中药指纹图谱

??中药是中医防病治病的物质基础，其质量直接影响中医的临床疗效和中药的实验研究，也是关系到用药安全的大事。因此，中药的质量控制一直是中药研究和生产领域里的重要研究课题。建立科学、合理和可行的中药质量控制体系对中药事业的发展具有重要的意义。

?? 一、开展中药指纹图谱研究的必要性
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??从中药的实质上讲，它们是完全由非常多的化学物质按照特定的相对含量比例组合而成的复杂的复方制剂。从化学的角度出发，要实现这一复杂的复方制剂的质量控制，除主成分含量测定等相关项目的检查外，理论上应将其全部的化学物质的结构和相对组成方式完全阐明；并且由于中药药效是多种化学物质综合作用的结果，因此，各化学成分的相对含员的阐明非常重要。
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??对于不同的中药（包括药材和中药复方制剂），它们本质上的差别是所含化学成分（主要是特征性化学成分）及其相对组合方式的不同。一般地讲，由于特征性化学成分的结构特殊，因此多具有某方面的牛理活性，它们的整体组成往往决定了中药的质量。通过对植物化学成分的共性和特性分析，采用现代分析手段，我们可以用一定的提取分离程序去除那些存在于中药中的非特征性成分，获取每种中药的具有特征性的化学成分的总提取物（称其为植物中药特征总提物或植物中药特征性标准提取物）；再根据不同的化合物具有不问的谱学特征，通过测定这种特征总提物的各种色谱和光谱图谱（这就是中药特征性总成分的指纹图谱）来达到表征其相对化学组成和结构等化学特征的目的。我们认为，这种中药特征总提物的色谱和光谱指纹图谱给出了其特征性化学成分的结构和相对组成方式等多方面重要的信息，用规范的操作程序获得的标准样品的指纹图谱可以代表中药的整体化学特征。对于中药的质量控制来说，如果将这种中药特征总提物的指纹图谱与现有其它各种中药质控方法结合起来，综合分析，就能更加客观地从整体上评价中药的内在质量。并且从中医的整体观念和中药药效来自多种化学物质的综合作用的观点出发，建立能反映中药的整体化学特征和中药多组分。多靶点、多层次特点的中药质量控制方法也是非常必要的。

??二、国内外技术现状和发展趋势
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??标准的药物品种包含了组成药物的各种化学物质的结构和相对含量的内容，这是保证植物药及其制剂质量的必要条件。近年来，随着天然产物化学和现代仪器分析技术等相关学科的迅速发展，国内外在植物药及其制剂质量控制研究方面的重点均已转向以植物化学、色谱学和光谱学等学科的理论和方法为基础，以其化学特征为综合指标的品质评价研究方面。这种研究是以反映化合物结构特征的各种检测手段阐明各植物药及其制剂特征性化学成分的结构和相对组成方式。对于人类大脑的主观判断而言，由于这种图谱具有较高的直观性，并能提供大量的有关化合物组成和结构的信息，因此能更有效地减少人的主观判断造成的错误。
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??但是，现有的植物药及其制剂质量控制的化学特征鉴定方法还不甚理想，其多以药物中少数几种化学成分为参照指标来检测其在样品中的存在与否，不能反映药物的整体化学特征；或检测手段只反映某些信号的出现，不能反映化合物的结构特征。这些不足对于综合评价植物药及其制剂的内在质量均具有一定的局限性。
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??在国内，目前的中药质量控制研究可以概括为正处于百家争鸣的状况。由于国家有关部门和行业对该领域的重视以及研究手段和分析仪器的不断发展，使得各种新的中药质量控制方法研究不断见于期刊杂志，如各种光谱、色谱分析在中药质量控制方面的应用均不断深入。特别是国家药品监督管理局颁布了有关中药注射剂采用指纹图谱控制其质量的妥求以后，中药的质量控制研究进入了一个新的发展阶段。但是，同样由于中药化学成分的复杂性，至今，应用各类分析仪器研究的中药种类还不多，其方法也不能对各类中药进行有效的质量控制。这也使得对中药质量控制方法进行规范化研究显得尤为重要。

??三、开展中药指纹图谱研究的社会需求分析

??对开展中药指纹图谱研究的社会需求，可以从中药的特点、中药质量控制的现状以及中药质量控制方法的实用性和科学性三个方面综合分析。
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??中药材多为植物的干燥器官。由于复杂的自然环境、社会状况，以及我国历史上科技发展不平衡等多种原因，造成了中药材在应用方面的复杂性。对于一种中药材，其来源有以下几种情况：

