5130, όπως φαίνεται στον Πίνακα 5. Τα πειραματικά δείγματα επιλέχθηκαν από 500 δείγματα και επιλέχθηκαν από το λογισμικό WinlSI4.3 για να ληφθούν 150 δείγματα που υπακούουν στην κατανομή "boxcar" και το περιεχόμενο κάθε δείγματος φαίνεται στον Πίνακα 2. Η συσχέτιση μεταξύ του προβλεπόμενου περιεχομένου και του αυθεντικού περιεχομένου φαίνεται στο Σχήμα 4.

Εκατόν πενήντα σύνολα δεδομένων NIR-DRS που ανήκουν στο σύνολο επαλήθευσης αντικαταστάθηκαν στο μοντέλο και ελήφθη ο χάρτης κατανομής σφαλμάτων και το σχετικό διάγραμμα σύγκρισης τάσεων μεταξύ της τιμής πρόβλεψης του συνόλου επικύρωσης NIR-DRS και της πραγματικής μετρούμενης τιμής της μεθόδου αναφοράς. Το μοντέλο έχει προβλεπόμενο μέσο τετραγωνικό σφάλμα RMSEP 0.1064 τοις εκατό , το οποίο φαίνεται στο Σχήμα 5 και το μοντέλο έχει καλή προγνωστική ισχύ.

