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生物新技术的发展推动中药鉴定的变革
http://www.100md.com 2003年6月19日 中国医药资讯网
     中药是中华民族的一大宝藏,中药用于治疗疾病在我国源远流长,已有几千年的历史,其副作用小,特别是对慢性、消耗性疾病具有独特的、西药不可取代的作用。中药包括植物药和动物药,品种繁多,其疗效与药材品质有着密不可分的关系,因此,为了保证用药的安全有效,准确、迅速、简捷的鉴别方法的建立成为当务之急。

    最传统、最直接的中药鉴定方法就是外观性状的鉴别,仅适用于较为完整的动植物药材,在很大程度上是一种经验的总结。且药材的外观性状易受多种因素的影响,可能发生变异。因此,需要更进一步借助先进的科学手段来鉴定中药。

    显微鉴别是依据动植物细胞形态、组织结构和一些特殊内含物来鉴定中药的。理化鉴别则主要依据不同品种在化学成分上的差异来鉴别中药。色谱鉴别(薄层色谱、气相色谱、高效液相色谱等)、光谱及波谱鉴别(紫外、红外、荧光、原子吸收、圆二色、核磁共振、质谱、X-射线衍射等)构成理化鉴别的重要内容。

    近年来,随着生物新技术层出不穷,中药的鉴别方法也发生了突飞猛进的发展。尤其是分子生物学技术在中药鉴定中的应用成熟,为革新法定的中药鉴定方法奠定了基础。
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    1 电泳技术

    经典的电泳技术如纸电泳和醋酸纤维薄膜电泳、不连续非解聚聚丙烯酰胺凝胶电泳、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳、等电点聚焦凝胶电泳等在中药鉴定中都已得到应用,通常根据电泳的蛋白谱带数、泳动率、着色深浅、特征性的同工酶谱带、特征蛋白分子量等来区分不同中药品种。

    毛细管电泳是近几年发展起来的一种重要分离技术,它在多肽、蛋白、核酸、手性化合物等生物活性物质的分离中显示出广阔的前景。高效毛细管电泳能减少电泳扩散,速度快,灵敏度高,分辨率强,在中药中的应用集中在生物碱和黄酮及其苷类化合物。张朝晖等采用高效毛细管电泳对同属海龙科的12种海马、海龙类药材进行了鉴别研究,证明该法重现性好、分辨力强[1]。

    近两年来发展起来毛细管电色谱把毛细管电泳的高效和高效液相色谱的选择性结合起来,用高压直流电源代替泵驱动流动相,既能分离中性物质又能分离带电物质,增大了分离效率。该方法已被用于中药的分离鉴定,如异羟基洋地黄毒苷元[2]等。
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    2 免疫技术

    不同的动植物药材含有不同的特异蛋白,利用该特异蛋白为抗原制备的特异抗体与检品中的特异抗原结合产生沉淀反应来鉴别药材的真伪为免疫鉴别。丁培贤等利用虎、豹等骨骼中的特异抗原成分制备DH-虎、豹骨检定试剂采用免疫电泳法及琼脂免疫扩散法不仅可以准确检定虎、豹等多种动物的骨骼,还能将豹骨进一步检定为雪豹、云豹或金钱豹[3],可见免疫鉴别方法是一种特异性很强的鉴别方法。

    3 细胞生物学技术

    主要是染色体分类技术。某个特定种群的生物体细胞中染色体的形态、组型、带型是稳定不变的,代表着该种群的基本遗传特征。根据该特征,可以确定药材的种属。由于染色体形态只能在细胞分裂中后期观察,因此该方法只适用于果实和种子类药材鉴定,将其培养发芽后,取根尖制片,观察并找到较好的染色体排列,制成核型模式图。测定染色体长臂和短臂长度,计算同源染色体相对长度及臂长比值、着丝点指数、差值,求出核型公式,根据“不对称核型分类”标准确定其核型,与已知该植物染色体的背景资料比较,确定药材种属[4]。该方法已被用于中药栀子等的鉴定。
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    4 分子生物学技术