??1、同一名称的中药材可能来自不同基源的植物。这种不同基源的植物在植物分类上可分为：

??（1）同属不同种；

??（2）同科不同属；

??（3）不同科。

??2、同一基源的中药材有以下不同的区别：

??（1）不同产地；

??（2）不同采收季节和生长年限；

??（3）不同饮片；

??（4）不同规格等。

??3、很多中药材在使用上常有代用品。代用品按基源分类也可分为：

??（1）同属不同种；

??（2）同科不同属；

??（3）不同科。

??4、一些中药材，特别是名贵中药材，常可见到伪品与正品相混淆。中药伪品情况复杂，接来源不同可分为：

??（1）与正品为不同科的植物；
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??（2）与正品为同科不同属的植物；

??（3）与正品为同属不同种的植物；

??（4）与正品为同基源植物，但由于保管不当或人为原因，造成其化学组成变化或完全丧失化学组成。
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??由于以上因素的存在，使得不同来源的同种中药材其化学组成有可能相同，也有可能不同，这就必然影响到中医的临床疗效和中药的实验研究，并影响以其为原料生产出的各中成药的化学组成，从而影响其质量和疗效（因此，有必要规范中药生产中中药材的来源）。

??此外，我国中成药品种繁多，中成药生产过程中各工艺环节的稳定性等多种因素对其产品的化学组成也具有重大的影响。
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??另一方面，中药与化学合成药物的一个重要区别是后者的各种制剂的化学组成是人为设计的，在设计制剂配方的同时可根据各成分的理化性质来设计其分析检验方法，并制定质量标准。而中药的化学组成是天然形成的，因此，对其具有质量控制意义的化学物质必须通过各化学成分及其结构的研究才可确定，并应寻找能反映其组成和结构的有效手段。

??从现有的中药内在质量控制现状来看，还存在很多问题需逐步解决。其中，最突出的问题之一就是中药整体化学特征的责征。
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??对中药质量控制方法的要求应包括同时具有实用性和科学性两个方面。实用性指中药质量控制方法应具有准确、简便、价廉、重现性好、信息量大等优点，适合于中药工业生产的实际应用；科学性指中药质量控制方法的理论依据，包括尽可能反映中药的整体化学特征和对反映中药整体化学特征的各种图谱的深入解析。指纹图谱技术是同时具备实用性和科学性的中药质量控制方法。

??从以上对中药的特点、中药质量控制的现状以及中药指纹图谱的实用性和科学性分析可以看出，建立可用于中药质量控制的指纹图谱技术具有广泛的社会需求。

??四、开展中药指纹图谱研究应包括的主要研究内容

??开展中药指纹图谱的研究应以反映中药的整体化学特征和中药多组分、多靶点、多层次特点为立论依据。其主要研究内容应包括：

??1、规范化的中药特征总提物获取程序的研究及其指纹图谱的建立：

??（1）在光谱和色谱测试指导下，选择最佳的提取分离程序获取中药特征总提物。

??（2）对特征总提物进行色谱学和光谱学研究，确定可用于各中药质量控制的指纹图谱（包括HPLC、IR、UV和1HNMR等指纹图谱）及其特征数据。必要时可用HPLC－MS、HPLC－NMR等联用技术获得更精细的结构信息。

??2、中药指纹图谱的解析研究：

??（1）采用植物化学的研究方法对特征总提物进行分离，以得到各单体化合物；
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??（2）鉴定各单体化合物的结构，并对其进行光谱学和色谱学研究。通过各单体化合物的光谱学和色谱学特征与中药指纹图谱的比较，实现中药指纹图谱中特征信号的归属。

??3、各指纹图谱的相关性研究：

??应通过中成药指纹图谱与各单味药材的指纹图谱的比较，实现其相关性研究；

??4、指纹图谱技术在各中药材和中药复方制剂质量控制中的推广应用。
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??依据科学研究方法的要求，中药指纹图谱研究项目的实施还包括了对建立一种新方法所应开展的各种检测手段的精密度和重现性、各样品的重现性和稳定性等相关内容的研究。
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??前已述及，由于中药特征性化学成分的结构特殊，因此多具有某方自的生理活性，它们的整体组成往往决定了中药的内在质量。为了进一步说明中药特征性总成分选定的科学性，并作为下一步"中药物质基础与应用开发的系统研究"的前期工作，开展中药指纹图谱的研究还应对中药特征总提物以及各单体成分的生理活性进行深入的研究。

??五、开展中药指纹图谱研究需解决的关键技术

??用指纹图谱技术对中药进行质量控制的综合研究需在准确、简便、灵敏、价廉的前提下解决两个关键技术：

??1、规范化的植物中药特征性总成分选定和获取程序。

??2、表征植物中药样品中特征性总成分的组成和结构的方法。

??其中，中药特征性总成分的选定和获取秩序又是指纹图谱技术控制中药质量研究中的核心问题。对于检测手段，可分别选择1HNMR、HPLC、IR和UV等，并进行比较研究，以方便各部门在质量控制方面根据自己的实际情况选择应用。