4. Συζήτηση

Κατά το πρώιμο στάδιο αυτού του πειράματος, διερευνήσαμε τη μέθοδο προσδιορισμού του Shengmaxinside In Cimicifugae με HPLC, η οποία έχει καλή ακρίβεια και ακρίβεια. Με βάση αυτό, εξαγάγαμε τα φαρμακευτικά υλικά μελιτώματος από διαφορετικές παρτίδες διαφορετικής προέλευσης και προσδιορίσαμε την περιεκτικότητα σε Shengmaxinside I. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι διαφορές στις περιοχές επηρέασαν την περιεκτικότητα αυτών των συστατικών, γεγονός που παρείχε τη βάση για την εκτεταμένη εφαρμογή των επόμενων ποσοτικά μοντέλα. Αυτή είναι η πρώτη φορά που έχει κατασκευαστεί ένα μοντέλο για τον προσδιορισμό του περιεχομένου της παραδοσιακής κινεζικής ιατρικής στην επεξεργασία μελιού από το NIR-DRS, επομένως αυτό το συμπέρασμα παρέχει έναν υποδειγματικό ρόλο για άλλες έρευνες σχετικά με την επεξεργασία της κινεζικής ιατρικής. Χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία κοντά στο υπέρυθρο σε συνδυασμό με χημειομετρικές μεθόδους, καθιερώθηκε ένα ποσοτικό μοντέλο του Dhengmaxinside I στο Cimicifugae. Στη διαδικασία δημιουργίας μοντέλων, οι περισσότεροι βασίζονται σε λογισμικό ανάλυσης και στατιστικές μεθόδους για τη μείωση του σφάλματος που προκαλείται από την ανθρώπινη λειτουργία. Σε κάποιο βαθμό, προβλέπει την αξιοπιστία και την ακρίβεια των αποτελεσμάτων και βελτιώνει την αποτελεσματικότητα της μέτρησης του δείγματος. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι το καθιερωμένο μοντέλο έχει καλή προγνωστική ικανότητα. Ωστόσο, στην πραγματική διαδικασία παραγωγής και ανάλυσης, απαιτείται μια ταχύτερη μέθοδος, διότι εφόσον τα φάσματα NIR λαμβάνονται με σάρωση δειγμάτων σκόνης στο καθιερωμένο μοντέλο ποσοτικής ανάλυσης κοντά στο υπέρυθρο, το περιεχόμενο του Dhengmaxinside I στα δείγματα Cimicifugae μπορεί να είναι γρήγορα προβλεπόταν. Έτσι, σε αυτήν την έρευνα, καθιερώθηκε ένα εγγύς υπέρυθρο ποσοτικό μοντέλο του Shengmaxinside I με NIR-DRS σε συνδυασμό με χημειομετρικές μεθόδους. Συγκρίνοντας τις δύο μεθόδους προσδιορισμού περιεχομένου, το NIR-DRS είναι πιο βολικό και ταχύτερο από το HPLC. Είναι κατάλληλο για τον προσδιορισμό μεγάλων παρτίδων φαρμακευτικών υλικών χωρίς να καταστρέφει το δείγμα και είναι ασφαλές και φιλικό προς το περιβάλλον. Ωστόσο, ένας περιορισμός είναι ότι απαιτεί τη δημιουργία ενός ποσοτικού μοντέλου και απαιτείται μια καθορισμένη μέθοδος χημικής μέτρησης ως στρωμνή, η οποία δεν είναι κατάλληλη για τον προσδιορισμό ενός μικρού δείγματος ή μιας μικρής δόσης ενός μη μοντελοποιημένου φαρμάκου. Επιπλέον, οι πηγές Cimicifuga που χρησιμοποιήθηκαν για την καθιέρωση αυτού του μοντέλου είναι όλες από την Κίνα, επομένως ενδέχεται να υπάρχουν περιορισμοί στην ανάλυση του Cimicifuga από άλλες περιοχές. Αν και η τεχνολογία φασματοσκοπίας εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι βολική και γρήγορη, η διαδικασία δημιουργίας του μοντέλου στο αρχικό στάδιο είναι πολύπλοκη και πρέπει να βασίζεται σε παραδοσιακές χημικές μεθόδους και δεν μπορεί να αντικατασταθεί πλήρως. Επομένως, προκειμένου να αξιοποιηθούν πλήρως τα πλεονεκτήματα της μεθόδου NIR-DRS, η έρευνα παρακολούθησης θα αφιερωθεί στη δημιουργία μιας εκτεταμένης βιβλιοθήκης μοντέλων εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας παραδοσιακής κινεζικής ιατρικής. Συνεισφορές συγγραφέων: Η LW και η YS συνεισέφεραν στην επιμέλεια δεδομένων, την απόκτηση χρηματοδότησης, την επίσημη ανάλυση, τη διερεύνηση, τη μεθοδολογία. Η HY συνεισέφερε στην επίσημη ανάλυση, Σύνταξη-πρωτότυπο προσχέδιο, Συγγραφή-κριτική & επεξεργασία; Το XQand XZ συνεισφέρει στην επικύρωση, τη συγγραφή-κριτική και την επεξεργασία. Η QWand HK συνεισέφερε στην Εννοιολόγηση, Διαχείριση Έργων, Επίβλεψη. Η GC συνεισέφερε στους Πόρους. Χρηματοδότηση: Αυτή η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας (Grant No. 81603416, 81603418), από το China Postdoctoral Science Foundation (Grant No. 2016M600267) και από το Seventh Heilongjiang Postdoctoral Fund (Grant No. LBZ19T , LBH-Q17167) και από το Πανεπιστημιακό Πρόγραμμα Νοσηλευτικής για Νέους Μελετητές με δημιουργικά ταλέντα στην επαρχία Heilongjiang (Αρ. επιχορήγησης UNPYSCT-2016207 UNPYSCT-2016075) και από το Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της επαρχίας Heilongjiang (Αριθ. επιχορήγησης H2016062). Σύγκρουση συμφερόντων: Οι συγγραφείς δηλώνουν ότι δεν υπάρχει σύγκρουση συμφερόντων. Αυτό το άρθρο δεν περιέχει μελέτες με ανθρώπους που συμμετέχουν ή ζώα που πραγματοποιήθηκαν από οποιονδήποτε από τους συγγραφείς.

Αρθρο

Ταχύς Προσδιορισμός Σαπωνινών στη Τηγανισμένη με Μέλι Επεξεργασία Rhizoma Cimicifugae με φασματοσκοπία διάχυτης ανάκλασης κοντά στο υπέρυθρο

Lun Wu1t, Yang Su2t, Haoran Yu1, Xiuhui Qian1, Xueting Zhang1, Qiuhong Wang 3,*, Haixue Kuang2 και Genhong Cheng 4

1 Ινστιτούτο Παραδοσιακής Κινεζικής Ιατρικής, Πανεπιστήμιο Κινεζικής Ιατρικής Heilongjiang, Harbin 150040,

