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  • 中蒙药指纹图谱的研究现状

  • 来源:中国民族医药杂志 作者:于茜屈爱桃 时间:2013-08-28 14:27:00
  • 核心提示: 中药和蒙药是我国中医和蒙医的传统药物,是我国宝贵的医学财富。虽然蒙医药理论体系与中医药有所不同,但蒙药和中药一样属于天然药物,它们的作用原理和作用机制具有相似之处,因此,蒙药的研究可以借鉴中药的研究方法。但
        中药和蒙药是我国中医和蒙医的传统药物,是我国宝贵的医学财富。虽然蒙医药理论体系与中医药有所不同,但蒙药和中药一样属于天然药物,它们的作用原理和作用机制具有相似之处,因此,蒙药的研究可以借鉴中药的研究方法。但目前不论是中药还是蒙药都存在着化学成分不明确,药理机制不清楚,质量控制困难等问题。因此要实现中药、蒙药的发展,必须与国际接轨,实现中蒙药研究的现代化,中蒙药指纹图谱技术已经作为一种综合分析手段,得到了国内外许多研究中蒙药学者的一致认可,越来越多的应用于中蒙药的研究中。由此可见,指纹图谱技术在中蒙药研究中的重要性。本文就中蒙药指纹图谱技术及其应用现状进行综述。
    1  中蒙药指纹图谱概述
    1.1  中蒙药指纹图谱:中药指纹图谱是中药材或中成药经过适当处理后,利用现代信息采集技术和质量分析手段,得到的能够显现中药材或中成药性质的图像、图形、光谱的图谱及其数据。蒙药指纹图谱是指某种(或某产地)蒙药材或蒙成药经适当处理后,采用一定的分析手段,得到能够标示该蒙药材或蒙成药特性的共有峰的图谱。中蒙药指纹图谱是一种综合的、可量化的鉴定手段,它是建立在中蒙药化学成分系统研究的基础上,主要用于评价中蒙药材以及中蒙药制剂质量的真实性、优良性和稳定性。
    1.2  中蒙药指纹图谱的特点:中蒙药指纹图谱作为一种综合分析手段,具有专属性强,唯一性突出,整体分析和模糊性等特点,是其可以广泛应用的基础。
    1.2.1专属性:指纹图谱具有专属性,一种药材或成药的指纹图谱和其他的药材的指纹图谱是不一致的,是这种药材特有的。并且指纹特征还能反映出药材因产地和采收期不同而造成的差异,也能反映出同一成药不同批次间的质量差异。
    1.2.2相似性:药材因生长年限、生长环境变化而可能导致个体间指纹图谱产生较明显的差异,但指纹图谱能够反映出这个群体所共有的相似性,即这个群体的共有峰。
    1.2.3  整体性和模糊性:整体性是指中药和蒙药化学成分的整体组成的特性,即指纹图谱应能相对全面、系统地体现中药和蒙药成分的整体面貌。模糊性是指个体样品本身就存在着未知因素,即指纹图谱难以对所有化学成分进行精确的定性、定量分析,故在解决实际问题时应采用模糊数学等手段。
    1.2.4可量化性:通过选取合适的定量函数解析方法,图谱应能对中药成分进行有效控制,并计算成分含量,评价药材的质量,确保产品质量的相对稳定一致。
    2  中蒙药指纹图谱的常用研究方法
        中蒙药指纹图谱有多种构建方法,每种方法都有各自的优缺点和一定的适用范围。可以大致分为三类:(1)色谱法:包括传统的薄层色谱法、液相色谱法、气相色谱法、高效毛细管电泳法等;(2)光谱法:包括紫外光谱法、红外光谱法、近红外光谱法等;(3)其它方法:如x射线衍射法、核磁共振法,色谱波谱联用法等。指纹图谱研究方法虽然较多,但色谱法却是主流方法,尤其是薄层色谱(TCL),高效液相色谱(HPLC)和气相色谱(GC)的色谱技术,已经成为大家所公认的3种常规的分析手段,是目前我们研究中蒙药指纹图谱应优先考虑的方法。建立某一种中药或蒙药的指纹图谱应根据其主要成分的性质、对图谱的要求及其他客观条件选较适宜的方法,要确保图谱的有效性和适用性。
