中药分析-贡济宇.ppt

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1、“中药资源化学研究与资源有效利用的新思路新方法暨中药资源与开发专业系列规划教材培训学习班”,中药分析新思路、新方法,长春中医药大学药学院 贡济宇,2013年11月,中药分析学内涵与外延,1,中药分析研究特点,2,中药分析学的发展与研究思路,3,中药分析学（analysis science of Chinese medicines）：是以中医药理论为指导，综合运用化学、物理学、生物学和信息学等技术和方法，研究中药质量及其控制方法的一门学科。是中药学一级科学的重要组成部分，是中药学类专业的一门主要专业课程，是中药学一级学科的一个重要组成部分。它不仅是一门研究中药质量控制的“方法学科”，且为相关学科

2、的研究提供必要的基础支撑，共同致力于中药学科的发展和提高。是现代中药发展的“耳目”。,中药分析学内涵,中药分析学是一门伴随着现代科学技术成长、发展的学科，并积极与其他学科交叉融合，向更宽阔的领域延伸。包括应用信息学、统计学等技术解决中药复杂体系分析问题的中药信息学；体内中药成分分析；中药生产过程分析与在线质量控制；中药生物活性分析；中药形态、微观、无损分析；多方法的联合、联用分析等。,中药分析学外延,中药（Chinese medicines）是指依据中医学的理论和临床经验应用于医疗或保健的药物。中药的物质表现形式包括中药材（Chinese medicinal materials）、饮片（dec

3、oction pieces）和中药制剂（prescription of Chinese medicines）。近年来，随着国际范围内对天然药物、传统药物认知度的不断提高，中药提取物（Chinese medicinal extracts）已成为一种新的物质表现形式。中药的质量是指中药所固有的一组用以达到中药临床用药需求的整体特征或特性，包括真实性、有效性、安全性、整体性和均一性。,规范了相关术语,研究中药质量变化规律中药质量控制与评价新药物研究与开发为中药现代化提供方法与技术,中药分析的任务,研究中药质量变化规律中药分析不是一项简单的、被动的质量检验与监督工作。要对中药质量进行有效控制，需要从药

4、材的种植（养殖）、采收、加工、贮存到饮片炮制、制剂生产制备等一系列过程进行质量分析，系统考察质量的影响因素及其变化规律，探索提高中药质量的有效途径。,中药质量控制与评价经过定性、定量、药理、毒理等方面的严格分析和检验，从本质上阐明药物的性质、药效、利用变化程度，毒副作用，进而科学地评价、控制其质量。,中药及其制剂成分的多样性与复杂性中药材质量的差异性中药制药工艺及辅料的特殊性中药药理作用的多方面性中医药理论与现代医学的不一致性以中医药理论为指导，评价中药质量的整体性和科学性,中药分析特点,中药化学成分的复杂性，决定了中药及其制剂分析的艰巨性中药成分含量的不稳定性，影响了中药及其制剂质量的可控性

5、中药分析过程中干扰因素多，影响结果的准确性中药有效物质基础不甚明确，影响了中药质量评价的客观性,中药分析与“西药”分析的异同,中药应用与中医药理论体系特征,中医重辨“证”论治 中药特性表述-四气五味、归经、升降浮沉等中药功效按中医药理论描述中药应用原则-配伍，君臣佐使、七情等,西药应用与现代医学理论体系特征,现代医学侧重对“症”处理 药物本身性能以其理化性质来表征药物功效以相应的病理、生理、生化等指标和术语表示药物以单独使用为主，联合使用时，需考虑药物间的理化作用及时间等,中药分析特点,中药多为单味或复方成分尚未清楚的的混合物，所测成分多为微量或痕量通常应采用仪器分析法真实性分析-首先要弄清确

6、切基原（物种），以达到正本清源；真实性的控制方法，主要包括基于形态学的性状和显微鉴定方法、基于化学成分的理化鉴定方法以及基于遗传物质的DNA分子标记鉴定等,西药分析特点,药物多为已知结构明确的物质，纯度高可采用化学分析法或仪器分析法真实性分析-主要是对已知物质的鉴别，可采用官能团特征反应、IR光谱法等,中药分析特点,中药有效性分析-目前，多数中药的有效成分并不明确，在此前提下，分析中药所含活性成分、特征性成分或指标性成分还较普遍，且含量多以限度表示；但建立完善有效活性成分测定、多成分同步定量，特征图谱（或指纹图谱）检测技术建立完善有效活性成分测定、多成分同步定量，特征图谱（或指纹图谱）检测技术

