Method Article

Wykorzystanie wielokrotnego rozpraszania światła do zbadania stabilności ekstraktów Phyllanthus emblica L. otrzymanych różnymi metodami ekstrakcji

DOI:

10.3791/65130

⸱

April 14th, 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1State Key Laboratory of Southwestern Chinese Medicine Resources, Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy/Academy for Interdiscipline, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 2Meishan Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 3Sichuan Nursing Vocational College, 4State Key Laboratory of Southwestern Chinese Medicine Resources, School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 5Sanajon Pharmaceutical Group, 6TCM Regulating Metabolic Diseases Key Laboratory of Sichuan Province, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine

In This Article

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutaj wprowadzamy metodę oceny stabilności opartą na technologii wielokrotnego rozpraszania światła, aby ocenić stabilność ekstraktów tradycyjnej medycyny chińskiej.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Półprodukt ekstrakcyjny tradycyjnej medycyny chińskiej jest kluczowym półproduktem w procesie przygotowania, a jego stabilność ma istotny wpływ na skuteczność i jakość produktu końcowego. Jednak istniejące metody oceny stabilności są często czasochłonne i pracochłonne, wymagają długotrwałej obserwacji i obsługi złożonego sprzętu (takiego jak wysokosprawna chromatografia cieczowa), a także trudno jest uzyskać więcej fizycznych informacji na temat niestabilności systemu. Dlatego istnieje pilna potrzeba opracowania szybkiej i dokładnej technologii analizy stabilności dla tradycyjnej medycyny chińskiej. Wielokrotne rozpraszanie światła to najnowocześniejsza metoda analityczna, która może dokładnie i szybko ocenić stabilność tradycyjnych chińskich leków w sposób przyjazny dla środowiska, bez zmiany charakteru lub stanu próbki lub stosowania odczynników organicznych.

W tej pracy, wykorzystując precyzyjne dane skanowania wielokrotnego rozpraszania światła, obecny protokół szybko uzyskał krzywe zmienności grubości warstwy, prędkości migracji cząstek i średniej wielkości cząstek w czasie. Umożliwiło to precyzyjną identyfikację mechanizmu i kluczowych cech powodujących niestabilność systemu we wczesnych stadiach. Warto zauważyć, że okres badań procesu ekstrakcji może zostać znacznie skrócony dzięki szczegółowemu określeniu ilościowemu stabilności systemu, co pozwala również na szybką, dokładną i dogłębną analizę wpływu różnych procesów ekstrakcji na stabilność Phyllanthus emblica L.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W produkcji tradycyjnej medycyny chińskiej (TCM), stabilność produktów pośrednich ekstrakcji TCM i związanych z nimi preparatów płynnych zawsze była przedmiotem kontroli1. Skuteczność kliniczna produktów leczniczych, zwłaszcza z polifenolami jako głównym składnikiem aktywnym, cierpi z powodu istotnych problemów ze stabilnością2,3. Płyn doustny Sanajon i płyn doustny Nuodikang są przykładami typowych przypadków tego problemu4. Dlatego tak ważne jest, aby nauczyć się korzystać z wydajnych narzędzi do szybkiej i dokładnej oceny oraz optymalizacji stabilności ciekłych półproduktów w procesie produkcji TCM. Uważa się, że Phyllanthus emblica L. (PE), szeroko rozpowszechniona roślina lecznicza w Azji Południowo-Wschodniej, ma dobre właściwości przeciwutleniające5, a także przeciwzapalne6, przeciwbakteryjne7 i przeciwnowotworowe8. Podczas procedury ekstrakcji termicznej taniny w PE gwałtownie się przekształcają9. Pod wpływem katalizy z wysokimi temperaturami taniny te szybko hydrolizują, tworząc cząsteczki takie jak kwas galusowy i kwas elagowy, co prowadzi do niestabilności lub wytrącania się z powodu ich słabej rozpuszczalności1. Obecne metody oceny stabilności TCM, takie jak przyspieszone testowanie lub wirowanie, są zwykle kłopotliwe4, co ogranicza dalszy rozwój odpowiednich procesów przygotowania.