    2.1  薄层色谱指纹图谱法:薄层色谱(TCL)指纹图谱用固定波长对薄层展开的各斑点进行扫描,所得的扫描图谱比目测的层析图谱更加客观准确,具有快速、经济、可靠、操作简便、适用范围广、重现性好的特点。目前是用于中药定性鉴别最常用的方法,其优点是可以提供直观形象的可见光或荧光图像,即较柱色谱多了色彩这一可比参数。冯艺戎等人对黄芎抗栓胶囊TLCS指纹图谱的构建进行了初步探讨,得到了一个较理想的指纹图谱并确定了构建的初步模式:共有9个物质峰,其中3个物质峰为本方特有峰,这为其质量评价和质量控制标准制定提供一定参考。另外许佳等人建立乳香药材的高效薄层色谱指纹图谱,图像经CHROMAP软件转换成数码轮廓图并生成共有模式后,进行相似度、聚类和主成分分析,并对不同来源乳香药材的指纹图谱进行比较分析,这对乳香药材的鉴别和质量控制提供了参考依据。
    2.2高效液相色谱指纹图谱法:高效液相色谱法(HPLC)具有高效、快速、灵敏、重现性好、应用范围广等特点,可分离分析草药中的生物碱、黄酮和各种苷类、有机酸和香豆素等化学成分,在草药的质量控制及草药有效成分研究等方面都是重要的分析手段,目前已成为中药色谱指纹图谱研究的首选方法。刘淑琴以芦丁作为对照品,通过对色谱条件的优化,样品采集、方法学研究和考察,系统研究蒙药多叶棘豆药材,建立了多叶棘豆的HPLC标准指纹图谱,并用于分析不同产地和同一产地不同采牧收期的多叶时棘豆药材质量,为多叶棘豆的研究开发和应用的质量控制提供了参考依据。崔月建立了穿心莲高效液相色谱指纹图谱,并对穿心莲进行质量控制。
    2.3气相色谱指纹图谱法:气相色谱(GC)分离效能高、分析速度快,多用于中药中挥发性成分如蒎烯、龙脑、芳樟醇、柠檬烯的测定,也有经衍生化反应后用于分析中药的其他成分如生物碱类、脂肪类、内脂类、酚类、糖类药物等,是一种发展较为完善的技术,并且得到了广泛的应用。该方法主要应用于草药材的定性鉴别,在中蒙药质量控制中起到了十分重要的作用。王青虎等人建立了蒙药小白蒿的气相色谱指纹图谱,用GC法对10个地区的小白蒿进行指纹图谱研究,为小白蒿药材质量控制提供依据。得到23个共有峰,精密度和重现性试验均良好,结果证明此方法有助于蒙药小白蒿的药材质量控制。并且还有张来芳等人建立了醒脑静脂肪乳注射液中挥发性成分的气相色谱指纹图谱分析方法,测定了10批自制制剂,标定了11个共有峰,并选择冰片中的主要活性成分龙脑作为标准峰,本法重复性较好,制剂中共有峰分离完全,为醒脑静脂肪乳注射液的指纹图谱研究奠定了基础。
    3  中蒙药指纹图谱的模式识别
        由于指纹图谱的建立是基于色谱技术和光谱技术,也具有复杂性和模糊性,指纹图谱中潜藏着大量反映中蒙药及其复方内在化学物质信息的数据和变量,对其识别、挖掘和评价尤为关键。模式识别是基于化学测量数据,从复杂的数据中最大限度的提取信息,进一步揭示物质的隐含性质。模式识别主要有聚类分析法,人工神经网络和主成分分析法3种。
    3.1聚类分析法:聚类分析(clustering analysis,CA)是依据实验数据本身具有的定性或定量特征,根据变量域之间的相似性而逐步归群成类的方法,能客观反映这些变量或区域之间的内在组合关系。聚类分析法又可分为系统聚类分析法(HCA)和模糊聚类分析法(FCA)。翟红林等人基于数字化成像识别技术辅助采用CA研究了不同产地黄连的HPLC/DAD指纹图谱,并对其进行质量控制。此外王斌也应用液相色谱联合聚类分析法建立了北沙参的指纹图谱,选择了是个色谱峰作为北沙参的特征峰,对其进行质量控制。
    3.2人工神经网络:人工神经网络法(artificial neural net—work,ANN)可以获取反映中药内在质量的宏观、综合和隐含的信息,并以模糊非线性观点进行比较,评价中药内在质量的真实性、一致性和稳定性,它在中药质量评价、产地、种属、真伪的识别方面应用广泛。王丽琼等人采用HPLC—UV测定35个麻黄药材的指纹图谱,应用化学计量学进行图谱预处理和数据预处理,建立并验证不同种类、不同产地和不同采摘时间的麻黄药材的反向传播人工神经网络(back—propagation artificial neural net—work,BP—ANN)和判别分析(discriminant analysis,DA)判别模型,确定此方法能有效判别不同种类、不同产地和不同采摘时间的麻黄药材并为其他药材的分析提供了参考。
