中药指纹图谱的研究
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参见附件(130kb)。
中药指纹图谱的研究
南京中医药大学 蔡宝昌* 刘训红 贾晓斌 李伟东
随着现代分析技术突飞猛进地发展和对中药系统研究的不断深入，中药指纹图谱质量控制技术应运而生，加快了中药质量控制现代化的进程。
中药指纹图谱是指中药经适当处理后，采用一定的分析手段，得到的能够标示该中药特性的共有峰的图谱。在一定范围内，中药指纹图谱能基本反映中药全貌，使其质控指标由原有的对单一成分含量的测定上升为对整个中药内在品质的检测，实现对中药内在质量的综合评价和整体物质的全面控制，使中药质量达到稳定、可控，确保中医临床疗效的稳定，并使中药研究更符合祖国医学的整体观念，有的学者将其称之为"中药质量控制的里程碑"。
一、指纹图谱的产生与发展
(一)指纹图谱的概念
指纹图谱是以各种光谱、波谱、色谱等技术为依托的又一种质量控制模式。指纹图谱不强调个体的绝对唯一性(个体特异性)，而强调同一药材群体的相似性，即物种群体内的唯一性(共有特征性)。与传统质量控制模式的区别在于：指纹图谱是综合地看问题，也就是强调化学图谱的"完整面貌"即整体性，反映的质量信息是综合的；由于植物药的次生代谢产物，即各种化学成分天然潜在的不稳定性，如同日常许多模糊现象一样，它的化学指纹图谱具有无法精密度量的模糊性。"整体性"和"模糊性"是指纹图谱的基本属性，指纹图谱的相似性是通过其基本属性来体现的。指纹图谱分析强调准确的辨认，而不是精密的计算，比较图谱强调的是相似，而不是相同。在不可能将中药复杂成分都搞清楚的情况下，指纹图谱的作用是反映成分复杂的中药内在质量的均一性和稳定性。
综上所述，中药指纹图谱可以定义为"是一种综合的、可量化的鉴别手段，是当前符合中药特色的评价中药真实性、稳定性和一致性的质量控制模式之一。整体性和模糊性是它的基本属性。指纹图谱应满足专属性、重现性和实用性的技术要求"。
(二)指纹图谱的沿革及现状
中药指纹图谱技术是随现代分析技术的发展而诞生的，是中药鉴别技术的循序发展和延伸，已成为现阶段我国中药基础研究的重要领域与热点。学术研究报道较多，研究内容主要包括中药指纹图谱的理论探讨、测试指纹图谱的规范化试验、构建指纹图谱的方法学研究、指纹图谱信息化和知识化研究，以及指纹图谱在提高中药质控指标、指导中药材规范化生产、开发中药资源、研制中药新药等方面的应用等，此项研究取得了较为满意的效果。
在国外，指纹图谱已列入FDA植物药产品工业指南(2000年草案稿)、WHO草药评价指南(1996年)以及英国草药典(1986)、印度草药典(1998)、美国草药典(1999-2001，Monographs)。要求草药制剂生产商提供半成品的指纹图谱以保证其品种的真实性和产品的指纹图谱以证明其批间产品质量的一致性和稳定性。国外许多对于指纹图谱的研究已进入高级阶段，开展了指纹图谱与药效的相关性研究，建立了中药理论和新药开发的研究体系和模式。
(三)指纹图谱的分类及发展
按应用对象来分类，可分为中药材(原料药材)指纹图谱、中药原料药(包括饮片、配伍颗粒)指纹图谱、中药中间体(工艺生产过程中间产物)指纹图谱和中药制剂指纹图谱。
按测定手段可分为：中药化学指纹图谱和中药生物指纹图谱。中药化学指纹图谱系指采用色谱、光谱和其他分析方法建立的用以表征中药化学成分的特征的指纹图谱；中药生物指纹图谱包括中药材DNA指纹图谱、中药基因组学指纹图谱及中药蛋白组学指纹图谱。中药基因组学图谱和中药蛋白组学指纹图谱系指用中药制剂作用于某特定细胞或动物后，引起的基因和蛋白的复杂的变化情况，这两种指纹图谱似可称为生物活性指纹图谱。此外还有扫描电镜(SEM)指纹图谱、计算机图象(CIA)指纹图谱等。
指纹图谱的分类和发展概况如图1所示。
二、指纹图谱的要求与构建
(一)指纹图谱的要求
中药指纹图谱应具有特征性、重现性和可操作性，才能满足指纹图谱的实用要求。
(二)指纹图谱的构建方法
随着近代色谱、波谱和光谱技术的飞速发展，已有越来越多的先进手段应用于中药质量分析中来，这也给构建中药指纹图谱提供了有力的工具。指纹图谱的构建方法常用的有光谱法、色谱法、X射线衍射法(X-Ray Diffraction，XRD)、热分析法(Thermal Analysis，TA)、电泳法(Electrophoresis，EP)、色谱联用技术、分子生物学技术等，此外还有电化学法、扫描电镜技术(SEM)、计算机图象分析(CIA)、化学振荡技术等。
1.光谱法
用一定波长的光照射或扫描中药样品，取得特定的图谱和数据。其主要方法有：紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、荧光光谱(FS)、核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)。此外还有原子吸收光谱(AAS)、等离子体光谱(ICP)、X射线荧光光谱(XRF)等。