Opierając się na zasadzie wielokrotnego rozpraszania światła (MLS), opracowaliśmy metodę szybkiej oceny stabilności ekstraktów PEF i przeanalizowaliśmy mechanizm niestabilności. MLS to metoda pomiarowa polegająca na skanowaniu źródeł światła w bliskiej podczerwieni. Każda zmiana systemu rozwiązania powoduje zmianę natężenia światła. Padające światło jest rozpraszane, gdy jest pochłaniane lub penetrowane przez cząstki próbki. System rejestruje sygnał świetlny transmisji, gdy przechodzi on przez próbkę; Jeśli przepuszczalność światła próbki jest słaba, system rejestruje sygnał świetlny rozpraszania wstecznego. W porównaniu z obserwacją wizualną może to zaoszczędzić dużo czasu1 i może szybko i dokładnie analizować zjawisko niestabilności w szczegółach, dostarczając w ten sposób bardziej użytecznych informacji do optymalizacji procesu ekstrakcji.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Przygotowanie ekstraktu

  1. Dokładnie zważ odpowiednią ilość PE i dodaj 10x (wagę) wody dejonizowanej do ekstrakcji zwrotnej.
  2. Ustawić pięć próbek do ekstrakcji zwrotnej przez 0 h (E1), 0,5 h (E2), 1 h (E3), 1,5 h (E4) i 2 h (E5) po zważeniu.
  3. Po ekstrakcji schłodź próbki do temperatury pokojowej i zważ, aby uzupełnić utraconą masę, aby zapewnić spójność z wzorcami masy sprzed ekstrakcji.
  4. Odwirować próbki o masie 8,581 × g przez 10 minut, aby zapewnić usunięcie nierozpuszczalnego materiału i pozostałości ziołowych z roztworu próbki.
  5. Za pomocą pipety dodaj 20 ml roztworu próbki do butelki z próbką, aby upewnić się, że roztwór dodawany za każdym razem ma tę samą wysokość.
    UWAGA: Unikaj zanieczyszczeń, takich jak odciski palców, na części skanującej butelki na próbkę, upewnij się, że butelka na próbkę jest czysta i sprawdź, czy na powierzchni butelki nie ma widocznych zadrapań. Podczas dodawania roztworu próbki należy uważać, aby nie rozlać ani nie rozprysnąć butelki z próbką i upewnić się, że poziom cieczy jest na tej samej wysokości w każdej butelce.

2. Obsługa instrumentu

  1. Włącz przyrząd do wykrywania MLS i rozgrzej go przez 30 minut.
  2. Kliknij przycisk Utwórz plik w górnym menu (lub kliknij Plik | New file function), aby utworzyć nowy plik testowy.
  3. Kliknij przycisk Pokaż temperaturę laboratorium Turbiscan w górnym menu, aby ustawić temperaturę docelową przyrządu na 25 °C.
    UWAGA: Ustawiona temperatura przyrządu musi być wyższa niż temperatura pokojowa; W przeciwnym razie na temperaturę próbki będzie miała wpływ temperatura pokojowa.
  4. Kliknij Skanowanie programów w górnym menu, aby wejść do programu do analizy konfiguracji. Dodaj program do listy, a na pasku zadań dodaj 5 min jako cykl, skanuj przez 48 h do sekwencji analizy i ustaw czas salda na 20 min. Wybierz ten program analityczny dla wszystkich kolejnych pomiarów.
  5. Przenieś przygotowaną butelkę z próbką do systemu wykrywania MLS. Po skonfigurowaniu programu kliknij Start, aby rozpocząć pomiar.
    UWAGA: Uważaj, aby nie potrząsnąć szklaną butelką podczas ładowania próbki. Pomiar można rozpocząć dopiero po zrównoważeniu temperatury próbki i temperatury ustawienia.

