1 引言
中药是我国传统医学的宝贵遗产,具有独特的理论体系和丰富的临床经验。然而,由于中药成分复杂多样,其药效物质基础和作用机制尚不清楚,限制了中药的现代化和国际化进程[1]。为了揭示中药的药效物质基础,必须对中药在体内的代谢过程和药物动力学进行深入研究,找出真正起作用的有效成分及其代谢产物,从而为中药药效的科学解释提供依据。
中药血清药物化学是一门研究口服中药后血液中有效成分及其代谢产物的学科,是中药药效物质基础研究的重要手段之一。中药血清药理学是指将中药或中药复方经口给动物灌服一定时间后采集动物血液、分离血清,用此血清作用于体外模型进行药效评价的方法,可以反映中药在体内的消化吸收、生物转化、药效发挥的过程。中药血清药物化学则是在此基础上,对含药血清中的化学成分进行分离鉴定和定量分析,从而确定中药的有效成分及其代谢产物,为中药血清药理学提供化学依据[]。
近年来,中药血清药物化学得到了国内外学者的广泛关注和应用,取得了一些重要的研究成果。本文综述了近年来中药血清药物化学的研究进展,包括含药血清的制备方法、分析技术、应用领域等,并对存在的问题和发展趋势进行了展望,旨在为中药血清药物化学的深入发展提供参考。
2 含药血清的制备方法
含药血清的制备方法是中药血清药物化学研究的关键步骤,直接影响到含药血清中有效成分的种类和含量,进而影响到含药血清的药理作用和分析结果。含药血清的制备方法主要包括以下几个方面:实验动物的选择、给药方案的设计、血液的采集和血清的分离[2]。
2.1 实验动物的选择
实验动物的选择应遵循以下原则:一是实验动物的生物特性与人类尽量相近,以缩小或避免动物血清和人血清在理化、生物等特性上的差异;二是实验动物的血液容量足够,能够提供足够的含药血清;三是实验动物的价格适中,易于饲养和管理。一般来说,大鼠和小鼠是最常用的实验动物,也有少数研究采用了兔、狗、猴等其他动物。另外,还有一些研究认为,应该选择与中药临床应用对象相匹配的实验动物,即在正常或病理状态下的动物,以更好地反映中药的药效物质基础。
2.2 给药方案的设计
给药方案的设计主要包括给药剂量、给药次数和给药时间等方面,应根据中药的药理作用、药动学特征和实验目的进行合理选择。给药剂量的确定,一般参照人体临床用量,按照动物等效剂量比值进行换算,也可以根据中药的量效关系进行摸索。给药次数的选择,一般有单次给药和多次给药两种,多次给药可以提高含药血清中有效成分的浓度,但也可能增加代谢产物的比例。给药时间的确定,应考虑中药的吸收、分布、代谢和排泌等过程,一般在中药达到稳态血药浓度或最高血药浓度时采血,也可以根据中药的药时曲线进行多点采血,以反映中药的药物动力学特征。
2.3 血液的采集和血清的分离
血液的采集和血清的分离是含药血清制备的最后一步,也是非常重要的一步,因为血液的采集和处理方式会影响血清中有效成分的稳定性和完整性。血液的采集,一般采用动脉穿刺法、颈静脉穿刺法或心脏穿刺法,应尽量避免血液的溶血和凝固,以免影响血清的质量。血液的分离,一般采用离心法,将血液在 4 ℃条件下以 3000 r/min 的速度离心 10 min,取上清液即为血清。血清的保存,一般采用冷冻法,将血清分装于 1.5 mL 的离心管中,贴上标签,置于 -20 ℃或 -80 ℃的冰箱中保存,待用时解冻后即可使用。
3 含药血清的分析技术
含药血清的分析技术是中药血清药物化学研究的核心技术,是对含药血清中有效成分及其代谢产物进行分离鉴定和定量分析的方法。含药血清的分析技术主要包括以下几种:色谱法、质谱法、光谱法和生物芯片法等。
3.1 色谱法
色谱法是一种利用不同物质在固定相和移动相中的分配系数不同,从而实现物质的分离和纯化的方法。色谱法根据固定相的类型和移动相的状态,可以分为气相色谱法(GC)、液相色谱法(LC)、超高效液相色谱法(UPLC)、离子色谱法(IC)、毛细管电泳法(CE)等。色谱法具有分离效果好、分析速度快、灵敏度高、重现性好等优点,是含药血清分析的常用技术。色谱法一般需要与其他检测技术联用,如紫外检测器(UV)、荧光检测器(FLD)、电导检测器(CD)、折光率检测器(RID)、电喷雾质谱(ESI-MS)、大气压化学电离质谱(APCI-MS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等,以提高分析的准确性和选择性。