    3.3  主成分分析法:主成分分析(pncipal components a.nalysis,PCA)也称主分量分析,旨在运用降维思想,把多指标转化为少数几个综合指标,用综合指标解释多变量的方差一协方差结构,把给定的一组相关变量通过线性变换转成另一组不相关的变量,这些新的变量按照方差依次递减的顺序排列。李晓红等人建立了骨碎补药材乙醇和环己烷提取物的高效液相色谱(HPLC)指纹图谱,并利用主成分分析法(PCA)对指纹图谱进行统计分析,从定性和定量两方面控制骨碎补药材的内在质量。
    4中蒙药指纹图谱的应用和前景
    4.1  中蒙药指纹图谱的应用
    4.1.1  中蒙药指纹图谱可以分析中蒙药化学成分,完善中蒙药信息:中蒙药材或复方制剂利用色谱或光谱技术建立的指纹色谱,可以比较详细描绘出中蒙药的化学成分,解决化学成分不明确的现状。汤道权等人建立了反相液相色谱联合二极管阵列检测模式指纹图谱,分离和鉴定了银杏中8个黄酮类化合物,清楚地阐述了色谱分离条件和方法,为银杏的化学成分研究奠定了基础。而且徐良等人建立了蒙药森登-4汤拆方的液相色谱指纹图谱,得到了32个色谱峰,确定了其中15个峰的来源,由回归方程得出森登一4汤中有15种成分在一起协同作用,成为其主要药效物质基础。
    4.1.2  中蒙药指纹图谱辨别药材真伪和比较药材质量:利用中蒙药指纹图谱的专一性,即某药材的指纹图谱和其他的药材的指纹图谱是不一样的,由此可以鉴别药物的真伪。由于药材产地、生长条件、加工工艺和批次的不同,其指纹图谱不会相同,由此可以比较药材的质量。沈振铎等人建立了评价五味子和南五味子质量的GC指纹图谱分析和鉴定方法,确定了北五味子挥发油类成分中的28个共有峰,南五味子挥发油类成分中的16个共有峰。同时利用指纹图谱方法对南、北五味子进行了鉴别。同时王丽双等人采用红外指纹图谱和电子能谱EDS指纹图谱直观比对鉴定右归丸济生肾气丸,可以快速准确鉴别两种组成相近刺型相同的右归丸和济生肾气丸药品。
    4.1.3  中蒙药指纹图谱可以对药物进行质量控制:中蒙药制剂一般由多味中药组成,其化学成分相当复杂。中药指纹图谱质控技术是中药现代化的重要突破口,对中药复杂体系的特性作出了科学化、标准化的表达,提高了中蒙药质量控制水平。张平等人采用高效液相色谱法对五味子药材醇提及水提部位指纹图谱进行比较研究,建立了五味子药材醇提和水提部位的指纹图谱,使五味子药材中各成分得到全面分离,对生脉中间体一五味子提取液进行质量控制。另外还有李慧芳建立蒙药玉簪花的高效液相色谱指纹图谱,通过色谱条件的优化建立了指纹图谱及检测方法,分别标定了18个共有峰,以控制药材的质量。
    4.2  中蒙药指纹图谱的前景:指纹图谱技术是一种综合的、可量化的鉴别手段,指纹图谱技术的应用,为中蒙药的质量控制,化学成分分析提供了有效技术手段,为中蒙药产业高速发展构筑了一个研究、生产的技术平台。并且通过指纹特征相似程度的比较,判断真伪、评价优劣、考察稳定性和一致性,已经成为国内外认可的发展中药、蒙药特色的研究模式之一。
        中药指纹图谱技术在中药的研究中已经占据了重要地位,但是仍然存在着一些问题,例如,利用中药指纹图谱技术可以解决一些中药质量控制的问题,但是仍无法将全部的物质峰归属,仍存在化学成分不明确的现象。从这些不足,可以看出中药指纹图谱技术有着广泛的发展前景,进一步完善中药指纹图谱技术,是现在面临的首要问题。
        虽然,蒙药同中药相似,近几年出现了关于蒙药指纹图谱的报道,但是与中药相比,蒙药指纹图谱的文献数量较少,并不能全面的为蒙药的研究和发展服务,这样不仅制约了蒙药现代化的发展,而且也使得蒙医蒙药的研究及临床应用停滞不前。对此,我们可以借鉴中药指纹图谱技术,将蒙药现代化引向世界。并相信,指纹图谱技术将在中蒙药学研究方向上越走越远。

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