3. Ustawienie programu do analizy wielokrotnego rozpraszania światła

  1. Po zebraniu danych kliknij na listę parametrów obliczeniowych, aby ustawić parametry optyczne do obliczenia wskaźnika stabilności (SI), wielkości cząstek i prędkości migracji cząstek.
  2. Ustaw parametry optyczne w następujący sposób: intensywność przepuszczalności światła w fazie ciągłej (T0) jako 99.99% (woda), współczynnik załamania światła w fazie rozproszonej (np) jako 1.36 i współczynnik załamania światła w fazie ciągłej (nf) jako 1.33.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Rysunek 1 pokazuje zasadę wielokrotnego pomiaru światła i znaczenie zebranych wyników. W wynikach widm MLS (Rysunek 2), odcięta była wysokością komórki próbki, a rzędna była intensywnością transmisji (T%) i rozpraszania wstecznego (BS%). Obliczając wyniki widm MLS, system może uzyskać zmiany kluczowych parametrów fizycznych próbki w okresie pomiaru, w tym średniej wartości transmisji delta (ΔT) (Rysunek 3A), ścieżki wolnej od...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Szybka i dokładna ocena stabilności TCM zawsze była przedmiotem badań nad TCM. Aby dostarczyć bardziej użytecznych informacji do ukierunkowania ulepszenia procesu ekstrakcji, w badaniu przeanalizowano mechanizmy stabilności i niestabilności próbki przy użyciu technologii nieniszczącej bliskiej podczerwieni.

W tym protokole ważne parametry stabilności są obliczane na podstawie dokładnych danych ze skanowania MLS. Skany MLS mogą zbierać informacje o transmisji (T%) i rozpraszaniu wstecz...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie było wspierane przez granty z Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (81973493); Krajowy Interdyscyplinarny Zespół Innowacji Tradycyjnej Medycyny Chińskiej (ZYYCXTD-D-202209); Sanajon Pharmaceutical Group Chengdu University of TCM produkcja, badania i projekt wspólnego laboratorium badawczego (2019-YF04-00086-JH); oraz projekt finansowany przez Plan Naukowo-Technologiczny Prowincji Syczuan (2021YFN0100). Autorzy dziękują Innowacyjnemu Instytutowi Medycyny Chińskiej i Farmacji Uniwersytetu TCM w Chengdu za wsparcie techniczne w pracach nad spektrometrią mas.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Regulowany elektryczny płaszcz grzewczyBeijing Kewei Yongxing Instrument Co., LtdMH-1000 www.keweiyq.com
Waga analityczna(1/10000)Sartorious, NiemcyBSA224S www.sartorius.com.cn
Przyrząd ultradźwiękowy CNCKunshan Ultrasonic Instrument Co., LtdKQ-500DEwww.ks-csyq.com
Wirówka szybkoobrotowa GL-16  Sichuan Shuke Instrument Co., Ltd18091403www.sklxj.com
Phyllanthus emblica L.Rynek materiałów leczniczych Hehuachi  YJL2004Wyprodukowano w Yunnan
Turbisoft Lab Instrument do wielokrotnego rozpraszania światłaFrancuska firma FormulactionTurbisoft Lab 2.3.1.125 Fanalyser 1.3.5www.formulaction.com
UPR-II-5T ultra-czyste urządzenie wodneSichuan ULUPURE  Ultrapure Technology Co., LtdZ16030559www.ccdup.com