3.2 质谱法
质谱法是一种利用不同物质在电场或磁场中的运动轨迹不同,从而实现物质的分离和鉴定的方法。质谱法根据电离源的类型,可以分为电子轰击电离(EI)、化学电离(CI)、场解吸电离(FD)、激光解吸电离(LD)、基质辅助激光解吸电离(MALDI)、电喷雾电离(ESI)、大气压化学电离(APCI)、大气压光电离(APPI)等。质谱法具有分子量测定准确、结构信息丰富、灵敏度高、分析速度快等优点,是含药血清分析的重要技术。质谱法一般需要与色谱法联用,形成色谱-质谱联用技术(GC-MS、LC-MS、CE-MS等),以提高分析的分离效果和鉴定能力。
3.3 光谱法
光谱法是一种利用不同物质对电磁辐射的吸收、发射或散射等特性,从而实现物质的鉴定和定量的方法。光谱法根据电磁辐射的波长范围,可以分为紫外-可见光谱法(UV-Vis)、红外光谱法(IR)、拉曼光谱法(Raman)、核磁共振光谱法(NMR)、荧光光谱法(FL)、原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)、原子发射光谱法(AES)等。光谱法具有结构信息丰富、操作简便、无需前处理等优点,是含药血清分析的辅助技术。光谱法一般需要与色谱法或质谱法联用,以提高分析的选择性和灵敏度。
3.4 生物芯片法
生物芯片法是一种利用微阵列技术将大量的生物分子固定在一个微小的载体上,从而实现对多个生物分子的同时检测的方法。生物芯片法根据生物分子的类型,可以分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、代谢物芯片等。生物芯片法具有高通量、高效率、高灵敏度、低成本等优点,是含药血清分析的新兴技术。生物芯片法一般需要与光谱法或质谱法联用,以提高分析的鉴定能力和定量精度。
4 含药血清的应用领域
含药血清的应用领域是中药血清药物化学研究的目的和价值所在,是将含药血清的分析结果与中药的药效、药理、毒理等方面进行相关性分析,从而揭示中药的药效物质基础和作用机制的过程。含药血清的应用领域主要包括以下几个方面:中药有效成分的筛选、中药复方的优化、中药药效物质基础的确定、中药作用靶点的发现、中药药动学和药代动力学的研究、中药药物相互作用的研究等。
4.1 中药有效成分的筛选
中药有效成分的筛选是指利用含药血清与体外模型进行药效评价,从而筛选出具有特定药效的中药成分的方法。中药有效成分的筛选可以避免中药成分的复杂性和多样性对药效评价的干扰,提高筛选的效率和准确性。中药有效成分的筛选一般采用以下步骤:首先,根据中药的药效和药理,选择合适的体外模型,如细胞、酶、受体、基因等;其次,将含药血清与体外模型进行作用,观察和记录药效指标的变化,如细胞活性、酶活性、受体亲和力、基因表达等;最后,根据含药血清的分析结果,结合药效指标的变化,筛选出与药效相关的中药成分,如单体、代谢物、配伍物等[4]。
4.2 中药复方的优化
中药复方的优化是指利用含药血清与体外模型进行药效评价,从而优化中药复方的组成和比例的方法。中药复方的优化可以提高中药复方的药效和安全性,减少中药复方的不良反应和药物相互作用。中药复方的优化一般采用以下步骤:首先,根据中药复方的药效和药理,选择合适的体外模型,如细胞、酶、受体、基因等;其次,将含药血清与体外模型进行作用,观察和记录药效指标的变化,如细胞活性、酶活性、受体亲和力、基因表达等;最后,根据含药血清的分析结果,结合药效指标的变化,优化中药复方的组成和比例,如增减药物、调整剂量、改变配伍方式等。
4.3 中药药效物质基础的确定
中药药效物质基础的确定是指利用含药血清与体外模型进行药效评价,从而确定中药的药效物质基础的方法。中药药效物质基础的确定可以揭示中药的药效来源和作用机制,为中药的现代化和国际化提供科学依据。中药药效物质基础的确定一般采用以下步骤:首先,根据中药的药效和药理,选择合适的体外模型,如细胞、酶、受体、基因等;其次,将含药血清与体外模型进行作用,观察和记录药效指标的变化,如细胞活性、酶活性、受体亲和力、基因表达等;最后,根据含药血清的分析结果,结合药效指标的变化,确定中药的药效物质基础,如单体、代谢物、配伍物等[5]。
4.4 中药作用靶点的发现
