Authentication of Traditional Chinese Prescriptions Using Comprehensive 2D-LC

Význam tématu

Čínská bylinná medicína představuje komplexní směs aktivních složek s vysokou variabilitou přírodního původu, což zvyšuje riziko padělků a nesprávného složení přípravků. Chromatografické prstencové otisky (fingerprinting) umožňují podrobnou charakterizaci a ověření pravosti tradičních předpisů. Komplexní dvoudimenzionální kapalná chromatografie (2D-LC) díky vysoké kapacitě oddělení efektivně rozkládá složité vzorky bylin a jejich směsí.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo autentizovat tradiční čínský předpis Si-Wu-Tang analýzou jeho čtyř složkových bylin jednotlivě i v kombinaci. Pro každou bylinu byly vybrány charakteristické chromatografické signály a vytvořeny šablony (template), které se následně porovnaly s chromatogramem Si-Wu-Tangu. Studie dále sledovala dopad vynechání či nahrazení jedné byliny na výsledky šablonového párování.

Použitá metodika a instrumentace

Příprava vzorků:

• Byliny připravené formou dekokce: namáčení 60 min a vaření 30 min, následná centrifugace a filtrace (0,45 µm).

Chromatografie:

• Agilent 1290 Infinity 2D-LC se dvěma pumpami (1. dimenze: Agilent ZORBAX RRHT SB-Aq 2.1×100 mm, 1.8 µm; plynulý gradient 0–95 % methanolu + 0,1 % kyseliny mravenčí; 0,05 mL/min; 80 min; 30 min reequilibrace).
• Druhá dimenze: Agilent Poroshell 120 Bonus-RP 3.0×50 mm, 2.7 µm; gradient 2–95 % acetonitrilu + 0,1 % kyseliny mravenčí; 2,5 mL/min; modulační cyklus 0,5 min; přestřih 0,4 min.

Měření a detekce:

• Diodový poleový detektor (DAD) při 254 nm.
• Agilent 6530 Accurate-Mass Q-TOF LC/MS v pozitivním i negativním režimu (10 spekter/s; ESI, 300 °C sprchovací plyn).
• Software: Agilent OpenLAB CDS ChemStation, MassHunter Workstation, GC Image LC×LC-HRMS Edition.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza Si-Wu-Tangu ukázala v rozsazích prvního dimenze několik složitých pásů, které by v jednorozměrném režimu splynuly. Pro každou bylinu (Radix Angelicae Sinensis, Rhizoma Chuanxiong, Radix Paeoniae Alba, Radix Rehmanniae Preparata) bylo v pozitivním módu nalezeno v průměru 75–85 % šablonových signálů, v negativním 60–90 %. Vynechání či náhrada Rhizoma Chuanxiong vedla ke značnému poklesu shody šablony (z 11/13 na 6/13 v pozitivním režimu), což potvrzuje schopnost metody detekovat adulteraci.

Přínosy a praktické využití metody

Komplexní 2D-LC fingerprinting poskytuje robustní nástroj pro autentizaci vícekomponentních bylinných směsí, identifikaci charakteristických markerů jednotlivých složek a rychlou detekci nelegitimních úprav receptur. Metoda je vhodná pro kontrolu kvality v farmaceutickém i potravinářském sektoru.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj automatizovaných algoritmů pro porovnávání chromatografických šablon, integrace umělé inteligence pro adaptivní analýzu a rozšíření databází autentických otisků pro širší spektrum tradičních předpisů. Potenciál nese i miniaturizace 2D-LC systémů pro terénní testování.

Závěr

Studie demonstruje, že Agilent 1290 Infinity 2D-LC v kombinaci s Q-TOF MS efektivně autentizuje tradiční čínský předpis Si-Wu-Tang. Šablonové párování selektovaných markerů umožňuje spolehlivou identifikaci jednotlivých bylin a odhalení nedovolených úprav receptury.

Reference

1. Xie PS, Leung AY. Understanding the traditional aspect of Chinese medicine in order to achieve meaningful quality control of Chinese materia medica. J Chromatogr A. 2009;1216:1933–1940.
2. Liang XM et al. Qualitative and quantitative analysis in quality control of traditional Chinese medicines. J Chromatogr A. 2009;1216:2033–2044.
3. Yang DZ et al. Multidimensional information‐based HPLC technologies to evaluate traditional Chinese medicine. J Chromatogr Sci. 2013;51:716–725.
4. Liang YZ et al. Quality control of herbal medicines. J Chromatogr B. 2004;812:53–70.
5. Cockburn R et al. The global threat of counterfeit drugs. PLoS Med. 2005;2:e100.
6. Chen XP et al. Identification and characterization of constituents in Si-Wu-Tang by LC-TOF-MS and ion trap MS. Asian J Chem. 2013;25:6263–6266.
7. Wang ZJ et al. Simultaneous quantification of active components in Si-Wu-Tang by HPLC-MS. J Pharm Biomed Anal. 2009;50:232–244.
8. Peng Z et al. LC-DAD-MS determination of major constituents in Radix Angelicae sinensis. Chromatographia. 2008;67:973–978.
9. Yi LZ et al. Analysis of Radix Angelicae Sinensis (Danggui). J Chromatogr A. 2009;1216:1991–2001.
10. Bai YJ et al. Effect of different drying methods on Angelicae Sinensis Radix quality by HPLC-PDA–QTOF. J Pharm Biomed Anal. 2014;94:77–83.
11. Zhang XL et al. HPLC fingerprinting and UHPLC-Q-TOF profiling to find markers for Chuanxiong Rhizoma. J Pharm Biomed Anal. 2014;88:391–400.
12. Chen XG et al. Separation and identification of compounds in Rhizoma chuanxiong by LC×LC-MS. J Chromatogr A. 2004;1040:169–178.
13. Li SL et al. Chemical profiling of Radix Paeoniae by UPLC-PDA-QTOF. J Pharm Biomed Anal. 2009;49:253–266.
14. Xu J et al. Simultaneous determination in Rehmanniae Radix by HPLC-QQQ. Food Chem. 2012;135:2277–2286.
15. Krieger S. Comprehensive 2D-LC analysis of Chinese herbal medicine. Agilent Technologies Application Note 5991-5028EN. 2014.