??此外，在开展中药指纹图谱的研究中还需解决的问题有：所研究的中药特征总提物化学成分的分离、结构鉴定以及指纹图谱中特征信号的归属等。

??六、中药指纹图谱研究的实施计划

??开展中药指纹图谱的研究应分二期进行：

??1、第一期，以常用中药材（重点应选择药典收载品种）为研究材料，开展指纹图谱技术在中药材质量控制方面的应用研究。

??研究工作应达到的预期目标是：

??（1）确定规范化的中药特征总提物获取程序

??（2）获得标准样品特征总提物的指纹图谱（包括色谱和光谱）。

??（3）完成对指纹图谱的解析研究。

??（4）获得中药特征总提物以及各单体化合物的活性信息。

??（5）在此基础上，继续增加研究品种，并应用电子计算机建立常用中药指纹图谱集和标准数据库。

??2、第二期，进一步将该方法扩展到常用中药复方制剂，并完成各单体成分和单味中药材与中成药指纹图谱的相关性研究。

??最终建立以反映中药整体化学特征为目的的科学、合理、可行的中药质量控制新方法。

??用统一的操作程序实现指纹图谱技术在中药质量控制方面的应用是开展中药指纹图谱研究的最重要研究目标。

??六、开展中药指纹图谱研究所应达到的考核指标

??开展中药指纹图谱研究的具体考核指标应包括所建立的指纹图谱技术的实用性和科学性两个方面：

??1、实用性
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??所建立的指纹图谱技术具有操作简便、快速、准确（与所研究的中药品种间存在严格的对应关系，没有混淆的余地）、价廉、重视性好、信息量大的特点，非常适用于中药的科学研究和工业生产中的质量控制。

??2、科学性

??指所建立的中药指纹图谱物质基础的阐明，包括各化学成分的分离和结构鉴定、指纹图谱特征信号的归属等。

??八、中药指纹图谱技术的特色和创新点
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??如前所述，中药指纹图谱的研究以反映中药的整体化学特征为立论依据，提出以解决两个关键技术为突破口，实现指纹图谱技术在中药质量控制方面的应用。它的特色主要表现在三个方面：

??1、用规范化的程序获得中药特征性总成分提取物，并用HNMR、HPLC、UV、IR等多种手段表征其组成和结构。
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??不同的表征手段间的区别主要表现在所得到的信息多少不同和操作上的方便程度不同。同此，核心的问题在于这种特征性总成分提取物要有真正的特征性，它的组成和结构要能真正代表这种中药。

??2、由于同时采用多种检测手段来表征中药特征总提物的结构和相对组成方式，因此，方便了各部门在质量控制方面可以根据自己的实际情况选择应用。

??其中，由于1HNMR具有操作简便、快速、检测成本低、重现性好和信息量大等优点，更是中药指纹图谱研究的主要特色之一。

??3、中药指纹图谱的解析研究以及中药特征总提物和各单体成分的生理活性研究体现了这一技术的科学性。
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??中药指纹图谱的研究将近代分离手段和仪器分析技术应用于中药的质量控制，目的在于建立一种新的质量控制方法，因此，是一种具有创新性的研究工作。另外，每种中药指纹图谱的建立和对其进行的解析也均具有显著的创新性。

??九、开展中药指纹图谱研究的可行性分析
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??中药的本质是多种化学物质按照特定的相对含量比例组合而成的复杂的复方制剂。每种中药都有其特征的化学成分和组成方式。从理论上讲，我们可以用适当的提取分离程序获取中药特征性化学成分总提取物，在规范的操作程序下，这种总提取物的化学成分是具体的，同时又是特征的和含量相对稳定的（这是以所研究的中药的化学组成是一致的为前提）。因此，采用各种手段表征其相对组成和结构均有高度的重现性和特征性。
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??指纹图谱技术在中药质量控制中的应用研究是前期用指纹法鉴定植物中药基源和评价植物中药质量研究工作的进一步扩展。已建立的中药材特征总提物获取程序以及中药材特征总提物的结构和相对组成的表征方法对开展中药指纹图谱的研究均有极好的参考价值。此外，在我们前期对中药材指纹图谱的研究中，已用充分的数据证实了指纹法在评价药材质量方间的可行性和优点 。对于从中药材的指纹图谱中可以方便、快速地检测出其特征性化学成分的存在与否及其相对含量，获得其整体化学特征，已有了比较明确的结论。指纹图谱技术在中药质量控制方面的应用研究，是我们前期中药材指纹图谱研究工作的进一步扩展。因此，我们认为，开展中药指纹图谱研究完全具有可行性。