中药指纹图谱的意义
中药及其制剂均为多组分复杂体系,因此评价其质量应采用与之相适应的,能提供丰富鉴别信息的检测方法,但现行的显微鉴别、理化鉴别和含量测定等方法都不足以解决这一问题,建立中药指纹图谱将能较为全面地反映中药及其制剂中所含化学成分的种类与数量,进而对药品质量进行整体描述和评价。这也正好符合中医药整体学说。在此基础上,如果进一步开展谱效学研究,可使中药质量与其药效真正结合起来,有助于阐明中药作用机理。总之,中药指纹图谱的研究和建立,对于提高中药质量,促进中药现代化具有重要意义。
中药指纹图谱研究是什么?
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解析:
(一)中药指纹图谱的定义、特点和分类
中药指纹图谱是指某些中药材或中药制剂经适当处理后,采用一定的分析手段,得到的能够标示其化学特征的色谱图或光谱图。
中药指纹图谱是一种综合的,可量化的鉴定手段,它是建立在中药化学成分系统研究的基础上,主要用于评价中药材以及中药制剂半成品质量的真实性、优良性和稳定性。“整体性”和“模糊性”为其显著特点。
目前,中药指纹图谱技术已涉及众多方法,包括薄层扫描(TLCS)、高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)和高效毛细管电泳法(HPCE)等色谱法以及紫外光谱法(UV)、红外光谱法(IR)、质谱法(MS)、核磁共振法(NMR)和X—射线衍射法等光谱法。其中色谱方法为主流方法,尤其是HPLC、TLCS和GC已成为公认的三种常规分析手段。由于HPLC具有分离效能高、选择性高、检测灵敏度高、分析速度快、应用范围广等特点;中药成分绝大多数可在高效液相色谱仪上进行分析检测,且积累较丰富的应用经验。因此高效液相色谱法已成为中药指纹图谱技术的首选方法。随着HPLC— MS和GC—MS等联用技术的应用,中药指纹图谱技术更趋完善。
(二)中药指纹图谱建立的意义
中药及其制剂均为多组分复杂体系,因此评价其质量应采用与之相适应的,能提供丰富鉴别信息的检测方法,但现行的显微鉴别、理化鉴别和含量测定等方法都不足以解决这一问题,建立中药指纹图谱将能较为全面地反映中药及其制剂中所含化学成分的种类与数量,进而对药品质量进行整体描述和评价。这也正好符合中医药整体学说。在此基础上,如果进一步开展谱效学研究,可使中药质量与其药效真正结合起来,有助于阐明中药作用机理。总之,中药指纹图谱的研究和建立,对于提高中药质量,促进中药现代化具有重要意义。
(三)中药指纹图谱研究概况
以指纹图谱作为中药(天然药物)提取物及其制剂的质量控制方法,已成为目前国际共识,各种符合中药(天然药物)特色的指纹图谱控制技术体系正在研究和建立。美国食品药品管理局(FDA)允许草药保健品申报资料中提供色谱指纹图谱;世界卫生组织(WHO)在1996年草药评价指导原则中也规定,如果草药的活性成分不明确,可以提供色谱指纹图谱以证明产品质量的一致;欧共体在草药质量指南中亦称,单靠测定某种有效成分考查质量的稳定性是不够的,因为草药及其制剂是以整体为活性物质。色谱指纹图谱尤其是薄层色谱的鲜明的指纹图谱是很有用的。国外指纹图谱的应用,目的在于解决成分复杂,有效成分不明确的植物药质量检测和产品批次间质量差异的问题。其中德国研制的银杏叶提取物制剂是一个突出的例子。他们应用指纹图谱制定了相应的标准,该图谱体现了制剂所含的33个化学成分(主要为黄酮类和内酯类)和各自的含量。经化学成分和药效相关性研究,发现约24%银杏黄酮和约6%银杏内酯组成的提取物具有最佳疗效。此外,采用“混批勾兑”法,可使最终产品质量稳定,指纹图谱重现性良好,含量浮动范围为5%左右。
20世纪70年代我国已有学者尝试使用TLCS对中成药进行分析,因主客观条件的限制,技术和时机的不成熟,没有得到公认;20世纪90年代《中国药典》增设了中药化学对照品和对照药材,为中药指纹图谱的研究奠定了基础。随着色谱技术的迅速发展和检测能力的显著增强,为指纹图谱的研究和应用提供了良好的技术保证。目前我国已对中药注射剂做出了必须用指纹图谱进行检测的规定,同时提出了具体的技术要求;在中药材规范化生产实施过程中指纹图谱亦有较广泛的应用。
但是作为一项新技术,中药指纹图谱在实际应用中还面临许多问题,只有进一步加强中药材种植加工和中成药生产贮存的规范化;中药化学成分和中药药理研究的系统化和标准化;以及技术上多学科的渗透,才能保证中药质量的稳定,进而保证中药指纹图谱的建立
中药指纹图谱的构建方法
