تجزیه و تحلیل گیاهان دارویی: بحث تاریخی و منطقهای تکنیکهای پیچیده اضطراری
مارتین فیتزجرالد1 مایکل هاینریش2 آنتونی بوکر1،2*
1 طب گیاهی و آسیای شرقی، دانشکده علوم زندگی، کالج علوم و هنرهای لیبرال، دانشگاه وست مینستر، لندن، بریتانیا
2 فارماکوگنوزی و گیاه درمانی، دانشکده داروسازی UCL، لندن، بریتانیا
تجزیه و تحلیل گیاهان دارویی سابقه طولانی دارد، به ویژه در مورد ارزیابی کیفیت یک گیاه. اولین تکنیکها ارگانولپتیکی با استفاده از حواس فیزیکی چشایی، بویایی و ظاهر بودند. سپس بتدریج اینها به سمت تکنیک های پیشرفته تر دستگاهی منتهی شد. اگرچه کشورهای مختلف داروهای سنتی خود را دارند، چین در حال حاضر از نظر تعداد انتشارات متمرکز بر تجزیه و تحلیل گیاهان دارویی و تعداد گنجاندن در فارماکوپه آنها پیشتاز است. تک نگاری های موجود در این انتشارات، دستورالعمل هایی را در مورد نوع تجزیه و تحلیلی که باید انجام شود، ارائه می دهد، و برای تولیدکنندگان، این معمولاً به این معنی است که آنها به ابزار دقیق و پیشرفته تری نیاز دارند. ما شاهد پیشرفتهایی در بسیاری از زمینههای آنالیز تحلیلی و بهویژه توسعه روشهای کروماتوگرافی و طیفسنجی و خط خطی کردن این تکنیکها بودهایم. توانایی پردازش دادهها با استفاده از نرمافزار تجزیه و تحلیل چند متغیره، دری را به روی متابولومیک باز کرده است و به ما ظرفیت بیشتری برای درک تغییرات زیادی از ترکیبات شیمیایی موجود در گیاهان دارویی میدهد و به ما امکان میدهد نه تنها از کیفیت گیاهان و داروها اطمینان بیشتری داشته باشیم، بلکه همچنین مناسب بودن آنها برای تحقیقات بالینی اصلاحات در فن آوری منجر به توانایی تجزیه و تحلیل و طبقه بندی گیاهان به طور موثر و قادر به شناسایی آلاینده ها و مواد تقلبی در سطوح بسیار پایین شده است. با این حال، پیشرفتهای فناوری نمیتواند تمام پاسخهایی را که برای ارائه داروهای گیاهی با کیفیت بالا نیاز داریم در اختیار ما قرار دهد و تکنیکهای سنتیتر ارزیابی کیفیت امروزه همچنان مهم هستند.
معرفی
گیاهان دارویی برای هزاران سال منبعی برای شفا در جوامع محلی در سراسر جهان بوده اند. هنوز هم به عنوان یک روش مراقبت اولیه بهداشتی برای تقریباً 85٪ از جمعیت جهان ( پشیچ، 2015 )، و به عنوان منبعی برای کشف دارو، با 80٪ از تمام داروهای مصنوعی ناشی از آنها ( بائر و برونستروپ، 2014 ) از اهمیت معاصر برخوردار است. . به طور همزمان، چند صد سال اخیر شاهد افزایش فراوانی در معرفی، توسعه و پیشرفت تجزیه و تحلیل مواد گیاهی بوده است. بشر هزاران سال است که گیاهان و مواد غذایی دارویی را بر اساس ارزیابی ارگانولپتیکی مناسب و کیفیت شناسایی و انتخاب کرده است، اما تنها در طول هفت دهه گذشته از زمان اختراع تکنیکهای تحلیلی پایه، مانند کروماتوگرافی کاغذی، بوده است. رشد سریع از بینایی، لمس و بویایی گرفته تا استفاده از ابزار دقیق پیشرفته دیده می شود. اگرچه این مکانیزه شدن حواس نسبتاً اخیراً ظاهر شده است، از نظر تاریخی بسط مفهومی در سراسر انقلاب علمی، به سمت جهان و به درون در مقیاسی کمتر از تشخیص قابل تشخیص با چشم انسان ایجاد شده است، که منجر به توسعه برخی از اولین ابزارهای تحلیلی کمک می شود. حواس، تلسکوپ و میکروسکوپ. از زمان کشف اولیه جهان های میکروسکوپی جدید، از طریق سطوح ساختاری، شیمیایی و اتمی، حساسیت و دامنه درک انسان گسترش یافته و افزایش یافته است.