中药作用靶点的发现是指利用含药血清与体外模型进行药效评价,从而发现中药的作用靶点的方法。中药作用靶点的发现可以揭示中药的作用机制和药效规律,为中药的药效优化和新药开发提供指导。中药作用靶点的发现一般采用以下步骤:首先,根据中药的药效和药理,选择合适的体外模型,如细胞、酶、受体、基因等;其次,将含药血清与体外模型进行作用,观察和记录药效指标的变化,如细胞活性、酶活性、受体亲和力、基因表达等;最后,根据含药血清的分析结果,结合药效指标的变化,发现中药的作用靶点,如细胞信号通路、转录因子、基因调控等[5]。
5 存在的问题和发展趋势
中药血清药物化学是一门新兴的学科,尚存在一些问题和挑战,需要进一步的探索和完善。同时,中药血清药物化学也具有广阔的发展前景和潜力,需要不断的创新和发展。以下是中药血清药物化学的一些存在的问题和发展趋势:
5.1 存在的问题
(1)含药血清的制备方法尚不统一,影响含药血清的质量和可比性。目前,含药血清的制备方法没有一个统一的标准和规范,不同的研究机构和研究者采用不同的实验动物、给药方案、血液采集和分离方法等,导致含药血清的质量和成分存在差异,难以进行数据的比较和共享。
(2)含药血清的分析技术尚不成熟,影响含药血清的分析效果和准确性。目前,含药血清的分析技术还存在一些局限和不足,如分离效果不理想、灵敏度不够高、分子量测定不准确、结构信息不完整、代谢物鉴定不确定等,导致含药血清的分析结果不够全面和可靠。
(3)含药血清的应用领域尚不广泛,影响含药血清的应用价值和意义。目前,含药血清的应用领域主要集中在中药有效成分的筛选、中药复方的优化、中药药效物质基础的确定等方面,而对于中药的作用机制、药物相互作用、药物安全性等方面的研究还较少,导致含药血清的应用潜力没有得到充分的发挥。
5.2 发展趋势
(1)建立含药血清的制备方法的标准和规范,提高含药血清的质量和可比性。未来,应该根据中药的特点和要求,制定含药血清的制备方法的标准和规范,包括实验动物的选择、给药方案的设计、血液的采集和分离等方面,以保证含药血清的质量和成分的一致性和稳定性,便于进行数据的比较和共享。
(2)发展含药血清的分析技术的创新和优化,提高含药血清的分析效果和准确性。未来,应该根据含药血清的特点和需求,发展含药血清的分析技术的创新和优化,包括色谱法、质谱法、光谱法、生物芯片法等方面,以提高含药血清的分析效果和准确性,实现含药血清中有效成分及其代谢产物的全面和可靠的分离鉴定和定量分析。
(3)拓展含药血清的应用领域的广度和深度,提高含药血清的应用价值和意义。未来,应该根据中药的特点和需求,拓展含药血清的应用领域的广度和深度,包括中药的作用机制、药物相互作用、药物安全性等方面,以提高含药血清的应用价值和意义,为中药的现代化和国际化提供更多的科学依据和技术支持[6]。
6 结语
中药血清药物化学是一门研究口服中药后血液中有效成分及其代谢产物的学科,是中药药效物质基础研究的重要手段之一。本文综述了近年来中药血清药物化学的研究进展,包括含药血清的制备方法、分析技术、应用领域等,并对存在的问题和发展趋势进行了展望,旨在为中药血清药物化学的深入发展提供参考。中药血清药物化学是一门新兴的学科,尚存在一些问题和挑战,需要进一步的探索和完善。同时,中药血清药物化学也具有广阔的发展前景和潜力,需要不断的创新和发展。
参考文献
[1] 陈旺宇, 节笑笑, 陈甜甜,张月 &郝旭亮. (2023).中药血清药物化学研究现状.中国医药科学(04),26-29+86.
[2]张雯霞,冯敏,苗雨露,张文智 & 倪艳.(2019).中药血清药物化学的应用现状概述.药物评价研究(07),1448-1453. [3] 张雅秋,渠弼 &杨巧荷.(2019).中药血清药物化学研究进展.疾病监测与控制(02),148-151+157.
[4]黄财顺,向诚,李宝才,孔靓&王怀基.(2014).基于中药血清药物化学的活性成分筛选的现状和问题.中草药(20),3009-3014.
[5] 武晓伟,郝艳艳,聂春霞,倪艳,郝旭亮&刘聪.(2019).中药血清药物化学的方法学概述及应用领域研究进展.中国实验方剂学杂志(03),173-179.
[6] 策力木格,张小峰,苏都娜,聂波,侯彦宏,松林&图雅.(2017).血清药物化学在中药领域的应用现状.中国药房(07),978-981.