2.色谱法
色谱法是当前分析方法中发展最快、中医药研究领域中应用最广的一种方法。色谱法的原理是借物质在两相间不同的分配而导致相互间的分离，在其近百年的发展过程中诞生了各种各样的色谱技术。色谱技术具有极强的分离能力和极大的适应性，中药指纹图谱首推色谱法，其常用的方法有：薄层色谱(TLC)、气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、高效毛细管电泳(HPCE)、高速逆流色谱(HSCCC)、超临界流体色谱(SFC)、圆二色谱(CD)等。
3.X射线衍射法(XRD)
X射线衍射法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。当某一物质进行衍射分析时，该物质被X射线照射而产生不同程度的衍射现象，物质的组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型等决定该物质产生特有的衍射图谱。如果该物质是一混合物，则所得衍射图是该混合物各组分衍射效应的叠加。只要这混合物的组成是恒定的，其衍射图就可以作为该混合物的特征图谱。中药尽管组成复杂(包括有机和无机物的多相体系)，但当产地、采收期等影响因素相对稳定后，其组成也是稳定的，因而其衍射信息也是-定的。由于各种中药的组成成分各不相同，它们的衍射图谱便各有特征性。X衍射图指纹图谱具有指纹性强，能立即知道样品组分，图谱稳定可靠等特点。XRD分为单晶X衍射法与粉末X衍射法。粉末X衍射法具有快速、简单、图谱信息量大、指纹专属性强、判别指标多(衍射图、D值和相对强度等)、稳定可靠等优点，适合于中药指纹图谱的构建。粉末X衍射傅里叶(Fourier)谱分析法是在将衍射信息进行傅里叶变换的基础上，找出X衍射图谱的拓朴规律，建立较为简单且能反映中药整体结构特征的X衍射Fourier指纹图谱。
图1 中药指纹图谱的产生和发展示意图
4.热分析法(TA)
许多物质在加热或冷却过程中，往往会发生溶解、凝固、分解、化合、吸附、脱吸附、晶体转变等物理或化学变化，这时就会产生吸热或放热现象，研究测定这种变化的技术即为热分析技术。按分析内容可分为热重法(TG)、差热分析法(DTA)和差动法(DSC)。其中，差热分析法较为常用，即研究样品和参比物在相同环境下等速加温时 ......
中药指纹图谱的研究
南京中医药大学 蔡宝昌* 刘训红 贾晓斌 李伟东
随着现代分析技术突飞猛进地发展和对中药系统研究的不断深入，中药指纹图谱质量控制技术应运而生，加快了中药质量控制现代化的进程。
中药指纹图谱是指中药经适当处理后，采用一定的分析手段，得到的能够标示该中药特性的共有峰的图谱。在一定范围内，中药指纹图谱能基本反映中药全貌，使其质控指标由原有的对单一成分含量的测定上升为对整个中药内在品质的检测，实现对中药内在质量的综合评价和整体物质的全面控制，使中药质量达到稳定、可控，确保中医临床疗效的稳定，并使中药研究更符合祖国医学的整体观念，有的学者将其称之为"中药质量控制的里程碑"。
一、指纹图谱的产生与发展
(一)指纹图谱的概念
指纹图谱是以各种光谱、波谱、色谱等技术为依托的又一种质量控制模式。指纹图谱不强调个体的绝对唯一性(个体特异性)，而强调同一药材群体的相似性，即物种群体内的唯一性(共有特征性)。与传统质量控制模式的区别在于：指纹图谱是综合地看问题，也就是强调化学图谱的"完整面貌"即整体性，反映的质量信息是综合的；由于植物药的次生代谢产物，即各种化学成分天然潜在的不稳定性，如同日常许多模糊现象一样，它的化学指纹图谱具有无法精密度量的模糊性。"整体性"和"模糊性"是指纹图谱的基本属性，指纹图谱的相似性是通过其基本属性来体现的。指纹图谱分析强调准确的辨认，而不是精密的计算，比较图谱强调的是相似，而不是相同。在不可能将中药复杂成分都搞清楚的情况下，指纹图谱的作用是反映成分复杂的中药内在质量的均一性和稳定性。
综上所述，中药指纹图谱可以定义为"是一种综合的、可量化的鉴别手段，是当前符合中药特色的评价中药真实性、稳定性和一致性的质量控制模式之一。整体性和模糊性是它的基本属性。指纹图谱应满足专属性、重现性和实用性的技术要求"。
(二)指纹图谱的沿革及现状
中药指纹图谱技术是随现代分析技术的发展而诞生的，是中药鉴别技术的循序发展和延伸，已成为现阶段我国中药基础研究的重要领域与热点。学术研究报道较多，研究内容主要包括中药指纹图谱的理论探讨、测试指纹图谱的规范化试验、构建指纹图谱的方法学研究、指纹图谱信息化和知识化研究，以及指纹图谱在提高中药质控指标、指导中药材规范化生产、开发中药资源、研制中药新药等方面的应用等，此项研究取得了较为满意的效果。