پیشرفت سریع به ویژه با توجه به اینکه مفهوم آزمایشگاه تنها به طور رسمی در اروپا در اوایل دهه 1600 شکل گرفت مشهود است. ابتدا به عنوان گسترش اتاق کار فیلسوفان، پزشکان و دانشمندان، به فضایی برای مطالعه طبیعت و گردآوری شواهد تجربی تبدیل می شود ( ویلسون، 1997 )، که در آن مطالعات می تواند به راحتی و به راحتی تحلیلگر انجام شود نه در زمان های خاص که نور روز آب و هوا مجاز است این یک گام کوچک اما مهم به سوی تحقیقات تحلیلی رسمی تر بود.
در تجزیه و تحلیل مدرن، تکنیک های منفرد مانند کروماتوگرافی کاغذی و رنگ سنجی بسیار زودتر ظاهر شد. دامنه وسیعتر و کاربرد وسیعتری از این تکنیکها دنبال شد تا اینکه خط فاصلههای اولیه مانند LC-UV پدیدار شد، که اخیراً در ترکیبهای چندگانه ابزار دقیق چند خط فاصله به اوج خود رسیده است، و از مزایای تحلیلی ذاتی هر تکنیک استفاده میکند. ظهور تکنیک های تحلیلی خط تیره در بسیاری از جنبه ها مشابه سنتز ارگانولپتیکی است که هنگام انتخاب یک گیاه دارویی اتفاق می افتد. مشاهده، بوییدن و چشیدن آن برای استفاده از ترکیبی از حواس مختلف، افزایش نقاط مرجع/آماری درجات آزادی برای بهبود احتمال تشخیص صحیح و ارزیابی کیفیت آن. ظهور و به کارگیری این تکنیکهای خط فاصله تنها زمانی که سیستمهای رایانهای و ابزارهای مدیریت داده توسعه یافتند، امکانپذیر و مفید شد و ترکیب سریع و انتخابی اطلاعات را از مقدار زیادی سیگنالهای دادهای ابزاری و تحلیلی تولید شده ممکن ساخت.
با این حال، احتمالاً بزرگترین تأثیر در زمان های اخیر در پیشرفت تجزیه و تحلیل مواد گیاهی (و احتمالاً تجزیه و تحلیل به طور کلی) این است که چگونه می توان مقادیر زیادی از داده ها را جمع آوری، جذب کرد و به طور معناداری در اشکال قابل خواندن توسط انسان استفاده کرد. مشابه پیشرفتهای تاریخی در ابزار دقیق خط تیره ترکیبی، اکنون تکنیکهای پردازش دادههای ترکیبی مانند الگوریتمهای اثرانگشت، پروفایل متابولومیک و الگوریتمهای تشخیص الگو پدیدار شدهاند که تواناییهای تحلیلی را بیشتر میکنند، در حالی که زمان و تخصص مورد نیاز اپراتور را کاهش میدهند. این روند سرعت و سرعت پیشرفت تکنیک های تحلیلی را بیشتر شتاب داده و منجر به افزایش سرعت و توانایی تحقیقات مرتبط شده است. در این مقاله، روند انتشار و پیشرفتهای داروسازی را به منظور درک بهتر نقش و پیشرفت تکنیکهای تحلیلی تحلیل میکنیم. از زمان کشف و توسعه اولیه آنها، با تمرکز ویژه بر چین، یک کشور آسیایی با ریشه های فرهنگی عمیق و طولانی مدت در پزشکی گیاهی، تا پیشرفت ها و کاربردهای امروزی تر.
روند انتشار
علاقه فزاینده به تحقیقات و تجزیه و تحلیل گیاهان دارویی در تعداد انتشارات اخیر منعکس شده است، با افزایش بیش از سه برابری از 4686 انتشار در سال 2008 به 14884 در سال 2018. خروجی منتشر شده در طول 8 سال دهه حاضر به تنهایی از همه بیشتر بود. آنهایی که قبل از سال 2000 ترکیب شدند، از زمانی که رکوردهای پایگاه داده شامل در سال 1800 شروع شد ( شکل 1 ).
شکل 1
www.frontiersin.org
شکل 1 روند انتشارات تجزیه و تحلیل مواد گیاهی از زمان شروع سوابق جستجو در سال 1800. جستجوی کلیدواژه با استفاده از ترکیب “گیاه دارویی” یا “داروی گیاهی” و “تجزیه و تحلیل” انجام شد که پس از بررسی فهرستی از موضوعات مشابه برای حداکثر رکوردهای تنظیم شده مجدد انتخاب شد. ترکیبی از کلمات کلیدی مانند “تحلیل فتوشیمیایی”، “طب سنتی” و “گیاهی”. Web of Science یا مجموعه، پایگاه داده KCI- Korean Journal، MEDLINE ® ، نمایه استنادی علوم روسیه و پایگاه های فهرست استنادی SciELO در جستجو گنجانده شدند.
