姓名

赵江丽

学号

16406203

专业

中药制药

指导教师

闻晓东

课题名称

重楼质量标准研究

课题性质

radic; 基础研究 应用课题 设计型 调研综述 理论研究

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

1. 选题背景：

中药组成成分复杂，且中药作用机理模糊，使得单一标准品或几个化学物质难以全面评价中药质量与疗效。中药指纹图谱可以体现中药所含的物质群，可以确保中药质量的稳定性和一致性。然而药效活性成分并不一定是指纹图谱所体现的化学成分，因此仅靠指纹图谱所标示的化学成分难以阐明中药药效物质基础，而将指纹图谱与药效进行相关性研究，不仅可以使指纹图谱与其药效相关联，而且还能找到与活性密切相关的指纹图谱峰，从而构建对中药质量控制更有针对性的药效指纹图谱。

重楼为延龄草科Trilliaceae (广义百合科) 云南重楼Paris polyphylla Smith var. yunnanensis (Franch.) Hand. - Mazz.或七叶一枝花Paris polyphylla Smith var. Chinensis (Franch.) Hara的干燥根茎，具有清热解毒、消肿止痛以及定惊安神等功效，是云南白药、宫血宁胶囊、季德胜蛇药片等的主要原料。重楼的主要有效成分为甾体皂苷类物质，目前重楼甾体皂苷虽已被证实有良好的抗肿瘤活性，但其抗肿瘤药效物质基础研究尚停留在总皂苷或某几个单体皂苷的单一研究水平，无法全面评价重楼皂苷的抗肿瘤活性。因此，本实验采用UHPLC-MS建立重楼总皂苷的指纹图谱，测定重楼总皂苷对人结肠癌细胞HT29的抑制作用，通过将共有峰和抗结肠癌作用进行关联，探讨其谱效关系，为进一步探讨重楼药材的药效物质基础提供实验依据。

1. 研究目的

重楼总皂苷具有明显的抗结肠癌活性，但由于重楼皂苷类成分繁杂多样，因此到目前为止尚未完全明确重楼皂苷类化合物与其抗癌活性的相关性。因此，本课题将在重楼化学指纹图谱和抗结肠癌活性的基础上，经过谱效分析，探讨重楼抗结肠癌活性的主要贡献成分，为进一步研究重楼药材的药效物质基础提供实验依据 。

1. 研究方法
2. 热回流提取25批不同重楼的总皂苷并纯化。
3. 采用UHPLC-MS法获取重楼根总皂苷的指纹图谱；检测重楼根总皂苷对结肠癌细胞的抑制作用。
4. 利用灰色关联和正交偏最小二乘法对指纹图谱-药效数据进行相关分析。
5. 研究工作进度

2020年3月 查阅相关文献以及资料，制定研究方案、准备实验材料。

2020年4月 建立重楼总皂苷指纹图谱，测定重楼总皂苷对HT29细胞的抑制作用。

2020年5月 整理分析实验数据，得出结论。撰写毕业论文。

1. 综述

中药谱效关系研究思路与进展

摘要：中药谱效关系是以中药指纹图谱为基础,但是比指纹图谱更深入一层的科学研究方向。中药谱效关系已经广泛应用于中药材及中药复方制剂的质量控制当中，为中药的药效物质基础研究提供思路和借鉴。本文对中药谱效关系常见的实验方法及谱效研究思路进行综述，以便对中药谱效关系有更进一步的认识。

关键词：指纹图谱；谱效关系；质量控制

Progress in the Study of Fingerprint-Effect of Traditional Chinese Medicine

Abstract: The relationship of spectral efficiency of traditional Chinese medicine is based on fingerprint of traditional Chinese medicine, but it is a further scientific research direction than fingerprint. It has been widely used in quality control of herbal medicine and compound medicine which provides thoughts and reference for basic research of pharmacodynamic substances of traditional Chinese medicine. This paper summarizes the common experimental methods and research ideas of the spectrum-effect relationship of traditional Chinese medicine, in order to have a further understanding of the spectrum-effect relationship of traditional Chinese medicine.