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Huang, H. -Z., et al. Exploration on the approaches of diverse sedimentations in polyphenol solutions: An integrated chain of evidence based on the physical phase, chemical profile, and sediment elements. Frontiers in Pharmacology. 10, 1060(2019).
  2. Ran, F., et al. High or low temperature extraction, which is more conducive to Triphala against chronic pharyngitis. Biomedicine and Pharmacotherapy. 140, 111787(2021).
  3. Wei, X., et al. Hepatoprotective effects of different extracts from Triphala against CCl(4)-induced acute liver injury in mice. Frontiers in Pharmacology. 12, 664607(2021).
  4. Huang, H. Z., et al. Study on the stability control strategy of Triphala solution based on the balance of physical stability and chemical stabilities. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 158, 247-256 (2018).
  5. Bhattacharya, A., Chatterjee, A., Ghosal, S., Bhattacharya, S. K. Antioxidant activity of active tannoid principles of Emblica officinalis (amla). Indian Journal of Experimental Biology. 37 (7), 676-680 (1999).
  6. Chao, P. C., Hsu, C. C., Yin, M. C. Anti-inflammatory and anti-coagulatory activities of caffeic acid and ellagic acid in cardiac tissue of diabetic mice. Nutrition and Metabolism. 6, 33(2009).
  7. Tiwari, V., Kuhad, A., Chopra, K. Emblica officinalis corrects functional, biochemical and molecular deficits in experimental diabetic neuropathy by targeting the oxido-nitrosative stress mediated inflammatory cascade. Phytotherapy Research. 25 (10), 1527-1536 (2011).
  8. Baliga, M. S., Dsouza, J. J. Amla (Emblica officinalis Gaertn), a wonder berry in the treatment and prevention of cancer. European Journal of Cancer Prevention. 20 (3), 225-239 (2011).
  9. Rehman, H. -u, et al. Studies on the chemical constituents of Phyllanthus emblica. Natural Product Research. 21 (9), 775-781 (2007).
  10. Jang, Y., Koh, E. Characterisation and storage stability of aronia anthocyanins encapsulated with combinations of maltodextrin with carboxymethyl cellulose, gum Arabic, and xanthan gum. Food Chemistry. 405, 135002(2022).
  11. Fu, X., et al. Novel phenylalanine-modified magnetic ferroferric oxide nanoparticles for ciprofloxacin removal from aqueous solution). Journal of Colloid and Interface Science. 632, 345-356 (2023).
  12. Jiang, T., Charcosset, C. Encapsulation of curcumin within oil-in-water emulsions prepared by premix membrane emulsification: Impact of droplet size and carrier oil on the chemical stability of curcumin. Food Research International. 157, 111475(2022).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Erratum

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Formal Correction: Erratum: Using Multiple Light Scattering to Examine the Stability of Phyllanthus emblica L. Extracts Obtained with Different Extraction Methods
Posted by JoVE Editors on 8/04/2023. Citeable Link.

An erratum was issued for: Using Multiple Light Scattering to Examine the Stability of Phyllanthus emblica L. Extracts Obtained with Different Extraction Methods. The Authors section was updated from:

Haozhou Huang1
Mengqi Li2
Chuanhong Luo3
Sanhu Fan4
Taigang Mo4
Li Han3
Dingkun Zhang3
Junzhi Lin5
1Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy/Academy for Interdiscipline, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine
2Sichuan Nursing Vocational College
3School of Pharmacy/School of Modern Chinese Medicine Industry, State Key Laboratory of Characteristic Chinese Medicine Resources in Southwest China
4Sanajon Pharmaceutical Group
5TCM Regulating Metabolic Diseases Key Laboratory of Sichuan Province, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine

to

Haozhou Huang1,2
Mengqi Li3
Chuanhong Luo4
Sanhu Fan5
Taigang Mo5
Li Han4
Dingkun Zhang4
Junzhi Lin6
1State Key Laboratory of Southwestern Chinese Medicine Resources, Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy/Academy for Interdiscipline, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine
2Meishan Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine
3Sichuan Nursing Vocational College
4State Key Laboratory of Southwestern Chinese Medicine Resources, School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine
5Sanajon Pharmaceutical Group
6TCM Regulating Metabolic Diseases Key Laboratory of Sichuan Province, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine

Tags

Multiple Light ScatteringStability EvaluationPhyllanthus Emblica ExtractsExtraction MethodsParticle Size AnalysisReflux ExtractionStability IndexParticle Migration SpeedLayer ThicknessTurbiscan Analysis

Related Articles