TcmSpeciesAuthenticationDNAChecker
Tcm Species Authentication DNA
ℹ️ Утилита проводит видовую идентификацию лекарственного растительного и животного сырья методом ДНК-баркодинга согласно ChP 2020 (Глава 2351) и рекомендациям CBOL:
• Совпадение последовательности с референсным образцом (≥99%)
• Генетическая дистанция K2P (≤0.01 для подтверждения внутривидовой принадлежности)
• Верификация ближайшего таксономического соседа в базе данных
• Количественное определение ДНК примесей/фальсификатов (≤1%)
• Скрининг запрещённых и токсичных видов (Aristolochia, Aconitum raw, Ephedra excess)
• Контроль качества выделенной ДНК (OD260/280: 1.8–2.0)
⚠️ КРИТИЧНО: ДНК-баркодинг — ЕДИНСТВЕННЫЙ НАДЁЖНЫЙ МЕТОД для:
• Порошков и экстрактов (микроскопия невозможна)
• Близкородственных видов (Panax ginseng vs P. quinquefolius vs P. notoginseng)
• Обнаружения подмены опасными видами (Stephania → Aristolochia = нефропатия!)
• Идентификации животного сырья (Cordyceps, Gecko, Snake bile)
Ошибка видовой идентификации — причина №1 тяжёлых побочных реакций в ТКМ.
Использование:
TcmSpeciesAuthenticationDNAChecker.exe → демо-режим (вывод в консоль)
TcmSpeciesAuthenticationDNAChecker.exe input.csv output.json → оценка ваших данных
Формат input.csv:
BatchNumber,ClaimedSpecies,BarcodeRegion,Identity%,K2P_Distance,NearestNeighbor,DNA_ng_ul,OD260_280,Adulterant%,ForbiddenDetected
Пример:
TCM-001,Panax_ginseng,ITS2,99.8,0.002,Panax_ginseng,45.0,1.92,0.0,0
Рекомендуемые баркод-регионы:
• ITS2 — универсальный ядерный баркод для растений (ChP стандарт)
• psbA-trnH — хлоропластный, высокое разрешение для близкородственных видов
• matK / rbcL — дополнительные баркоды для сложных таксонов
• COI (cytochrome c oxidase I) — стандарт для животного сырья
• trnL-F — для деградированной ДНК (обработанные/старые образцы)
— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Традиционные методы идентификации (морфология, микроскопия, ТСХ) имеют серьёзные ограничения:
• Невозможны для порошков, гранул, экстрактов, капсул
• Субъективны и зависят от опыта специалиста
• Не различают генетически близкие виды с разной токсичностью
• Не обнаруживают примеси <10-20%
• Не выявляют запрещённые виды при преднамеренной подмене
ДНК-баркодинг решает ВСЕ эти проблемы и является золотым стандартом аутентификации ТКМ.
⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Sequence Identity ≥99% — подтверждение видовой принадлежности
• K2P Distance ≤0.01 — внутривидовая вариация (barcode gap)
• Species Match — ближайшее совпадение ДОЛЖНО быть заявленным видом
• Adulterant DNA ≤1% — порог обнаружения количественной примеси
• Forbidden Species = ABSENT — нулевая толерантность к токсичным видам
• OD260/280 = 1.8–2.0 — чистота ДНК (без белков/полисахаридов)
Ключевые особенности утилиты:
• Мультипараметрическая оценка: Identity + Distance + Species Match + Adulterants
• Автоматическое обнаружение запрещённых видов с критическим предупреждением
• Поддержка всех основных баркод-регионов (ITS2, psbA-trnH, matK, rbcL, COI)
• Количественная оценка степени фальсификации (% чужеродной ДНК)
• Контроль качества самой ДНК для исключения ложноотрицательных результатов
• Полная совместимость с базами GenBank, BOLD, TCM-ID, Herb-DNAbarcode
Критические параметры:
• Sequence Identity: ≥99.0%
• K2P Genetic Distance: ≤0.01
• Species Match: Exact match to claimed species
• Adulterant DNA: ≤1.0%
• Forbidden Species: Not Detected
• DNA Quality (OD260/280): 1.8–2.0
💡 Советы по использованию:
1. Используйте минимум 2 баркод-региона для сложных таксонов (ITS2 + psbA-trnH)
2. Референсная база должна содержать верифицированные ваучерные образцы
3. Для обработанного сырья (Paozhi) применяйте мини-баркоды (<200 bp) из-за деградации ДНК
4. При K2P 0.01–0.05 результат сомнителен — требуется секвенирование дополнительных регионов
5. Положительный результат на запрещённый вид требует немедленной изоляции партии и уведомления RA/QA
6. Регулярно обновляйте референсную базу новыми записями из валидированных источников
⚠️ Особенность: ДНК-аутентификация заполняет КРИТИЧЕСКИЙ ПРОБЕЛ в системе QC ТКМ, который не закрыт ни одной западной фармакопеей. Ph.Eur. и BHP полагаются на морфологию и химию, что недостаточно для ~30% случаев подмены в ТКМ. Данная утилита внедряет молекулярный уровень контроля, соответствующий современным требованиям WHO и NMPA. Она особенно важна для импортного сырья, где цепочка поставок длинная и риск подмены максимален. Без ДНК-теста невозможно гарантировать, что пациент получает именно то растение, которое назначил врач.
