Ekstraktion af totale flavonoider fra Shaanxi Huangjing ved hjælp af enzymassisteret ultralyd og undersøgelse af dets antioxidant- og anti-A549-celleproliferationsaktiviteter
Polygonatum sibiricum (PS) er en berømt medicinsk og spiselig urt i Kina, der hovedsageligt produceres i Hebei, Shaanxi, Anhui, Yunnan, Zhejiang, Heilongjiang og andre regioner. De tørrede rødder og stængler bruges til at give næring til yin og qi, styrke nyrerne og fugte lungerne. Forskning har vist, at Polygonatum sibiricum udøver farmakologiske effekter som antitumor, anti-aging og immunregulering gennem polysaccharider, flavonoider, saponiner, lignaner, aminosyrer og flygtige olier. Det bruges i vid udstrækning i klinisk praksis til behandling af ondartede tumorer som spiserørskræft, mavekræft, endetarmskræft og lungekræft.
Vores tidligere forskning baseret på netværksfarmakologi viste, at flavonoider i Polygonatum sibiricum kan udøve anti ikke-småcellet lungekræft (NSCLC) gennem signalveje som apoptose, hypoxiinducerbar faktor-1 og tumornekrosefaktor. Det specifikke materialegrundlag og den molekylære mekanisme skal undersøges ved at udvinde de samlede flavonoider fra Polygonatum sibiricum. Forskning har vist, at Shaanxi-produceret Polygonatum sibiricum har det højeste samlede flavonoidindhold, mens Yunnan-produceret Polygonatum sibiricum har det laveste samlede flavonoidindhold. Ekstraktionsmetoderne for totale flavonoider fra Polygonatum sibiricum omfatter ekstraktionsmetode, ultralydsmetode og enzymassisteret ultralydsmetode, men der har ikke været nogen optimering af ekstraktionsprocessen og analyse af flavonoidkomponenter. Der er endnu mindre forskning i indholdet af hver komponent og dens antioxidant- og antitumoreffekter.
I de senere år er ultralyd kombineret med enzymatisk metode gradvist blevet anvendt til udvinding af aktive ingredienser fra traditionel kinesisk medicin. Ultralydsbølger kan forplante sig i flydende medier for at producere en særlig "kavitationseffekt", som fremskynder udvaskningen af aktive ingredienser i traditionel kinesisk medicin gennem kraftige chokbølger. Celluloseenzymer nedbryder hovedsageligt plantecellevægge, øger cellevæggens permeabilitet, fremmer hurtig opløsning og diffusion af aktive ingredienser i kinesisk urtemedicin og forbedrer dermed udbyttet af aktive forbindelser. Derfor kan enzymassisteret ultralydsekstraktion af aktive ingredienser i traditionel kinesisk medicin reducere brugen af opløsningsmidler, forkorte ekstraktionstiden og forbedre udbyttet af medicinske ingredienser. Denne undersøgelse har til formål at bruge enzymassisteret ultralyd til at udvinde totale flavonoider fra Shaanxi produceret Polygonatum sibiricum og optimere den optimale ekstraktionsproces af flavonoider ved at kombinere nøglefaktorer som fast-væske-forhold, ethanolkoncentration, enzymdosering og ultralydstid. Responsoverflademetoden vil blive brugt til at detektere flavonoidkomponenterne i Shaanxi produceret Polygonatum sibiricum ved højtydende væskekromatografi (HPLC), og in vitro antioxidant og anti A549 celleproliferation effekter af ekstraktet vil blive undersøgt, hvilket giver data støtte til udvikling af mere forskelligartede farmakologiske dele af Shaanxi produceret Polygonatum sibiricum.

Denne artikel bruger ultralydassisteret cellulasemetode til at udtrække totale flavonoider fra Polygonatum sibiricum produceret i Shaanxi. Ekstraktionsprocessen af totale flavonoider fra Polygonatum sibiricum blev optimeret ved hjælp af responsoverflademetodologi som følger: cellulasedosering på 2%, ethanolkoncentration på 90%, ultralydstid på 20 minutter og faststof-væskeforhold på 1:16 (g/mL). Under disse betingelser var udbyttet af samlede flavonoider fra Polygonatum sibiricum produceret i Shaanxi (103,10 ± 0,02) μ g/g. Ifølge litteraturen er udbyttet af totale flavonoider i Polygonatum sibiricum produceret i Acheng, Heilongjiang, lavere end udbyttet af Polygonatum sibiricum produceret i Jiuhua Mountain, Anhui, og højere end udbyttet af Polygonatum sibiricum produceret i Baise, Guangxi og Lincang, Yunnan. Den mest indflydelsesrige faktor på udbyttet i multifaktoranalysen er den anvendte mængde cellulase, hvilket indikerer, at vægnedbrydningshastigheden for Polygonatum sibiricum er direkte proportional med opløsningen af dens flavonoider. Dette resultat er i overensstemmelse med litteraturrapporter. Undersøgelsen af samspillet mellem forskellige faktorer viste, at samspillet mellem ultralydstid og fast-væske-forhold samt samspillet mellem ethanolkoncentration og ultralydstid havde den mest signifikante effekt på det samlede flavonoidudbytte af Polygonatum sibiricum. Denne undersøgelse anvendte for første gang HPLC-metoden til at analysere og bestemme flavonoidkomponenterne og indholdet i Shaanxi Huangjing. I modsætning til Huangjing-afkog fra Tongji Tang fra Guizhou National Pharmaceutical Group og Tongrentang fra Beijing i Bozhou består Huangjing-flavonoiderne produceret i Shaanxi hovedsageligt af quercetin-dihydrat og baicalein, som begge har gode anti-tumor- og antioxidanteffekter. Det blev først opdaget, at Huangjing-flavonoider produceret i Shaanxi er rige på baicalein.

Resultaterne af antioxidanteksperimenter viste, at de samlede flavonoider fra Polygonatum sibiricum produceret i Shaanxi har en stærk antioxidantkapacitet, og deres opfangningshastighed for DPPH-frie radikaler kan sammenlignes med vitamin C. Når de anvendes i små doser, er deres antioxidantkapacitet ikke så god som vitamin C og BHT, men når dosis øges, øges deres evne til at opsamle frie radikaler gradvist, hvilket stort set svarer til vitamin C og BHT. Denne artikel bekræfter også for første gang, at flavonoider udvundet af Polygonatum sibiricum produceret i Shaanxi kan udvise dosisafhængige og tidsafhængige anti-A549-celleproliferationseffekter in vitro. Dette er i overensstemmelse med vores tidligere forskningsresultater inden for netværksfarmakologi og evidensbaseret medicin, som kan give et materielt grundlag for yderligere undersøgelser af flavonoidkomponenterne i Shaanxi Huangjing og dens anti-NSCLC-effekter.