中药分析学

**章 绪论 　　**节 概述 　　一、中药分析学的意义 　　中药分析学是以中医药理论为指导，综合利用现代分析理论、方法和技术，研究中药质量评价与控制的一门应用学科。中药分析的意义在于采用物理、化学、生物、信息等多学科技术和方法，研究中药原料药（药材、饮片及提取物）和中药制剂（单味制剂和复方制剂）在种植、采收加工、炮制、生产、临床使用等药品全生命周期内各阶段的质量控制方法，进而保障中药质量的安全性、有效性、稳定性和均一性。中药分析学是中药学科的重要组成部分，是中药学其他学科研究的“方法科学”和“眼睛科学”，同时，中药分析学是中药类专业的一门核心课程和专业课程。 　　二、中药分析学的任务和研究内容 　　中药分析学的任务是运用现代分析技术研究适合中药（药材、饮片、提取物及制剂）质量评价和质量控制的方法，测定有效物质，分析有毒有害成分，制定质量标准，分析药物体内过程，评价质量优劣，保证中药的有效性和安全性。 　　中药分析学的研究内容涉及中药质量评价及控制体系研究、体内中药分析研究、中药分析新技术和新方法研究、中药标准物质研究等范畴。 　　（一）中药质量评价及控制体系研究 　　以中医药理论为指导，从中医药整体观出发，利用现代分析技术和手段，研究中药的质量控制理论和方法，建立符合中药分析的客观评价体系和指标，以确保临床用药的安全有效。 　　1．中药质量评价研究围绕药品“可控、安全、有效”的基本属性，根据中药多成分、多靶点、整体协同作用的特性，应用现代分析技术，开展中药复杂体系质量控制的科学内涵研究，如多效标成分量比测定分析法、药效指纹图谱技术、生物活性检测方法等。 　　2．中药质量标准研究应用现代分析技术，建立科学合理的评价指标和方法，制定符合中医药特色的质量标准，充分体现中医药整体观，模糊与量化相结合，整体表征与局部指征相结合，保证建立的质量标准可以控制药品的有效性、安全性和质量均一性。如药品的定性鉴别研究、杂质及毒害成分限量检查研究、效标成分选择及定量研究等，建立从药材到成品全过程的质量控制技术标准。 　　3．有毒有害成分研究应用现代分析技术对中药中的毒害成分进行检测，研究适合毒害成分分析测定的样品处理方法，加强对中药毒害成分的监测和分析，并对中药中的农药残留和溶剂残留进行分析检测研究，建立适合中药中毒害成分、农药残留和溶剂残留等的分析方法，保证临床用药的安全性。 　　（二）体内中药分析研究 　　体内中药分析研究以中医药理论为指导，采用现代分离分析方法，研究中药进入体内成分的变化规律及内源性成分受药物干预后的变化，建立生物样品的分离富集方法及符合定量要求的检测技术，研究生物体内外源性成分和内源性成分的变化规律，为药品质量评价、合理用药、物质基础研究等提供依据。 　　1．体内中药成分研究基于生物样品基质复杂、待测药物浓度低，采用现代分离富集技术，如固相微萃取、分子印记、微透析和电透析等技术，提高样品测定的灵敏度；采用液相色谱质谱联用技术（LCMS）、核磁共振（NMR）、免疫荧光分析等方法，测定生物样品中的中药成分，阐明体内中药的化学成分的变化规律，为阐释中药物质基础、丰富中药质量评价指标、指导临床合理用药、评价其药理药效提供依据。 　　2．中药代谢组学研究研究外源性物质作用于生物机体后产生的代谢组学变化。采用LCMS、NMR等技术，对生物样品的代谢物质组进行分析测定，利用模式识别及数据挖掘技术，处理代谢组学与中药有效成分、病理生理变化之间的关联信息，阐释中药的物质基础及作用机理。 　　（三）中药分析新技术和新方法研究 　　针对中药及复方制剂化学成分多、作用机制复杂的特点，探索以多学科融合技术，采用多维、多层次的分析技术方法，包括基于微流控芯片发展多维、多层次的分析技术方法，实现中药复杂物质体系化学成分的快速、高效的分离分析；现代集成仿生学、传感化学和生物信息学发展“电子眼”“电子鼻”等数字化中药鉴别技术；基于现代生物传感技术发展毒性成分的快速检测技术和基于近红外的中药生产过程在线控制技术，为构建适合中药特点的质量评价技术平台奠定基础。 　　