input.csv
BatchNumber,ClaimedSpecies,BarcodeRegion,SequenceIdentityPercent,GeneticDistance,NearestNeighborSpecies,DnaConcentration_ng_ul,OD260_280_Ratio,AdulterantDnaPercent,ForbiddenSpeciesDetected TCM-PANAX-AUTH-2026-001,Panax_ginseng,ITS2,99.8,0.002,Panax_ginseng,45.0,1.92,0.0,0 TCM-NOTOGINSENG-2026-002,Panax_notoginseng,ITS2,99.5,0.004,Panax_notoginseng,38.0,1.88,0.5,0 TCM-STEPHANIA-FAIL-2026-003,Stephania_tetrandra,psbA-trnH,87.5,0.145,Aristolochia_fangchi,32.0,1.85,15.0,1 TCM-CORDYCEPS-MIX-2026-004,Ophiocordyceps_sinensis,ITS2,96.2,0.035,Ophiocordyceps_sinensis,28.0,1.75,8.5,0 TCM-DENDROBIUM-2026-005,Dendrobium_officinale,psbA-trnH,99.9,0.001,Dendrobium_officinale,52.0,1.95,0.0,0
TcmSpeciesAuthenticationDNAChecker — URS & FS
TCM Species Authentication DNA Checker
TCM Species Authentication DNA Checker
1. Назначение документа
Документ описывает пользовательские требования (URS) и функциональную спецификацию (FS) для утилиты TcmSpeciesAuthenticationDNAChecker. Утилита предназначена для детерминированной проверки данных input.csv, формирования структурированного результата output.json и поддержки прослеживаемого QA/QC review.
Документ является проектной URS/FS-основой для CSV/CSA, IQ/OQ/PQ и дальнейшей валидации в контексте конкретной лабораторной процедуры.
2. Исходное описание утилиты
3. URS — пользовательские требования
3.1 Цель и область применения
Система должна принимать табличные результаты лабораторного контроля, выполнять проверку по заранее заданным критериям и возвращать понятный статус по каждой серии/записи: Pass, Review или Fail.
3.2 Нормативная / методическая база
В исходном описании и правилах утилиты используются следующие ориентиры: ChP 2020, ChP, EP, Ph.Eur, Ph.Eur., BHP, WHO, ICH, CBOL. Финальные лимиты должны быть подтверждены утверждённой спецификацией, монографией, SOP или протоколом трансфера метода.
3.3 Ключевые QC-проверки
- Совпадение последовательности с референсным образцом (≥99%)
- Генетическая дистанция K2P (≤0.01 для подтверждения внутривидовой принадлежности)
- Верификация ближайшего таксономического соседа в базе данных
- Количественное определение ДНК примесей/фальсификатов (≤1%)
- Скрининг запрещённых и токсичных видов (Aristolochia, Aconitum raw, Ephedra excess)
- Контроль качества выделенной ДНК (OD260/280: 1.8–2.0)
- Порошков и экстрактов (микроскопия невозможна)
- Близкородственных видов (Panax ginseng vs P. quinquefolius vs P. notoginseng)
3.4 Пользователи
- QC analyst — подготовка и загрузка
input.csv. - QA/QC reviewer — проверка результата и отклонений.
- CSV/validation specialist — подтверждение пригодности утилиты.
- System owner — управление версией, доступом и изменениями.