بیشترین نسبت انتشارات ذکر شده در پایگاه های داده فعلی در طول 10 سال گذشته برای گزارش های تجزیه و تحلیل گیاهان دارویی در رشته های فارماکولوژی و داروسازی است ( شکل 2 ). با علوم گیاهی، بیولوژی مولکولی بیوشیمیایی و تحقیقات کشاورزی که تقریباً 70٪ از کل انتشارات را شامل می شود.
شکل 2
www.frontiersin.org
شکل 2 انتشارات تجزیه و تحلیل مواد گیاهی بر اساس رشته، 2008-2018 (169917 رکورد).
روندهای منطقه ای – 10 سال گذشته
اکثر (حدود 58٪) انتشارات تجزیه و تحلیل گیاهان دارویی در 10 سال گذشته مجموعاً از سرزمین اصلی چین، هند، ایالات متحده آمریکا و کره جنوبی منتشر شده اند ( شکل 3 ). این ممکن است بیانی از سنت های قوی گیاهان دارویی در آسیا علاوه بر حضور غالب ایالات متحده آمریکا به عنوان مصرف کننده بین المللی محصولات گیاهی باشد ( هو و همکاران، 2013 ). مناطق عمده آسیای شرقی، به ویژه، چین، ژاپن، کره جنوبی، همراه با تایوان، بیش از نیمی از کل استنادها (55٪) را تشکیل می دهند. این ممکن است نشان دهنده پیشرفت سریع اقتصادی و توانایی های تکنولوژیکی این کشورها باشد. چین با افزایش 15 درصدی تسلط بر خروجی های تحقیقاتی در 10 سال گذشته، مشارکت کننده اصلی است. این تأثیر همچنین در تأثیر مشارکت فزاینده چین در کمک به توسعه فارماکوپه ها در سراسر جهان و به عنوان یک رهبر در تجزیه و تحلیل گیاهان دارویی چینی دیده شده است ( شکل 3 ).
شکل 3
www.frontiersin.org
شکل 3 انتشارات تجزیه و تحلیل گیاهی بر اساس منطقه، 2008-2018.
مقررات و چشم انداز تحلیلی در حال تغییر
از دیدگاه نظارتی، الزامات داروسازی نقطه مرجع مرکزی برای تجزیه و تحلیل گیاهان دارویی است. اگرچه در سطح بینالمللی فارماکوپههای زیادی وجود دارد، جامعترین آنها مربوط به مواد دارویی گیاهی، فارماکوپه چینی (ChP) است. ChP فعلی معرفی شده در سال 2015، دهمین تکرار ارائه شده در سه جلد است و شامل 5608 دارو است که نسبت به چاپ اول آن در سال 1953 10 برابر افزایش یافته است. بیش از نیمی از تک نگاری های فعلی (حمیدرضا و همکاران، 2013، 598 ) به طور خاص به CHM از جمله گیاهان خام، برش ها، مخلوط های گیاهی و روغن ها مربوط می شود. یک گنجاندن قابل توجه در نسخه فعلی در مقایسه با نسخه قبلی، افزودن 400 مخلوط گیاهی است ( Qian et al., 2010 ).
تک نگاری های فارمکوپه – تأثیرات و چالش های آنها
اگرچه اخیراً ChP نقش فزاینده ای در تأثیرگذاری بر تجزیه و تحلیل گیاهان دارویی ایفا می کند، توسعه ChP به شدت تحت تأثیر فارماکوپه های غربی قرار گرفته است. از نظر تاریخی، شناسایی، تهیه و تجزیه و تحلیل گیاهان دارویی بر اساس متون کلاسیکی مانند Shengnong Bencao Jing (Shengnong Materia Medica، 25-220 پس از میلاد) بود، که در آن طبقه بندی و کیفیت 365 گیاه و 113 نسخه توسط ذائقه ارزیابی شد. تصور می شد که حس ارگانولپتیک تلخی، شیرینی، شوری و حتی مزه های خنثی نشان دهنده عملکرد و کاربرد دارو باشد. مسلماً تأثیرگذارترین مونوگراف داروسازی چینی بنکائو گانگمو (مجموعه ماتریا مدیکا، 1368-1644 پس از میلاد) است که حاوی 1892 توصیف گیاهی و 11096 نسخه است که در 16 بخش و 60 سفارش مرتب شدهاند و بر ظاهر، طعم و بو بهعنوان یک عطر و بو تأکید میکند. و کیفیت
با این حال، پیشرو اصلی قالب مدرن فارماکوپه چینی فعلی در دهه 1930 با 670 دارو چاپ شد. حتی در این مرحله اولیه، قدرتهای غربی مسلط آن زمان مانند بریتانیا، آلمان، آمریکا و ژاپن با چالشهایی در درک و ایجاد اجماع برای شناخت، طبقهبندی و اطمینان از کیفیت مواد پزشکی چینی مواجه شدند. در این زمان مشکلی در تأمین مواد برای بیمارستانهای «علمی ادارهشده» به سبک غربیتر پدیدار شد. در ابتدا، با توجه به اینکه ژاپن ترجمهای از فارماکوپه آلمانی را در سال 1886 پذیرفته بود، چینیها میتوانستند از فارماکوپه بریتانیا استفاده کنند، که در سال 1927 به عنوان تلاش مشترک اتاقهای بازرگانی لندن و بریتانیا به چینی ترجمه شد. با این حال، ابتدا باید برخی از اختلاف نظرها بین چهار اشغالگر حل می شد.