Keywords: fingerprint; fingerprint-effect; quality contral

不论是单一的中药材还是中药复方制剂，成分均为多组分复杂体系，但是起治疗作用的往往不是某一单一组分，而是多组分协同作用的结果。中药谱效学这一概念最早是由李戎^[1]等人明确提出的，他们认为：从中医药的观点看，控制指标成分难以真正控制中药功效。中医辨证施治用的是药味而并非某个化学成分。黄连素与黄连、甘草酸与甘草、人参皂苷与人参等在中医看来是两回事。中药的“补气”、“活血”、“发表”、“滋阴”、“健脾”等功效，是药材饮片或成药方剂内含物质群的整体作用结果。这些物质群的整体情况，包括其所含的物质数、物质量和组成比例差异，都会对功效发生影响。所以要控制中药功效，不能只针对某一、二个化学成分，必须对方剂物质群整体予以控制，而现代物质群指纹图谱技术，则展现了这种可能性。然而，指纹图谱虽是目前能够为国内外广泛接受的一种中药质量评价模式，但单纯的化学成分指纹图谱还不能很准确地评价中药的成分与其药效之间存在的相关信息。所以进一步深入研究在此基础上探讨的新领域-“谱效关系学”成为必然^[2]。

1. 构建中药谱效关系的基础

1.1化学指纹图谱的建立 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。由于色谱是一种先分离再分析的方法，基于色谱方法构建的指纹图谱能够体现中药所含的化学成分，如种类、个数和含量等，且色谱峰面积在一定程度上体现了成分与药效之间的“量效关系”，近些年来在谱效关系研究中被广泛采用^[3]。化学指纹图谱的建立是中药谱效关系研究的基础，目前常用的方法有超高效/高效液相色谱法（UHPLC / HPLC）、气相色谱（GC）、红外光谱（IR）、紫外光谱（UV）、质谱法（MS）以及色谱-质谱联用技术等。

1.1.1超高效/高效液相色谱法 UHPLC / HPLC法是建立化学指纹图谱的主要方法，因其分析速度快、分离效能高、样品消耗低，有较高的稳定性和重复性等特点，被广泛应用于众多分析检测领域。该方法适用于大多数化合物的分析，不易受化合物本身的挥发性和稳定性影响； 连接不同类型的检测器可以检测不同类型的化合物，还可以通过串联不同类型的检测器实现多种类型化合物共同检测；通过改变流动相组成、调整洗脱条件、改变柱温、更换色谱柱、调整流速等手段实现对复杂成分的分离^[4]。如徐帮会等^[5]对天麻提取物建立HPLC指纹图谱，采用灰色关联度分析法对天麻指纹图谱特征峰与镇痛作用的大小进行相关性研究，结果显示各特征峰的关联度均大于0.5，说明天麻的镇痛作用可能是多成分共同作用的结果。

1.1.2气相色谱法 GC法具有灵敏度高、选择性高、分离效能高、分析速度快等特点，主要用于挥发性成分的检测。GC在化学指纹图谱的建立及中药谱效关系的研究中也起到了重要的作用。如程世云等^[6]建立了复方麝香注射液的GC指纹图谱，并且对主成分进行了确定，为复方麝香注射液的质量控制提供参考。

1.1.3色谱-质谱联用技术 色谱-质谱联用技术是将色谱仪与质谱通过适当接口结合成完整的分析仪器，借助计算机技术进行物质分析的方法。这种组合可以克服紫外或者其他检测器在检测某些特定化学成分时响应低或者噪音大等缺点，以实现检测尽可能多的成分，建立更全面的化学指纹图谱，同时，可以对色谱峰对应成分进行定性。主要包括气质联用（GC-MS）和液质联用（LC-MS）等^[4]。如张茂生等^[7]以水蒸气蒸馏法分别对灰毡毛忍冬花、茎、叶的挥发油进行提取，采用GC-MS-DS技术分析检测鉴定其成分组成，分析鉴定出灰毡毛忍冬花、茎、叶挥发油中的34、29、58种成分，比较它们的相对含量，得出灰毡毛忍冬花、茎、叶的挥发油成分有明显差异的结论。

2 中药谱效关系研究思路

目前中药谱效关系学主要应用于单味药材的质量评价和中药复方的药效物质基础这两方面。其根本的思路都是建立指纹图谱，进行药效学实验，然后通过数学软件和计算机技术将二者联系起来，即将“谱”与“效”联系起来，建立更加合理全面的、符合中医中药理论体系的质量评价体系。

2.1单味中药材物质基础研究 单味中药材的研究可以选取不同品种、不同产地、不同提取部位或者不同炮制方法的样品，进行建立指纹图谱和药效学实验，同时应用一些分析方法找出与药效成分相关的成分，为进一步建立评价药材质量的指纹图谱进行指导。如Shi^[8]等对金银花和山银花建立UPLC指纹图谱，检测抗菌活性后，并采用主成分分析（PCA）、层次聚类分析（HCA）、典型相关分析（CCA），结果显示绿原酸和3，4-二咖啡酰奎尼酸是金银花和山银花中的主要抗菌化合物，可以作为评价这2味中药材质量的标志物。