3.5 Требования к данным и Data Integrity
- каждая строка CSV должна быть прослеживаемой к серии, образцу или измерению;
- исходные значения не должны изменяться утилитой;
- расчёты должны быть воспроизводимыми при повторном запуске;
- любое отклонение должно сохраняться как структурированное finding с указанием поля и правила;
- ручное изменение итогового статуса вне QA-процесса не допускается.
4. FS — функциональная спецификация
4.1 Поток обработки
- Проверить наличие и кодировку
input.csv. - Проверить заголовки, обязательные поля и типы данных.
- Нормализовать числовые и булевы значения без изменения исходного следа.
- Выбрать набор правил по категории продукта/типа, если он предусмотрен.
- Сравнить значения с лимитами и вычислить derived metrics.
- Сформировать запись результата по каждой строке.
- Сохранить
output.jsonс общей сводкой, findings и traceability.
4.2 CSV-схема
| № | Поле CSV | Тип | Обяз. | Назначение |
|---|---|---|---|---|
| 1 | BatchNumber | string | Да | Идентификатор серии / лота для прослеживаемости. |
| 2 | ClaimedSpecies | string | Да | Входной атрибут для детерминированной оценки правил и прослеживаемости результата. |
| 3 | BarcodeRegion | string | Да | Входной атрибут для детерминированной оценки правил и прослеживаемости результата. |
| 4 | SequenceIdentityPercent | decimal | Да | Классификация для выбора адаптивных лимитов или набора правил. |
| 5 | GeneticDistance | decimal | Да | Входной атрибут для детерминированной оценки правил и прослеживаемости результата. |
| 6 | NearestNeighborSpecies | string | Да | Входной атрибут для детерминированной оценки правил и прослеживаемости результата. |
| 7 | DnaConcentration_ng_ul | decimal | Да | Измеренный аналитический результат для сравнения с критерием приемлемости. |
| 8 | OD260_280_Ratio | decimal | Да | Измеренный аналитический результат для сравнения с критерием приемлемости. |
| 9 | AdulterantDnaPercent | decimal | Да | Измеренный аналитический результат для сравнения с критерием приемлемости. |
| 10 | ForbiddenSpeciesDetected | boolean | Да | Бинарный признак обнаружения для правил нулевой толерантности или предупреждений. |
4.3 Пример входных данных
| BatchNumber | ClaimedSpecies | BarcodeRegion | SequenceIdentityPercent | GeneticDistance | NearestNeighborSpecies | DnaConcentration_ng_ul | OD260_280_Ratio | AdulterantDnaPercent | ForbiddenSpeciesDetected |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TCM-PANAX-AUTH-2026-001 | Panax_ginseng | ITS2 | 99.8 | 0.002 | Panax_ginseng | 45.0 | 1.92 | 0.0 | 0 |
| TCM-NOTOGINSENG-2026-002 | Panax_notoginseng | ITS2 | 99.5 | 0.004 | Panax_notoginseng | 38.0 | 1.88 | 0.5 | 0 |
| TCM-STEPHANIA-FAIL-2026-003 | Stephania_tetrandra | psbA-trnH | 87.5 | 0.145 | Aristolochia_fangchi | 32.0 | 1.85 | 15.0 | 1 |
| TCM-CORDYCEPS-MIX-2026-004 | Ophiocordyceps_sinensis | ITS2 | 96.2 | 0.035 | Ophiocordyceps_sinensis | 28.0 | 1.75 | 8.5 | 0 |
| TCM-DENDROBIUM-2026-005 | Dendrobium_officinale | psbA-trnH | 99.9 | 0.001 | Dendrobium_officinale | 52.0 | 1.95 | 0.0 | 0 |
4.4 Выходной JSON
{
"utility": "TcmSpeciesAuthenticationDNAChecker",
"runId": "urn:fuzkk:run:example",
"sourceFile": "input.csv",
"recordsProcessed": 5,
"overallStatus": "Pass / Review / Fail",
"records": [
{
"recordId": "TCM-PANAX-AUTH-2026-001",
"status": "Pass / Review / Fail",
"criticalFindings": [],
"warnings": [],
"evaluatedRules": [
"Configured acceptance criteria from the utility rule set"
],
"inputTrace": {
"BatchNumber": "TCM-PANAX-AUTH-2026-001",
"ClaimedSpecies": "Panax_ginseng",
"BarcodeRegion": "ITS2",
"SequenceIdentityPercent": "99.8",
"GeneticDistance": "0.002",
"NearestNeighborSpecies": "Panax_ginseng",
"DnaConcentration_ng_ul": "45.0",
"OD260_280_Ratio": "1.92"
}
}
],
"dataIntegrity": {
"deterministicEvaluation": true,
"sourceRowTraceability": true,
"manualOverrideAllowed": false
}
}
5. Трассировка URS → FS → тесты
| URS | FS-механизм | Проверка |
|---|---|---|
| Загрузка корректного input.csv | CSV parser + schema validator | OQ: валидный/невалидный CSV |
| Детерминированная оценка лимитов | Rule engine с фиксированной конфигурацией | OQ: граничные значения и known expected results |
| Статусы Pass/Review/Fail | Status aggregator по findings | OQ/PQ: образцы с проходными и провальными сериями |
| Прослеживаемость к исходной строке | inputTrace + recordId | PQ: сверка output.json с исходным CSV |
| Поддержка QA review | структурированные findings и warnings | PQ: review сценарии и deviation handling |
6. CSV/CSA и валидационный подход
IQ
- проверка версии утилиты;
- проверка расположения исполняемого файла;
- проверка шаблона CSV;
- контроль прав доступа.