7、，中药的有效性也可通过表征中药的生物学属性来完成，这些将是发展趋势。所测成分多为微量或痕量,西药分析特点,药物有效性分析-常为主成分的含量或效价测定。原料药主要考察纯度，一般以百分质量分数表示；制剂主要考察单位制剂含量与标示量的符合的，一般以相对表示百分含量表示。所测成分多为常量组分分析,中药分析特点,中药安全性分析-主要考察杂质或有害物质的量是否在安全使用的范围内。杂质影响原料的纯度，有害物质包括内源性有毒成分和外源性有害物质,西药分析特点,药物安全性分析-主要考察药物的纯杂程度，如一般性和特殊性杂质，特殊性杂质又包括有关物质。,中药分析特点,中药生产过程质量分析-要考虑从源头包括种植、养殖

8、、药材加工、炮制到前处理、再到制剂的全过程在线质量控制。,西药分析特点,药物生产过程质量分析-主要从原料合成、提取分离等生产及制剂生产进行在线质量控制。,中药分析学是伴随着人们对中药在生产、流通、临床应用的质量控制需求而逐渐形成的，并随着相关科学技术的发展而发展。依据所采用的主要分析方法与手段，中药分析学的形成大体可分为以下三个阶段：基于中药外形特征的“性状分析”阶段 基于中药内部组织构造的“显微分析”阶段基于中药所含化学成分的“理化分析”阶段,中药分析学的产生与发展,以化学成分为核心的中药质量分析将不断完善 中药指纹图谱技术应用将越来越广泛 联用技术应用将会更加普及 中药生物活性测定方法的应

9、用不断增多中药自动化、智能化分析方法的应用将会越来越广泛更加注重安全性将是中药质量分析的趋势 更加注重中药质量管理体系的建立与发展,中药分析学的发展趋势,如中国药典2015年版将继续完善中药质量控制模式建立健全符合中医药“君臣佐使”之理论，必须优先解决对“君、臣”药的有效控制，体现现代科技成果应用、能够从整体上有效反映中药安全性、有效性、质量均一稳定等特征的中药质量控制模式。强化中药材和饮片的基础作用，逐步做到每个品种有科学规范的安全性数据，要有与活性直接相关的有效性控制方法和专属的能反映整体特征的质量指标。,针对药味成分复杂、标准物质难求、指标成分缺乏专属性的品种，建立专属性强、多成分同时控

10、制的质量指标，建立完善有效活性成分测定、多成分同步定量，特征图谱（或指纹图谱）检测技术。探索并推行以中药标准对照提取物为对照的质量评价体系，形成新的更为科学、能真实反应中药内在要素的、能被国际普遍认可的质量标准控制体系和模式。,继续提高中药安全性控制水平对中国药典中标有“大毒、有毒、小毒”的中药材及饮片，进行系统的毒理学研究，从本版药典开始，计划分阶段、系统规范地对常用中药材、饮片安全性研究并建立数据库。以现代科学实验数据诠释古代本草的经验，通过系统的毒理学研究，提出和制定安全的药物配伍、用药剂量和合理的限度范围，这是中医药走向现代科学的奠基性工作，是中药面向国际社会、引领国际标准首要解决的问

11、题。建立完善内源性有毒成分和外源性有害物质限度控制技术方法，建立100个常用中药材和饮片的安全性数据库。,大幅度增加和完善安全性检查项目，制定内源性有毒成分和外源性重金属及有害残留物（农残、二氧化硫、真菌毒素、钴-60辐照残留、溶剂残留等）控制的方法、限度。进一步加强高风险中药注射剂的安全性控制，研究建立中药注射剂异常毒性、过敏反应、高分子聚合物、蛋白、树脂等有关物质检查的新方法。探索中成药品种灭菌方法正式纳入药典标准正文的可行性以保障安全和推进产业进步。,继续加强中药有效性质量控制遵循中医临床用药经验，传承和提高相结合，对性状、成分差别较大，或中医临床使用不同的多来源中药材继续深入研究，按一