2.2中药复方物质基础研究 中药复方药材多，成分更加复杂，现在多采用将原方拆方进行研究，用于拆方的思路和方法主要有单味药研究法、撇药分析法、分组研究法、据有效部位或成分的分组研究法和应用数理原理指导拆方研究等^[9]。而研究方法多以不同厂家、不同配伍组合或不同提取方法制备的复方为研究对象，进行指纹图谱研究，同时进行药效学研究，通过采用多种统计分析方法进行数据处理，建立相应的谱效关系，进而确定复方中的主要活性成分或药效物质^[10]。钱俊等^[11]在加味四妙丸有效部位群HPLC指纹图谱的研究基础上, 用保留时间相对偏差及紫外光谱特征相似度归属分析方法和数理统计分析方法, 明确了有效部位群指纹图谱共有峰的成分特征及与抗痛风药效的相关性, 初步表征了加味四妙丸有效部位群的药效物质基础。

3 中药谱效关系研究的展望

中药谱效关系将中药指纹图谱与中药药理学通过数理统计方法结合起来，是一个交叉应用。近年来中药谱效关系研究已经取得了一定的阶段性成果，如优化中药质量控制标准，改进对中药传统功效的认知等^[4]。但中药谱效关系研究还有很多方面急需完善，如^[12]指纹图谱与实验条件的不一致，在应用我们所建立的谱效关系的时候, 必须保证实验条件的一致, 否则将出现一定的误差。但是由于实验仪器的差异，色谱柱效的影响以及实验人员的操作误差等，会使得即使建立的指纹图谱出现一定的偏差，因而也会在一定程度上影响了谱效关系的应用。再者，统计方法存在一定的缺陷，由于实验技术上的不足，对于中药材中大多数的成分我们都不能进行指认，更不知道其实际的药效。因此，在判断一个方程是否正确的时候只考虑了少数几个主要的成分，而大多数成分的药效我们无从考证，所列的方程是不够准确的，只能单纯从统计的角度进行估计。目前没有统一的适用于大多数中药谱效关系研究的统计分析模型，现阶段采用的数据分析方法并不统一规范，且各种统计分析方法各有利弊，得出的结果难免有局限性。所以，我们仍需探索并完善更加精准的中药谱效关系研究，为建立反映中药内在质量的质量评价体系，追踪和筛选药效活性成分，加快中药新药研究等方面起推动作用。

参考文献

[1] 李戎，闰智勇，李文军，等. 创建中药谱效关系学[J]. 中医教育，2002，21(2): 62．

[2] 张丽杰，刘丽娟，齐凤琴，等. 中药谱效关系研究进展[J]. 中国现代应用药学，2010，27(11): 971.

[3] 邓书鸿，聂磊. 中药谱效关系的分析方法及数据处理技术研究进展[J]. 中药材，2010，33(11).

[4] 张小艺，刘九石，高石曼，等. 中药谱效关系的研究方法及应用进展[J]. 中国中药杂志，2019，44(20): 4406，4409-4410.

[5] 徐帮会，徐剑，张永萍，等. 天麻HPLC指纹图谱及镇痛活性的谱效关系研究[J]. 中药材，2019(11): 2588-2592.

[6] 程世云，徐国兵. 复方麝香注射液GC指纹图谱研究及主成分的GC-MS分析[J]. 中医药导报，2019, 25(10): 66-69.

[7] 张茂生，肖世基. 灰毡毛忍冬花、茎、叶挥发油的气相色谱-质谱联用分析[J]. 中药材，2019, 42(05): 1062-1065.

[8] Shi Zhilong, Liu Zhenjie, Liu Chunsheng, et al. Spectrum-Effect Relationships Between Chemical Fingerprints and Antibacterial Effects of Lonicerae Japonicae Flos and Lonicerae Flos Base on UPLC and Microcalorimetry.[J]. Frontiers in pharmacology, 2016, 7.

[9] 王丽静，贾晓斌，陈彦，等. 中药复方拆方研究的思路与方法[J]. 中成药，2008(09): 1343-1346.

[10] 赵海燕，韩旭. 中药谱效关系的研究思路与应用进展[J]. 世界中医药，2014，9(04): 537-539.

[11] 钱俊，尹莲. 加味四妙丸有效部位群HPLC指纹图谱归属分析及谱效关系研究[J]. 世界科学技术-中医药现代化，2007(01): 40-45.

[12] 申庆荣，李刚. 中药谱-效关系研究进展[J]. 右江民族医学院学报，2010，32(03): 412-413.

学生签名： 赵江丽 2020 年 3 月 21 日

指导教师意见：

指导教师签名： 年 月 日

所在教研室审查意见：

负责人签名： 年 月 日