（四）中药标准物质研究 　　目前，中药分析和质量检测大多是检测样品中已知有效成分，所以制备符合中药质量评价要求的中药标准物质是摆在中药分析工作者面前的迫切任务。运用现代科技手段，研究符合中药分析要求的定性、定量用对照品，为中药质量评价提供支撑。 　　三、中药分析学的特点 　　（一）以中医药理论为指导原则，综合评价中药质量 　　中药有四气五味、性味归经之说，其在组成复方时则有君、臣、佐、使之分。君药针对主病或主证起主要治疗作用，其药力居方中之首，是组方中不可缺少的药物。臣药则可辅助君药治疗主病和主证，同时其往往可以针对兼病或兼证起治疗作用。佐药是指可治疗兼证或次要症状，消除或减缓君药、臣药毒烈之性的药物。使药则具有引药入经或调和药性的作用。在进行质量分析时，首先进行组方分析，按功能主治分出君、臣、佐、使药味，选择合适的化学成分为指标评价中药制剂的质量，力求找到合理的检测方法。否则抛开君药和臣药成分，只抓住佐药、使药的研究不能真正反映复方的质量。 　　（二）中药组成成分的复杂性 　　中药组成成分的复杂性包括中药化学成分的复杂性、有效成分的非单一性、杂质来源的多样性等，同时也包括组成制剂时所用辅料的广泛性。大多数中药均含有多个类型多样的化学成分，而由多个药味组成的中药化学成分更为复杂多样，含量高低往往也存在很大差别。化学成分的多样性也决定了其在不同的处方组成中可能由多种不同的成分发挥作用，从而形成有效成分的非单一性。同时，与化学药相比中药杂质的来源要复杂得多，如药材中非药用部位及未除净的泥沙、药材中所含的重金属及残留农药，包装、保管不当发生霉变、走油、泛糖、虫蛀等产生的杂质。在制备中成药时，往往需要加入辅料制成各种剂型，如蜂蜜、蜂蜡、糯米粉、植物油、铅丹等，中药制剂辅料使用广泛、种类繁多，也构成了中药组成成分的复杂性。 　　（三）中药质量的差异性和不稳定性 　　中药的生产过程包括从原药材、中药饮片到提取物、中间体，以及*终制剂生产的过程。从源头开始各个环节的差异性和不稳定性均会影响到中药*终的质量，因此在构建中药质量评价体系时均应充分考虑。 　　1．中药材中药材质量直接影响中药制剂的质量，药材的基源、产地、品种、采收季节、栽培方法、气候土壤等多个不稳定因素均可对中药质量产生影响，造成其差异性，从而影响中药制剂的临床疗效。中药品种繁多，往往出现同名异物或同科不同种的情况，如葛根等。 　　2．中药饮片中药饮片是指中药材经过炮制后可直接用于中医临床或制剂生产使用的药品，是中药制剂的原料。中药材经加工炮制成饮片后，化学成分、性味、药理作用等方面都会发生一定的变化。炮制是否正确合理是保证中药质量与疗效的重要因素，炮制辅料、设备、工艺及过程的规范化，会影响中药制剂的质量与用药安全，炮制加工方法对有效成分含量的影响亦会显著影响中药制剂的质量。 　　3．中药提取物中药提取物系指从植、动物中制得的有效部位和有效成分，包括以水或醇为溶剂经提取制成的流浸膏、浸膏或干浸膏、含有一类或数类有效成分的有效部位和含量达到90％以上的单一有效成分。中药提取物质量不仅受到原药材质量的影响，同时还会受到中药提取、浓缩、干燥等生产过程以及储存、运输的影响。同一个提取物，用途不同时，也应充分考虑质量控制方法的差异。 　　4．中药制剂中药在加工制成制剂的过程中，有效成分的结构、含量都有可能会较大变化，类型多样、来源复杂的辅料加入也一起加大了质量分析的难度。同时，同一种中药提取物或中药制剂，由于不同生产厂家在生产工艺上，如浓缩方法、干燥方法等的不同，将会影响制剂中化学成分的含量。中药中的矿物药也是中药制剂的特色，分析时应考虑矿物药的所含化学成分类型及存在形式，以及中药制剂的剂型，采用炽灼法、酸水解法等适宜方法制备供试品液。 　　