在国外，指纹图谱已列入FDA植物药产品工业指南(2000年草案稿)、WHO草药评价指南(1996年)以及英国草药典(1986)、印度草药典(1998)、美国草药典(1999-2001，Monographs)。要求草药制剂生产商提供半成品的指纹图谱以保证其品种的真实性和产品的指纹图谱以证明其批间产品质量的一致性和稳定性。国外许多对于指纹图谱的研究已进入高级阶段，开展了指纹图谱与药效的相关性研究，建立了中药理论和新药开发的研究体系和模式。
(三)指纹图谱的分类及发展
按应用对象来分类，可分为中药材(原料药材)指纹图谱、中药原料药(包括饮片、配伍颗粒)指纹图谱、中药中间体(工艺生产过程中间产物)指纹图谱和中药制剂指纹图谱。
按测定手段可分为：中药化学指纹图谱和中药生物指纹图谱。中药化学指纹图谱系指采用色谱、光谱和其他分析方法建立的用以表征中药化学成分的特征的指纹图谱；中药生物指纹图谱包括中药材DNA指纹图谱、中药基因组学指纹图谱及中药蛋白组学指纹图谱。中药基因组学图谱和中药蛋白组学指纹图谱系指用中药制剂作用于某特定细胞或动物后，引起的基因和蛋白的复杂的变化情况，这两种指纹图谱似可称为生物活性指纹图谱。此外还有扫描电镜(SEM)指纹图谱、计算机图象(CIA)指纹图谱等。
指纹图谱的分类和发展概况如图1所示。
二、指纹图谱的要求与构建
(一)指纹图谱的要求
中药指纹图谱应具有特征性、重现性和可操作性，才能满足指纹图谱的实用要求。
(二)指纹图谱的构建方法
随着近代色谱、波谱和光谱技术的飞速发展，已有越来越多的先进手段应用于中药质量分析中来，这也给构建中药指纹图谱提供了有力的工具。指纹图谱的构建方法常用的有光谱法、色谱法、X射线衍射法(X-Ray Diffraction，XRD)、热分析法(Thermal Analysis，TA)、电泳法(Electrophoresis，EP)、色谱联用技术、分子生物学技术等，此外还有电化学法、扫描电镜技术(SEM)、计算机图象分析(CIA)、化学振荡技术等。
1.光谱法
用一定波长的光照射或扫描中药样品，取得特定的图谱和数据。其主要方法有：紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、荧光光谱(FS)、核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)。此外还有原子吸收光谱(AAS)、等离子体光谱(ICP)、X射线荧光光谱(XRF)等。
2.色谱法
色谱法是当前分析方法中发展最快、中医药研究领域中应用最广的一种方法。色谱法的原理是借物质在两相间不同的分配而导致相互间的分离，在其近百年的发展过程中诞生了各种各样的色谱技术。色谱技术具有极强的分离能力和极大的适应性，中药指纹图谱首推色谱法，其常用的方法有：薄层色谱(TLC)、气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、高效毛细管电泳(HPCE)、高速逆流色谱(HSCCC)、超临界流体色谱(SFC)、圆二色谱(CD)等。
3.X射线衍射法(XRD)
X射线衍射法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。当某一物质进行衍射分析时，该物质被X射线照射而产生不同程度的衍射现象，物质的组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型等决定该物质产生特有的衍射图谱。如果该物质是一混合物，则所得衍射图是该混合物各组分衍射效应的叠加。只要这混合物的组成是恒定的，其衍射图就可以作为该混合物的特征图谱。中药尽管组成复杂(包括有机和无机物的多相体系)，但当产地、采收期等影响因素相对稳定后，其组成也是稳定的，因而其衍射信息也是-定的。由于各种中药的组成成分各不相同，它们的衍射图谱便各有特征性。X衍射图指纹图谱具有指纹性强，能立即知道样品组分，图谱稳定可靠等特点。XRD分为单晶X衍射法与粉末X衍射法。粉末X衍射法具有快速、简单、图谱信息量大、指纹专属性强、判别指标多(衍射图、D值和相对强度等)、稳定可靠等优点，适合于中药指纹图谱的构建。粉末X衍射傅里叶(Fourier)谱分析法是在将衍射信息进行傅里叶变换的基础上，找出X衍射图谱的拓朴规律，建立较为简单且能反映中药整体结构特征的X衍射Fourier指纹图谱。
图1 中药指纹图谱的产生和发展示意图
4.热分析法(TA)
许多物质在加热或冷却过程中，往往会发生溶解、凝固、分解、化合、吸附、脱吸附、晶体转变等物理或化学变化，这时就会产生吸热或放热现象，研究测定这种变化的技术即为热分析技术。按分析内容可分为热重法(TG)、差热分析法(DTA)和差动法(DSC)。其中，差热分析法较为常用，即研究样品和参比物在相同环境下等速加温时 ......
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