12、药一名一标准的原则，科学、客观地逐步解决中药材长期存在的同品名多来源问题。,对于存在明显的产地依存性和对生长年限要求严格的中药材，要在标准项目中增加产地和采收年限的相关规定，并要加强野生与栽培品的质量标准比较研究和质控方法，从源头上确保中药质量。坚持科研为标准服务，标准为监管服务，监管为公众服务的理念，积极采用现代科研成果，加大科研成果向标准转化的力度，增加和完善专属的与疗效相关的鉴别、检查、含量测定项目。重点引入、广泛推广一测多评、特征图谱和图谱指纹、DNA分子鉴定、生物测定等新的分析方法和检测技术，杜绝“合格的假劣药”现象和问题发生,建立中药质量标准系统工程，同一品种或同一类成分在不同的类

13、别或剂型中采用统一规范的检测方法，以保证同系列品种质量控制、检测方法、指标与限度的相对一致性，维护系列药品的质量与疗效均衡。研究完善中药标准物质的替代方法，建立中药材饮片供鉴别和含量测定用的对照提取物。,不断完善分析方法与指导原则不断完善中药分析方法，提高中药质量控制水平 树脂残留物检查法 中药溶出度测定法 辐照中药放射性物质残留检查法 真菌毒素残留检查法 重金属、二氧化硫、农药残留现代分析技术。,修订和制定中药相关指导原则 修订：中药质量分析方法验证指导原则；制定：中药安全性控制指导原则；中药指纹和特征图谱技术指导原则；中药分析技术指导原则；中药标准物质研究、生产、标定和使用指导原则,进一步

14、加强中药标准的规范规范中药材的名称（中文、拉丁文）、来源（学名、药用部位）、采收期和产地加工。规范中药饮片、提取物及中成药处方中药味的名称。规范中药饮片、提取物及中成药制法的表述，厘清标准中规定的“制法”与企业实际生产“工艺”的定位和区别，统一规范专用术语。,规范和完善检测方法、过程、限度、结果判断与制剂规格等表述方式及用语；规范和统一计量单位，准确使用有效数字。进一步推进中药材拉丁学名的修订工作。对濒危和国际性保护资源品种，明确标明规范的警示语。,规范和统一中医医学术语，突出辨证用药的特色，规范功能与主治的表述、主症与次症的排列，彻底解决描述不确切，前后矛盾，主治病症宽泛等问题。,中药材道地

15、性研究与质量评价-生物指纹谱与化学指纹谱相结合示例一,中药分析方法研究思路与体会,采用微卫星分子标记的方法对中国林蛙长白山亚种与桓仁林蛙、黑龙江林蛙、东北林蛙进行研究。建立了中国林蛙长白山亚种的快速PCR鉴别方法，并在同种引物的扩增下，四种林蛙青蛙在PCR琼脂糖电泳图谱上显示的DNA条带大小结果完全不同，根据5对引物的PCR扩增结果，从琼脂糖电泳图中可以初步判定每种引物均可以将四种不同地区的林蛙鉴别开。为了验证其结果的准确，采用荧光标记的进行等位基因的扩增，得中国林蛙长白山亚种的微卫星的特征性电泳图谱，其可以准确的鉴别中国林蛙长白山亚种，进而可以通过林蛙物种个体来控制道地动物药材哈蟆油的质量。

16、这种分子遗传标记的方法从基源上道地动物药材哈蟆油的鉴别困难问题。,如引物1的PCR电泳图谱分析分别取已经提取好的四种林蛙的DNA模板，选择引物1：RCMS035 F:AATGGCGAGGAGGTTGACTA EU377559 R:GCAGTGTTTTATCGCTCGGT 对四种林蛙及对照组青蛙模板进行扩增，其退火温度为52.8，模板浓度为0.5ul,循环次数为35个循环，扩增产物用2%的琼脂糖凝胶进行电泳，电泳电压为120v，电泳时间为35min，上样量为0.5ul，在全自动凝胶成像分析系统上观察和分析。其电泳结果如下：,图1 C1-C10：长白山大兴安岭林蛙的PCR产物电泳结果（引物RCMS

17、035 F/EU377559 R）M：DL500DNA Marker从上至下为 500bp、400bp、300bp、200bp、150bp、100 bp、50bp,图2 H1-H10：黑龙江伊春林蛙的PCR产物电泳结果（引物RCMS035 F/EU377559 R）M：DL500DNA Marker从上至下为 500bp、400bp、300bp、200bp、150bp、100 bp、50bp,图3 L1-L10：辽宁桓仁林蛙的PCR产物电泳结果（引物RCMS035 F/EU377559 R）M：DL500DNA Marker从上至下为 500bp、400bp、300bp、200bp、150bp

