Erforschung der charakteristischen Marker von Chrysanthemen auf der Grundlage charakteristischer HPLC-Spektren in Kombination mit chemometrischen Methoden
Chrysanthemen sind die getrockneten Blütenköpfe der Asteraceae-Pflanze Chrysanthemum morifolium Ramat. Sie enthält hauptsächlich aktive Bestandteile wie Flavonoide, ätherische Öle, organische Säuren und Spurenelemente. Es hat die Wirkung, Winde zu zerstreuen, Hitze zu beseitigen, die Leber zu beruhigen, die Sehkraft zu verbessern, Hitze zu beseitigen und zu entgiften. In der Ausgabe 2020 des Chinesischen Arzneibuchs werden Chrysanthemen-Sorten wie "Boju", "Chuju", "Gongju", "Hangju" und "Huaiju" nach ihrem Herkunftsort und ihren Verarbeitungsmethoden aufgeführt. Als chinesische Heilpflanze mit medizinischen und essbaren Eigenschaften zeichnet sich die Chrysantheme durch eine große Vielfalt und komplexe Zusammensetzung der Inhaltsstoffe aus. Die verschiedenen Chrysanthemensorten weisen jedoch aufgrund ihrer unterschiedlichen Wachstumsumgebungen, Anbau- und Verarbeitungsmethoden sowie ihrer uneinheitlichen Qualität erhebliche Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung auf, was zu unterschiedlichen klinischen therapeutischen Wirkungen führt. Derzeit wird in der Ausgabe 2020 des chinesischen Arzneibuchs der Gehalt an drei chemischen Komponenten, Chlorogensäure, Luteolin-7-O-β-D-Glucosid und 3,5-O-Dicaffeoylchinasäure, als Bewertungsindikator verwendet, was eine umfassende Bewertung der Qualität von Chrysanthemen-Arzneimitteln erschwert.
Das charakteristische Spektrum der traditionellen chinesischen Medizin kann die allgemeinen Veränderungen in der inneren Qualität der traditionellen chinesischen Medizin charakterisieren. Immer mehr traditionelle chinesische Arzneimittel nutzen die Erstellung charakteristischer Fingerabdruck-Spektren für die Qualitätskontrolle, wobei die HPLC-Technologie für charakteristische Fingerabdrücke auch bei der Identifizierung von Chrysanthemen-Sorten und in der Qualitätskontrollforschung häufig eingesetzt wird. Der Qualitätsmarker für traditionelle chinesische Medizin (Q-Marker) besteht aus exklusiven, klinisch wirksamen und überwachten chemischen Komponenten, die mit den funktionellen Eigenschaften der traditionellen chinesischen Medizin in Verbindung stehen. Er kann die Sicherheit und Wirksamkeit traditioneller chinesischer Medizin widerspiegeln und zum Aufbau eines modernen umfassenden, systematischen und quantitativen Qualitätsbewertungssystems für traditionelle chinesische Medizin verwendet werden. Auf der Grundlage von Q-Marker können durch die Integration von Fingerabdruck-Spektren und chemometrischen Methoden Komponenten entdeckt werden, die gemeinsame Merkmale in Heilkräutern oder Formeln widerspiegeln, und es kann ein mehrdimensionales Qualitätsbewertungssystem geschaffen werden, das den Merkmalen der traditionellen chinesischen Medizin entspricht. Dies könnte eine bessere Lösung für die wissenschaftliche Überwachung der traditionellen chinesischen Medizin darstellen.
Auf der Grundlage früherer Forschungen über Chrysanthemen wurden in dieser Studie charakteristische HPLC-Chromatogramme verschiedener Chrysanthemen-Sorten erstellt und mit chemometrischen Methoden kombiniert, um die gemeinsame Substanzbasis von Chrysanthemen als charakteristische Marker zu untersuchen. Gleichzeitig wurden signifikante Unterschiede bei den charakteristischen Markern zwischen den verschiedenen Chrysanthemen-Sorten ermittelt, was eine wissenschaftliche Grundlage für die allgemeine Qualitätsbewertung, die Sortenidentifizierung und die Bewertung einzelner Sortenmerkmale von Chrysanthemen bietet.

 

Auswahl der Extraktionsmethoden. In diesem Experiment wurden die Auswirkungen verschiedener Lösungsmittel (70%-Methanol, 50%-Methanol, 80%-Methanol), Extraktionsmethoden (Ultraschallextraktion und Extraktion unter Rückfluss) und Extraktionszeiten (30, 35, 40 Minuten) auf die Chromatogramme untersucht, wobei die Ultraschallextraktion mit 70%-Methanol über 40 Minuten als Extraktionsmethode gewählt wurde.
Optimierung der chromatographischen Bedingungen. In diesem Experiment wurden verschiedene chromatographische Säulen (Agilent XDB-C18 Säule Phenomenex Luna C18)、 Detektionswellenlängen (220, 254, 330, 348nm) und mobile Phasensysteme (Acetonitril -0,1% Phosphorsäurewasser, Acetonitril -0,1% Ameisensäurewasser, Acetonitril -0,2% Essigsäurewasser) verwendet, und die chromatographische Peakform, die Anzahl der Peaks und die Auflösung wurden als Bewertungsindikatoren verwendet. Schließlich wurde eine Agilent XDB-C18 Chromatographiesäule (4,6mm × 250mm, 5 µ m) mit einer Detektionswellenlänge von 348nm und Acetonitril -0,2% Essigsäure wässrige Lösung als mobiles Phasensystem ausgewählt.