四、中药分析学的发展趋势 　　（一）基于中药化学成分分析的整体质量评价方法 　　中药化学成分复杂多样，每个单味药就是一个小复方，而由多味药组成的中药复方制剂化学成分更加复杂。此外，中药在炮制加工、复方配伍、制剂生产过程中由于化学成分间的相互作用，会使不同成分含量发生变化，或产生新的成分，更加剧了中药化学成分的复杂性。因此，如何全面分析中药材、中药饮片、中药提取物和中药复方制剂的化学成分，是阐明中药有效物质，建立科学、合理、有效的质量控制方法的前提。随着现代分析技术的进步，尤其是液相色谱法、气相色谱法、核磁共振谱法、紫外光谱法、红外光谱法、色谱质谱联用技术等分析检测技术的普及，综合利用多种技术为分析中药化学成分提供了良好的解决方案。基于此，中药质量控制模式逐渐由单一指标性成分向以多指标综合检测、指纹图谱和特征图谱为代表的整体质量控制模式发生转变。例如，《中国药典》（2020年版）一部新增天麻、石斛、金银花和蟾酥4味药材的特征图谱，新增银杏叶提取物的指纹图谱。然而，在中药整体质量评价中如何体现中药功效，如何量化中药功效和中药药性，如何理解中药功效和中药药性的关联性，以及如何体现功效成分的专属性，是建立和完善以临床为导向、符合临床实际和中医药特点的中药整体质量控制模式亟须解决的问题。 　　（二）基于中药成分体内代谢分析的药效物质研究方法 　　中药药效物质是阐明中药作用机制，保障中药安全有效的关键，是中药研究亟须解决的关键科学问题之一。长期以来，以活性为导向的中药化学成分分离是研究中药药效物质的主要模式。然而，独立化学成分研究忽视了中药化学成分间的协同整合作用，也忽视了生物体与中药所含成分的相互作用，与中医药整体观及多成分、多靶点整体作用特点不甚吻合。随着人们对中药在临床应用的认识不断深入，以中药化学成分在体内代谢动态变化过程为切入点的中药药效物质基础研究逐渐成为现阶段的热点。大多数中药经口服给药后，在体内经过吸收、分布、代谢、排泄等过程，*终发挥功效的可能是进入血液的原型成分或代谢产物，也可能是药物刺激机体产生的一系列内源性活性物质。近年来，随着血清药物化学、中药药代动力学等方法的应用，以及基因组学、蛋白组学、代谢组学等多种组学技术的产生和发展，为揭示中药药效物质和作用机制提供了新的研究方法。 　　（三）基于中药有害物质分析的安全性评价方法 　　世界卫生组织对药品的基本要求是“安全、有效和质量可控”，其中“安全”被放在首位。中药来源于天然的植物、动物和矿物，受生长环境影响，以及采集、加工、储存、运输等过程中人为因素的影响，造成中药有害元素、重金属、农药残留、黄曲霉毒素等有害物质超标，严重威胁中药临床应用的安全性。因此，加大中药重金属、农药残留等有害物质的检测力度，制定严格的限度标准，对于保证中药安全性具有重要作用。从《中国药典》（2000年版）一部首次收载有机氯农药残留量的检查方法，《中国药典》在中药安全性检查方面逐步完善，先后增加了有机磷类和拟除虫菊酯类农药的测定方法，加强了中药有害元素、有毒成分、有害物质的检测方法，针对注射剂还增加了异常毒性、降压物质、过敏反应、溶血与凝聚检查法、摩尔渗透压测定等。《中国药典》（2020年版）一部在原有基础上，进一步修订了“0212药材与饮片检定通则”，规定植物类药材与饮片禁用农药33种不得检出，并在“2341农药残留量测定法”中新增第五法“药材及饮片（植物类）中禁用农药多残留测定法”；修订“9302中药有害残留物限量制定指导原则”，新增第五项“中药中重金属及有害元素一致性限量指导值（植物类）”。 　　（四）基于中药过程分析的全程质量控制体系 　　长期以来，药品质量控制以检验为主。随着对制药过程认识的不断深入，人们逐渐意识到单纯依靠产品的终端检验是不够的，还需加强对过程的管控。2004年，美国食品药品监督管理局（Food and Drug Adm