بسیاری از نیازهای تکنولوژیکی لازم برای تولید و حفظ استانداردهای دارویی مورد نیاز آمریکایی ها فراتر از توانایی و توانایی تکنولوژیکی چینی ها در آن زمان بود. آمریکا اخیراً ترجمه چینی داروسازی ایالات متحده (ویرایش دهم) خود را چاپ کرده بود که در سال 1926 منتشر شد. استانداردهای سختگیرانه آمریکایی برای آکونیت، دیجیتالیس، آدرنالین و انسولین توسط داروسازان جدید یا آموزش دیده خارجی مدیریت می شد ( Read, 1930). ). آمادهسازیهایی مانند لینیمانهای موجود در فارماکوپه بریتانیا و ایالات متحده در نسخه چینی گنجانده شد. شربت هایی مانند کدئین و گلوکز و تنتور شاهدانه از نفوذ بریتانیا بود. ساکنان خارجی در چین خوردن غذای محلی را مشکل میدانستند و «نیاز شدید به داروهای روده» را بیان میکردند. بنابراین، داروهای آن زمان، آلبومینیس، آسپیدیوم و امتین را شامل شد. واکسنهای دیفتری، کزاز و آبله از طریق دستورالعمل USP نگهداری شدند.
شیمیدانان آلمانی قبلاً به دلیل جداسازی ترکیبات شیمیایی شهرت پیدا کرده بودند که بسیاری از آنها در پزشکی استفاده می شدند و قبلاً در فارماکوپه ژاپنی مانند اسید اگزالیک، اسید پیروگالیک و برم گنجانده شده بودند. بنابراین، روش های تحلیلی آلمانی-ژاپنی موجود به طور کلی برای این مناطق مورد استفاده قرار گرفت، که حدود 25٪ از فارماکوپه چینی جدید را شامل می شود. در حالی که روشها و آمادهسازیهای تحلیلی مشتق شده از بریتانیا و آمریکا برای مواد گیاهی و حیوانی گنجانده شد.
توافق بر سر ترجمه و نامگذاری صحیح ترکیبات شیمیایی نیز مشکلساز شد، مثلاً هنگام تلاش برای حل اختلاف بین توصیفهای آلمانی-لاتینی و انگلیسی-آمریکایی مانند “natrium chloratum” و “sodii chloridum”. عناصر مشترک زبان لاتین به درک مشترک اروپایی و آمریکایی کمک کرد. با این حال، ترجمه به چینی دردسرساز بود. یک مسیر بالقوه آسانتر میتوانست استفاده از نامها و توصیفهای فارماکوپه ژاپنی باشد، که اغلب دارای همان خصلت آسیایی (هانزی) مانند چین بود، اما به دلیل احساسات ملیگرایانه قوی در آن زمان در سرزمین اصلی چین با این امر مخالفت شد . 1930 ).
اگرچه ژاپنیها اصطلاحات آوانویسی مستقیم خارجی را برای داروها ترجیح میدادند، حدود 60 مدخل اصلی چینی مواد دارویی در فارماکوپه ژاپنی از جمله مدخلهایی برای کافور، زنجبیل، آلوئه، هل و بادیان ستارهای باقی مانده بود.
مشکل در شناسایی گیاه و نامگذاری رایج به آسیا محدود نمی شد. در اوایل دهه 1900 گسترش سیاسی اروپا و آمریکا، تلاش هایی در اروپا برای فهرست نویسی اصطلاحات چند زبانه برای گیاهان مشابه انجام شد، مانند انتشار “فرهنگ لغت مصور چند زبانه نام گیاهان” به زبان های لاتین، عربی، ارمنی، انگلیسی، فرانسوی، زبانهای آلمانی، ایتالیایی و ترکی ( بدویان، 1936 )، فهرستبندی 3657 گیاه به هشت زبان.