OQ
- проверка обязательных полей;
- проверка типов данных;
- проверка граничных значений;
- проверка zero-tolerance правил.
PQ
- прогоны на реальных/репрезентативных данных;
- сверка с ручным расчётом;
- подтверждение QA review workflow.
Change control
- версионирование лимитов;
- impact assessment при изменении правил;
- регрессия после обновления.
1. Document purpose
This document defines user requirements (URS) and functional specification (FS) for TcmSpeciesAuthenticationDNAChecker. The utility is intended to evaluate input.csv data deterministically, generate structured output.json output and support traceable QA/QC review.
This document is a project-level URS/FS baseline for CSV/CSA, IQ/OQ/PQ and further validation under an approved laboratory procedure.
2. Source utility description
3. URS — user requirements
3.1 Intended use and scope
The system shall accept tabular laboratory QC results, evaluate them against configured acceptance criteria and return a clear status for each batch or record: Pass, Review or Fail.
3.2 Regulatory / methodological basis
The source description and utility rules refer to the following framework: ChP 2020, ChP, EP, Ph.Eur, Ph.Eur., BHP, WHO, ICH, CBOL. Final acceptance limits shall be confirmed by the approved specification, pharmacopoeial monograph, SOP or method-transfer protocol.
3.3 Key QC checks
- Sequence match with reference specimen (≥99%)
- K2P genetic distance (≤0.01 for intraspecific confirmation)
- Verification of nearest taxonomic neighbor in database
- Quantitative determination of adulterant/falsifier DNA (≤1%)
- Screening for forbidden and toxic species (Aristolochia, raw Aconitum, Ephedra excess)
- Extracted DNA quality control (OD260/280: 1.8–2.0)
- Powders and extracts (microscopy impossible)
- Closely related species (Panax ginseng vs P. quinquefolius vs P. notoginseng)
3.4 Users
- QC analyst — prepares and loads
input.csv. - QA/QC reviewer — reviews output, findings and deviations.
- CSV/validation specialist — confirms fitness for intended use.
- System owner — controls versioning, access and change management.
3.5 Data and data-integrity requirements
- each CSV row shall be traceable to a batch, sample or analytical measurement;
- source values shall not be modified by the utility;
- calculations shall be reproducible on repeated execution;
- each deviation shall be captured as a structured finding with field and rule references;
- manual override of the final status outside QA process is not allowed.
4. FS — functional specification
4.1 Processing flow
- Verify presence and encoding of
input.csv. - Validate headers, mandatory fields and data types.
- Normalize numeric and boolean values while preserving the source trace.
- Select an adaptive rule set by product/category type, where applicable.
- Compare values with limits and compute derived metrics.
- Create a result record for each input row.
- Write
output.jsonwith summary, findings and traceability.