Die fünf verschiedenen Sorten von Chrysanthemen-Kontrollkarten, die im Versuch erstellt wurden, weisen unterschiedliche gemeinsame Peaks und identifizierte charakteristische Peaks auf. In den erstellten Kontrollkarten von Boju, Chuju, Gongju, Hangju und Huaiju wurden 21, 20, 25, 22 bzw. 22 gemeinsame Peaks identifiziert, und 14, 14, 12, 13 bzw. 13 charakteristische Hauptpeaks wurden durch Vergleich mit der Kontrollprobe ermittelt; Im Chrysanthemen-Kontrollspektrum, das aus 50 Chargen von Chrysanthemenproben erstellt wurde, wurden 17 gemeinsame Peaks identifiziert, einschließlich Neochlorogensäure, Chlorogensäure, Kryptochlorogensäure, Luteolin-7-O-β-D-Glucosid, Isochlorogensäure B, 3,5-O-Dicaffeoylchinasäure, Apigenin 7-O-β-D-Glucosid, Isochlorogensäure C, Vanillolignin 7-O-β-D-Glucosid, Vanillogenin, Apigenin und Luteolin. Da Kaffeesäure in Gongju, Hangju und Huaiju nicht identifiziert wurde und Acacetin in Gongju nicht identifiziert wurde, wurden Kaffeesäure und Acacetin nicht als gemeinsame Peaks im Chrysanthemen-Kontrollspektrum verwendet. Beim Vergleich der Peakflächen wurde festgestellt, dass sich die Peakflächen von Luteolin-7-O-β-D-Glucosid, Apigenin, Apigenin 7-O-β-D-Glucosid und Isochlorogensäure C in den fünf Chrysanthemen-Kontrollspektren deutlich unterscheiden. In den Kontrollspektren von Gongju und Hangju waren die Peakflächen von Luteolin-7-O-β-D-Glucosid und isochlorogener Säure C größer, während in den anderen drei Chrysanthemen-Kontrollspektren ihre Peakflächen kleiner waren; In den Kontrollspektren von Boju, Chuju und Huaiju ist die Peakfläche von Apigenin relativ groß, während sie in den Kontrollspektren von Gongju und Hangju sehr klein ist; die Peakfläche von Apigenin 7-O-β-D-Glucosid ist im Kontrollspektrum der Chrysantheme von Hangzhou größer, während sie in den anderen vier Kontrollspektren der Chrysantheme kleiner ist. Durch den Vergleich der Unterschiede zwischen den charakteristischen Peaks der fünf Chrysanthemen-Sorten können wir also vorläufig die Unterschiede zwischen den verschiedenen Chrysanthemen-Sorten widerspiegeln, was darauf hindeutet, dass es bestimmte Unterschiede in den Arten und Gehalten der chemischen Komponenten in den verschiedenen Chrysanthemen-Sorten gibt.
Die Ergebnisse der Ähnlichkeitsbewertung zeigen eine hohe Intra-Spezies-Ähnlichkeit, was darauf hinweist, dass die Unterschiede zwischen Chrysanthemen derselben Sorte aus verschiedenen Chargen relativ gering sind. Die geringe Inter-Spezies-Ähnlichkeit beträgt 0,391-0,690, was auf signifikante Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung der verschiedenen Chrysanthemen-Sorten hinweist. CA, PCA und OPLS-DA können fünf verschiedene Chrysanthemensorten genau in fünf Kategorien einteilen. Obwohl die fünf Chrysanthemenarten unterschiedlich sind, weisen sie auch Gemeinsamkeiten auf. PCA und OPLS-DA unterteilen die fünf spezifischen Regionen in zwei Kategorien: links und rechts. Unter ihnen werden Boju, Chuju und Huaiju als eine Kategorie (für medizinische Zwecke) und Gongju und Hangju als eine Kategorie (für medizinische Zwecke) klassifiziert. Die chemometrische Analyse zeigt, dass Cumarin-7-O-β-D-Glucosid, Isochlorogensäure C und Apigenin die Hauptunterscheidungskomponenten der beiden Kategorien sind, die als charakteristische Marker verwendet werden können, um die Unterschiede zwischen den beiden Chrysanthemenarten zu erkennen. OPLS-DA hat 7 Hauptmarkerkomponenten herausgefiltert und 4 Komponenten identifiziert, darunter Apigenin, Apigenin 7-O-β-D-Glucosid, Luteolin-7-O-β-D-Glucosid und Isochlorogensäure durch Vergleich mit gemischten Referenzstandards. Diese Komponenten können als charakteristische Marker verwendet werden, um Unterschiede zwischen verschiedenen Chrysanthemen-Sorten zu erkennen, was durch den Vergleich der Peakflächen bestätigt wird. Zehn Komponenten mit VIP-Werten unter 1, darunter Isochlorogensäure B, 3,5-O-Dicaffeoylchinasäure, Vanillin, Kryptochlorogensäure, Chlorogensäure, Neochlorogensäure, Luteolin und Vanillin 7-O-β-D-Glucosid, können als charakteristische Marker für Chrysanthemen insgesamt verwendet werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in diesem Experiment die charakteristischen HPLC-Spektren von fünf Chrysanthemen-Sorten ermittelt und analysiert wurden, charakteristische Peaks und ihre entsprechenden Peakflächen verglichen und eine Ähnlichkeitsbewertung durchgeführt wurde, wodurch die Unterschiede zwischen verschiedenen Chrysanthemen-Sorten vorläufig nachgewiesen werden konnten. Durch die Anwendung chemometrischer Methoden zur Analyse und zum Screening derselben Substanzen bei verschiedenen Chrysanthemen-Sorten als charakteristische Marker, die die Wirksamkeit von Chrysanthemen darstellen und die Unterschiede zwischen verschiedenen Chrysanthemen widerspiegeln, wird eine wissenschaftliche Grundlage für die Identifizierung von Chrysanthemen-Sorten und die Qualitätsbewertung geschaffen.