    1953年,Watson和Crick提出了脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构模型,并阐明了DNA是遗传信息的携带者,从而开辟了现代分子生物学的新纪元。1977年,Sanger弄清了噬菌体?痢?174的全部碱基序列,确立了DNA序列分析的新战略和新方法,使分子生物学进入了一个崭新的时代。1985年,Mullis等人首创了一种DNA扩增技术?聚合酶链式反应(PCR),1987年逐步完成了PCR自动操作的装置,从而促进了分子生物学的快速发展。近十年来,分子生物学渗透到生命科学的各个领域,特别是医药学。在中药鉴定领域,已出现多种分子生物学鉴别方法,实践证明,该方法取材少,结果准确,克服了以往中药鉴定中的许多不足,具有其它方法难以比拟的优势。

    4.1 DNA分子遗传标记技术

    这是一种根据不同生物个体遗传物质DNA的差异来鉴别生物物种的方法。因为生物的外观性状、细胞形态、组织结构、化学成分、蛋白质、血清学等不仅受遗传因素的影响,还与生物的生长环境、发育阶段、生理状态等有关。而DNA作为遗传信息的直接载体,不受上述因素的影响,因此DNA分子遗传标记鉴别药材的方法比上述方法都更具有高度的准确性与可靠性。
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    4.1.1 限制性片段长度多态性分析技术(RFLP) 将药材DNA用限制性内切酶消化后,进行限制性片段长度多态性分析,确定其基因的种属特异性,如3种苍术的鉴别[5],5种羽扇豆属药用植物的鉴别[6]。亦要对药材DNA的PCR扩增产物进行限制性片段长度多态性分析,找出种属特异性来鉴别中药[7]。

    4.1.2 随机扩增多态DNA技术(RAPD) 用任意非特异性的单一引物在低温条件下与模板复性并进行PCR扩增,可对研究对象的基因组DNA作多态性分析,获得DNA指纹图谱。通过RAPD技术对真伪药材DNA的多态性分析,找出真品特定的DNA片段,可对此测序并制备DNA探针来检测相应的药材。RAPD技术尤其适用于贵重药材的鉴定,如鉴别不同种的人参及其伪品[8]。RAPD技术与RFLP技术常被结合起来鉴定中药,如鉴别箭叶淫羊藿[7]、甘草属药材[9]等。

    4.1.3 直接对某基因片段PCR扩增产物进行测序 找出其种属特异性来鉴别中药,其中常用的基因片段包括线粒体细胞色素b基因和rRNA基因等,如鉴定人参及其相关药材[10]、鸡内金[11]、鹿鞭[12]等。
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    4.1.4 RAPD分析产物选择适当引物进行PCR扩增 扩增产物用限制性内切酶消化,进行酶切位点分析,获得种属特异性的稳定酶切图谱。该方法可将RAPD中扩增条带少的引物再利用,提高了DNA指纹的使用效率,如该方法用于人参的分析鉴别[13]。

    近年来发展起来的毛细管PCR方法反应体系小,速度快,弥补了传统的在指管中进行PCR耗时和费用高的缺点,更适用于中药鉴定[14]。

    4.2 mRNA差异显示技术

    该方法旨在找出不同组织或细胞在基因表达上的差异[15]。它通过将总RNA反转录成单链cDNA,然后PCR扩增,最后分离不同分子大小的DNA,挑选出有差异表达的基因进行序列分析。这样既可以制备探针用于稳定灵敏的检测实验,亦可制备其蛋白产物及其抗体进行免疫检测。借助该技术可以将种植与野生的植物药物、地道药材与普通药材之间的差异鉴别出来,因此该技术可望应用于中药材的质量鉴定。

    总之,随着生物新技术的不断涌现和更新,它们也不断地被应用到中药鉴定领域,推动着中药鉴定技术的不断进步和完善。特别是随着分子生物学技术的诞生和发展,以药材基因型特征为鉴定指标的DNA分子遗传标记鉴别法以及其他一些分子生物学鉴别方法以其准确可靠的特点已在中药鉴定中得到了迅猛的发展,对中药鉴定学科产生了深远的影响。同时,随着该类技术在中药鉴定实践中的不断应用和日臻完善,将为革新法定的药品检验方法、提高名贵动植物药材检验技术的准确性和先进性做好理论和物质上的准备。总之,应用分子生物学技术鉴别中药代表着中药鉴定技术未来的发展方向。, 百拇医药