Κίνα; wulun2012@163.com (LW); yuhaoran94@163.com(HY);qxh_1027@126.com (XQ);18845055847@163.com (XZ)

2 Φαρμακευτική Σχολή, Πανεπιστήμιο Κινεζικής Ιατρικής Heilongjiang, Βασικό Εργαστήριο Φαρμακευτικών Υλικών,

Chinese Academy of Sciences, Harbin 150040, China; suyanggo@163.com

3 School of Traditional Chinese Medicine, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510000, China 4 Faculty of Microbiology and Immunogenetics, University of California, Los Angeles, CA 90095, USA;

gcheng@mednet.ucla.edu

Λήψη: 8 Ιουνίου 2018; Αποδοχή: 29 Ιουνίου 2018; Δημοσίευση: 3 Ιουλίου 2018

βιβλιογραφικές αναφορές

1. Εθνική Επιτροπή Φαρμακοποιίας. Φαρμακοποιία της Λαϊκής Δημοκρατίας της Κίνας. Μέρος Ι; China Medical Science and Technology Press: Πεκίνο, Κίνα, 2015; σελ. 73–74.

2. Yu, Υ.-Ε. Χημική Σύνθεση Cimicifuga. Μεταπτυχιακή διατριβή, Πανεπιστήμιο Zhejiang, Zhejiang, Κίνα, 2017.

3. Rong, G.; Chen, Υ.; Rong, G. Έρευνα για την τεχνολογία τεχνητής καλλιέργειας του Cimicifuga. Αγρ. Dev. Εξοπλίζω. 2015, 2, 124–125.

4. Liu, Υ.; Chen, D.; Chen, X. Χημικές, φαρμακολογικές και κλινικές μελέτες του Cimicifuga. Foreign Med. Τομέας Φυτικών Φαρμάκων. 2001, 16, 55–58.

5. Gao, C.-C.; Peng, Υ.; Yang, M.-S. Μια προκαταρκτική μελέτη για τη φαρμακευτική συγγένεια των φυτών της Σιβηρίας της οικογένειας Ranunculaceae. J. Plant Genet. 2008, 46, 516-536.

6. Sun, Q.; Zuo, Α.; Zhang, T. Έρευνα για τη χημική σύνθεση, τη βιολογική δραστηριότητα και την κλινική εφαρμογή του Cimicifuga. Πηγούνι. Παράδοση. Βότανο. Drugs 2017, 48, 3005–3016.

7. Ma, C.; Wang, X.; Xin, Υ.; Wei, Υ.; Cao, G.; Yang, P. Μια επισκόπηση της σύγχρονης έρευνας για την παραδοσιακή θεωρία επεξεργασίας της παραδοσιακής κινεζικής ιατρικής. Πηγούνι. Παράδοση. Βότανο. Drugs 2018, 49, 512–520.

8. Fan, Μ.; Qin, Κ.; Fei, D.; Huang, Υ.; Wang, X.; Cai, B. Προσδιορισμός και διαφοροποίηση των κύριων συστατικών σε τρία διαφορετικά είδη ακατέργαστου φαρμάκου "sheng-ma" με uplc/q-of-ms. Acta Pharm. Αμαρτία. Β 2017, 7, 185.

9. Wang, Q.; Su, Υ.; Wu, L.; Wang, Ζ.; Yang, Β.; Jin, H. Βελτιστοποίηση της διαδικασίας εκχύλισης cimicifuga με τη μέθοδο επιφανείας σχεδιασμού-απόκρισης αστεριού. China J. Exp. Παράδοση. Med. Τύπος. 2012, 18, 24–27.

10. Liu, Χ.; Sun, F.; Jin, Υ.; Wu, Υ.; Ο τύπος.; Zhu, L.; Yan, D. Εφαρμογή της φασματοσκοπίας εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας σε συνδυασμό με τον αλγόριθμο ελαχίστων τετραγώνων βελτιστοποίησης σμήνος σωματιδίων υποστήριξης διανυσματικού μηχανήματος στον ποιοτικό έλεγχο φαρμακευτικών υλικών Hawthorn. Πηγούνι. J. Pharm. Sci. 2015, 50, 1645–1651.