4.2 CSV schema
| # | CSV field | Type | Req. | Purpose |
|---|---|---|---|---|
| 1 | BatchNumber | string | Yes | Batch / lot identifier used for traceability. |
| 2 | ClaimedSpecies | string | Yes | Input attribute required for deterministic rule evaluation and output traceability. |
| 3 | BarcodeRegion | string | Yes | Input attribute required for deterministic rule evaluation and output traceability. |
| 4 | SequenceIdentityPercent | decimal | Yes | Classification used to select adaptive limits or rule set. |
| 5 | GeneticDistance | decimal | Yes | Input attribute required for deterministic rule evaluation and output traceability. |
| 6 | NearestNeighborSpecies | string | Yes | Input attribute required for deterministic rule evaluation and output traceability. |
| 7 | DnaConcentration_ng_ul | decimal | Yes | Measured analytical result compared with the configured acceptance criterion. |
| 8 | OD260_280_Ratio | decimal | Yes | Measured analytical result compared with the configured acceptance criterion. |
| 9 | AdulterantDnaPercent | decimal | Yes | Measured analytical result compared with the configured acceptance criterion. |
| 10 | ForbiddenSpeciesDetected | boolean | Yes | Binary detection flag used for zero-tolerance or warning rules. |
4.3 Input data example
| BatchNumber | ClaimedSpecies | BarcodeRegion | SequenceIdentityPercent | GeneticDistance | NearestNeighborSpecies | DnaConcentration_ng_ul | OD260_280_Ratio | AdulterantDnaPercent | ForbiddenSpeciesDetected |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TCM-PANAX-AUTH-2026-001 | Panax_ginseng | ITS2 | 99.8 | 0.002 | Panax_ginseng | 45.0 | 1.92 | 0.0 | 0 |
| TCM-NOTOGINSENG-2026-002 | Panax_notoginseng | ITS2 | 99.5 | 0.004 | Panax_notoginseng | 38.0 | 1.88 | 0.5 | 0 |
| TCM-STEPHANIA-FAIL-2026-003 | Stephania_tetrandra | psbA-trnH | 87.5 | 0.145 | Aristolochia_fangchi | 32.0 | 1.85 | 15.0 | 1 |
| TCM-CORDYCEPS-MIX-2026-004 | Ophiocordyceps_sinensis | ITS2 | 96.2 | 0.035 | Ophiocordyceps_sinensis | 28.0 | 1.75 | 8.5 | 0 |
| TCM-DENDROBIUM-2026-005 | Dendrobium_officinale | psbA-trnH | 99.9 | 0.001 | Dendrobium_officinale | 52.0 | 1.95 | 0.0 | 0 |
4.4 Output JSON
{
"utility": "TcmSpeciesAuthenticationDNAChecker",
"runId": "urn:fuzkk:run:example",
"sourceFile": "input.csv",
"recordsProcessed": 5,
"overallStatus": "Pass / Review / Fail",
"records": [
{
"recordId": "TCM-PANAX-AUTH-2026-001",
"status": "Pass / Review / Fail",
"criticalFindings": [],
"warnings": [],
"evaluatedRules": [
"Configured acceptance criteria from the utility rule set"
],
"inputTrace": {
"BatchNumber": "TCM-PANAX-AUTH-2026-001",
"ClaimedSpecies": "Panax_ginseng",
"BarcodeRegion": "ITS2",
"SequenceIdentityPercent": "99.8",
"GeneticDistance": "0.002",
"NearestNeighborSpecies": "Panax_ginseng",
"DnaConcentration_ng_ul": "45.0",
"OD260_280_Ratio": "1.92"
}
}
],
"dataIntegrity": {
"deterministicEvaluation": true,
"sourceRowTraceability": true,
"manualOverrideAllowed": false
}
}
5. Traceability URS → FS → tests
| URS | FS mechanism | Test evidence |
|---|---|---|
| Load valid input.csv | CSV parser + schema validator | OQ: valid/invalid CSV cases |
| Deterministic limit evaluation | Rule engine with fixed configuration | OQ: boundary values and known expected results |
| Pass/Review/Fail statuses | Status aggregator based on findings | OQ/PQ: passing and failing representative batches |
| Traceability to source row | inputTrace + recordId | PQ: output.json reconciliation to source CSV |
| QA review support | structured findings and warnings | PQ: review and deviation-handling scenarios |
6. CSV/CSA and validation approach
IQ
- utility version check;
- executable location check;
- CSV template check;
- access-right verification.
OQ
- mandatory field checks;
- data type checks;
- boundary-value checks;
- zero-tolerance rule checks.
PQ
- runs on real or representative data;
- comparison with manual calculation;
- confirmation of QA review workflow.
Change control
- rule and limit versioning;
- impact assessment for rule changes;
- regression after updates.
Входит в пакеты
Традиционная китайская медицина (ТКМ)
Пакет QC-утилит для ТКМ: botanical identity, fingerprint consistency, marker compounds, decoction pieces, Paozhi processing, pesticides, mycotoxins, heavy metals, sulfur fumigation, microbial limits and adulteration screening.
Открыть