目前,中药指纹图谱技术已涉及众多方法,包括薄层扫描(TLCS)、高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)和高效毛细管电泳法(HPCE)等色谱法以及紫外光谱法(UV)、红外光谱法(IR)、质谱法(MS)、核磁共振法(NMR)和X—射线衍射法等光谱法。其中色谱方法为主流方法,尤其是HPLC、TLCS和GC已成为公认的三种常规分析手段。由于HPLC具有分离效能高、选择性高、检测灵敏度高、分析速度快、应用范围广等特点;中药成分绝大多数可在高效液相色谱仪上进行分析检测,且积累较丰富的应用经验。因此高效液相色谱法已成为中药指纹图谱技术的首选方法。随着HPLC— MS和GC—MS等联用技术的应用,中药指纹图谱技术更趋完善。1 薄层色谱法(TLC) 薄层色谱具有选用范围广,重现性好等优点,常用于中药各种成分的鉴别。用固定波长对薄层展开的各斑点作薄层扫描图谱比目测的层析图谱更为客观准确,因而具有更好的指纹鉴别意义。但由于受薄层板的质量和开放式层析系统等外界因素的影响,易引起一定的实验误差。2 气相色谱法 (GC) 气相色谱是封闭性色谱,受外界影响较少,具有高性能、高选择性、高灵敏度等优点,适合于药材及制剂中挥发性成分指纹图谱的研究。一般使用质量型检测器-氢火焰离子化检测器(FID)。钱浩泉等[5]用气相色谱法建立了高良姜及其边缘植物挥发油成分的指纹图谱。具体应用中多与质谱联用,不仅具有 GC 的高分离效能,而且兼备了质谱鉴定的高灵敏度和准确性。3 高效液相色谱法 (HPLC) 高效液相色谱具有分离效率高,分析速度快,定量精密度高,检测器种类多,稳定性好等特点。不受样品挥发度和热稳定性的限制,比气相色谱法应用范围更广,样品中大多数成分均可在高效液相色谱仪上进行分析检测,是构建指纹图谱的主要方法之一。由于中药成分的复杂性,构建指纹图谱一般采用梯度洗脱,因为逐步提高流动相洗脱能力可获得较多色谱峰,提供更多指纹信息。在考察条件时,要对指标成分和非指标成分都予以考虑,由于药材中各种成分的吸收波长及对不同检测器的响应不同,在构建指纹图谱时也需要加以考虑。实际应用中多使用多种联用技术,充分利用各检测器的互补性,从不同角度反映药材及制剂的全貌,从各种图谱中得到结构信息。4 高速逆流色谱法 (HSCCC) 它是目前国际上较新型的液-液分配色谱技术,利用相对移动的两种互不相溶溶剂,在处于动态平衡的两相中将具有不同分配比的组分分离。已有报道[6]将 HSCCC应用于生物碱、黄酮、木脂素、蒽醌等天然产物的分离分析。具有分离效率高,溶剂用量少,无吸附,样品回收率高,重现性好和适用范围广等优点。5 高效毛细管电泳法 (HPCE) 高效毛细管电泳技术是以高压电场为驱动,毛细管为分离通道,依据样品中各组分淌度和分配行为上的差异而实现高效快速分离的新型电泳技术。毛细管电泳的广泛应用取决于其多变的分离模式,几乎涉及分析化学中所有的分离对象,小到无机离子,大到蛋白质和高分子聚合物,也能够分析不带电荷的中性物质[7]。具有所需样品少、溶剂消耗少、抗污染能力强、可直接分析水溶液等优点。其中毛细管区带电泳 (CZE) 和胶束电动毛细管电泳色谱 (MECC) 是中草药分析中最常见的两种模式。但该方法的重现性有待提高。6 紫外可见光谱 (UV) 紫外可见光谱反映不同化学物质的电子共扼体系特征,具有加和性,对于混合物的鉴别专属性差,分辨率低,故紫外光谱很少用于指纹图谱的构建。7 红外光谱和近红外光谱 (IR) 红外光谱是由分子的振动-转动能级跃迁产生的光谱,红外光谱具有高度的特征性。近红外光谱法在中药质量控制方面有较好的应用前景。8 核磁共振法 (NMR) 从纯有机化合物的核磁共振氢谱上可获得结构信息,包括各类质子的化学位移、数量核偶合关系。核磁共振谱具有高度的重现性和特征性,易于解析和进一步研究,可评价药材和中成药质量的均一性和稳定性。9 质谱法 (MS) 将中药提取液置质谱仪中进行电子轰击电离,可获得提取液中化学成分的质谱指纹谱,不同中药提取液所含成分不同,所得质谱图显示的分子离子峰及进一步,裂解碎片峰不一致,可供鉴别。10 X射线衍射法 物质被X射线照射可产生不同程度的衍射现象,只要某一混合物的组成是恒定的,其衍射图谱可以作为该混合物的特征图谱。该法具有图谱指纹专属性强,信息量大,所需样品量小等诸多优点,X射线衍射法在动物类药材鉴定与辨别中有独特的优势[8]。11 分子生物学法 (DNA) 利用聚合酶链反应从不同生物样品中人工合成 DNA片断,而这种 DNA片断的大小、数目可因不同的生物而异,故称之为 DNA指纹图谱。该技术具有重复性好、灵敏度高的优点。限制性内切酶片段长度多态性(RFLP)是最常用的构建 DNA指纹图谱的方法,但该法费时费力,应用受到限制。随机扩增多态 DNA(RAPD)标记,可以在特异 DNA序列尚不清楚的情况下,检测DNA的多态性,这是构建中药指纹图谱的新方法,具有极好的应用前景。 罗志勇等[9]采用 RFLP技术,分析了人参、西洋参基因 DNA指纹图谱。