18、、100 bp、50bp,图4 J1-J10：吉林四海林场林蛙的PCR产物电泳结果（引物RCMS035 F/EU377559 R）M：DL500DNA Marker从上至下为 500bp、400bp、300bp、200bp、150bp、100 bp、50bp,图5 Q1-Q10：长春净月潭青蛙的PCR产物电泳结果（引物RCMS035 F/EU377559 R）M：DL500DNA Marker从上至下为 500bp、400bp、300bp、200bp、150bp、100 bp、50bp,以上结果表明，长白山林蛙在280bp左右有明显的扩增条带，黑龙江伊春的林蛙在180bp处有明显的扩增条带，辽

19、宁桓仁林蛙在200bp处有明显的扩增条带，吉林四海林场林蛙在300bp处有明显的扩增条带，对比组长春净月潭青蛙在相同条件下没有扩增条带出现，与林蛙组形成鲜明对比。,再对每对引物每个地点的等位基因做个频数分布图可进一步得到中国林蛙长白山亚种与其他种属林蛙的区分情况,图6 引物1的基因频数分布图,示例二 东北红豆杉的质量评价运用ITS2条形码序列能准确区分红豆杉的来源及其种属,图1 PCR产物电泳图M:100bp DNA Marker ck:空白对照1和2为东北红豆杉TS样品两个平行试验PCR产物；3和4为南方红豆杉TC样品两个平行试验PCR产物；5和6为曼地亚红豆杉TM样品两个平行试验PCR产物

20、,图2 系统聚类树,系统聚类树分析通过邻接法（NJ）利用实验序列和Genbank序列所构建的系统聚类树可以看出，东北红豆杉、南方红豆杉与曼地亚红豆杉为同属植物，基于ITS2序列的NJ树能够明显地看出，红豆杉与其同科能够很好地区分开，见图2,红外光谱指纹图谱的研究 采用了红外光谱法建立中药红豆杉的指纹图谱，通过对15批不同来源的红豆杉药材进行了光谱测定，并聚类分析。将所得的图谱进行平均处理，得到平均谱图，将不同来源的红豆杉与平均谱图比较进行相似度分析，进而能评价不同来源的红豆杉药材质量。,表1 红豆杉药材来源,图2批不同来源红豆杉样品红外光谱合图,由相似度比较结果可以看出，15批不同来源红豆杉药

21、材图谱与平均图谱的相似度均大于0.90.,图3不同来源红豆杉红外谱图聚类分析结果,聚类分析,结果显示，15批不同产地红豆杉的红外图谱被明显聚为两类，说明不同产地的红豆杉药材的红外光谱图有相似之处，红豆杉样品的红外光谱图可能由于地理位置和气候环境的影响存在一定的差异。,示例三 两头尖药用资源的质量评价,12批吉林省不同产地两头尖样品红外光谱合图,12批不同产地两头尖红外谱图聚类分析结果,12批样品红外谱图相似度比较,结果表明不同产地药材的相似度较高达到0.96以上。两头尖伪品与正品的相似度均小于0.6。,12批吉林省两头尖色谱图相似度比较,12批两头尖药材聚类分析树状图,12批吉林省两头尖药材相

22、似度评价表,不同产地两头尖药材样品，实验测得的图谱相似度较高均大于0.91，达到了指纹图谱研究相关技术要求，两头尖药材常见的三种伪品图谱与正品图谱比较，相似度均小于0.3。,中药中重金属、有害因素及无机成分分析-分子光谱、原子光谱及其联用技术示例,中药分析方法研究思路与体会,对人参等七种吉林省道地药材中重金属及有害元素的总量及存在形式进行研究，旨在为中药材重金属及有害元素提供检测方法和技术标准。,按照中医药评价中药的分析模式研究-构建证候动物模型，通过方、药干预等方法研究，阐明组证关系及规律示例,中药分析方法研究思路与体会,利用复合因素构建邪热壅肺的证候动物模型，经多指标结果对比，筛选最佳造模条件。然后，以“三维”评价方法对动物证候模型进行评价，并通过研究麻杏石甘汤对其干预作用，阐明复方的作用机理，及麻杏石甘汤的药效物质基础和配伍规律，同时证明复方中无机元素及其化合物是复方的清热药效物质。首次对麻杏石甘汤复方的清热活性物质进行研究，为中药复方研究提出了新思路、新内容和新方法。,欢迎各位专家提出宝贵意见,谢 谢!,