色谱指纹图谱与中药质量控制

本文综述了近年来色谱指纹图谱研究中多种色谱技术、相关化学计量学方法的发展及其在中药质量控制中的应用,并对中药质量稳定性和有效性的全面评价方法和可行性进行了初步探讨。提出以色谱指纹图谱为核心,依托现代色谱技术、化学计量学和系统生物学方法,建立中药化学成分信息与药效(毒性)信息相关关系的中药质量控制研究策略,深层次揭示中药的内在作用机理,期望真正实现中药质量的可控、安全和有效。     

引言

中药在中国有着几千年的临床使用经验。随着民众对药品有效性和安全性认识的加深,中药质量受到越来越多的重视,中药质量控制也随之成为保障中药产业发展的重要因素之一和中药现代化研究的重要内容之一。由于中药的复杂性、多样性和物质基础研究的局限性,中药质量控制技术的发展成为中药质量控制的关键。随着中药物质基础、药理活性研究的深入和现代分离分析技术对复杂体系分析能力的提高,中药质量控制水平有了明显的提高;在认识到中药药效是多靶点、多成分的协同作用特点后,多指标成分定量成为中药含量测定的发展趋势。近年来,着重于从整体上进行质量控制的指纹图谱技术得到了广泛的关注和应用,并已被国外认可,成为建立国际性中药质量标准的技术纽带。各种色谱、光谱技术在指纹图谱中的运用及利用现代分离和检测技术获取海量数据,使人们对于中药的认识达到了一个新的高度。海量数据的化学计量学分析更成为鉴别中药真伪、优劣的科学依据。
中药质量控制是一个不断认识和深入的过程,新问题、新理念和新技术的层出不穷为我们提出了一个又一个的新课题。随着研究的深入,各方面的研究成果将为中药质量控制提供更为丰富的科学依据,中药质量控制技术也必然随着中药整体研究水平的提高而发展,并为中药的现代化和国际化做出巨大贡献。由于色谱技术在中药质量控制中发挥了巨大作用,本刊特别邀请了部分具有突出贡献的色谱专家、学者撰写了相关学术论文,在本期编辑出版了“中药质量控制”专栏。希望通过这些专栏文章所介绍的工作及思想,广集思路,不断创新,为进一步提高中药质量控制的研究水平作出贡献。     

现代分析技术在中药药效成分检测中的应用进展

介绍近10年来现代分析技术在中药药效成分检出中的研究进展情况，为中药药效基础研究提供现代分析技术的方法与思路。以高效液相色谱、气相色谱为代表的色谱分析技术具有选择性好、灵敏度高、分离效能优等特点，在中药药效成分检出中应用甚为广泛，但是由于缺少物质结构分析功能，检出的中药药效成分中有很多未知物质；以高效液相色谱-质谱法、气相色谱-质谱法为代表的色谱-质谱联用技术既可以实现对中药药效组分的检出，也可以对未知药效物质进行结构分析和确认，是未来中药药效成分检出的有效手段和必然趋势；光谱技术和核磁共振波谱技术具有定性和定量功能，同时也可以进行结构分析，但是同毛细管电泳法、高速逆流色谱法等现代分析技术一样，应用成果较少。     

中药物质基础的高效液相色谱分离分析方法研究

高效液相色谱方法已成为中药物质基础研究的重要手段．在中药质量控制、中药标准品制备、活性化合物发现等方面发挥着不可替代的作用．然而我们的实验数据表明,一个中药材可能包含上万个化合物．中药物质基础的复杂性对高效液相色谱方法提出了巨大挑战．本文针对液相色谱方法在中药物质基础分离分析中存在的问题与难点,结合红花、黄连、姜黄三味药材样品,从亲水色谱分离模式、新型色谱固定相、二维液相色谱分离系统和液相色谱质谱联用技术等方面讨论了液相色谱的分离分析方法和发展方向．结果表明,高效液相色谱新技术新方法在中药复杂体系的分离分析中具有很大的发展潜力和应用前景．     

色谱-质谱联用技术在中药代谢组学研究中的应用

代谢组学是研究生物体被扰动后其代谢产物种类、数量及变化规律的科学,研究理念与中医药理论的整体、动态观念非常一致,目前很多工作已将代谢组学应用于中药药效物质基础、作用机制、复方及配伍规律等研究中,有望推动中医药现代化进程。色谱-质谱联用技术是代谢组学的主要分析技术平台,该文综述了近3年来色谱-质谱联用技术在中药代谢组学研究中的应用,重点介绍不同分离技术的特点及最新进展,并讨论了其存在的问题。     

在线二维液相色谱技术在中药研究中的应用进展

中药的组成复杂,其化学成分的表征和识别一直是中药研究的基础和关键。在线二维液相色谱是基于两种分离模式构建的色谱分析技术,主要包括中心切割二维液相色谱和全二维液相色谱两种模式,因二者具有更高的峰容量而在中药研究中备受青睐。该文对在线二维液相色谱技术的概念和特点进行了讨论,并对二维液相色谱在中药研究中的应用进行了综述,以期为该技术在中药质量控制、物质基础表征、活性成分筛选等研究方面提供一定参考。     

快速高效液相色谱分离技术在中药分析中的应用

中药化学成分分析是中药药效物质阐明及质量控制的关键问题之一。由于中药化学成分的复杂性,中药成分分析一直存在着分离难度大、分析时间长等问题。为此,针对这些问题发展起来的快速、高效液相色谱技术(主要包括超高压液相色谱、基于整体柱的高效液相色谱和高温液相色谱)备受关注。本文结合本实验室近年的研究,对该技术在中药复杂体系化学成分分析中的应用做简要综述,内容主要包括这些技术的原理、分离性能及其在中药复杂体系中的应用。     

“中药质量控制”专栏引言

中药在中国有着几千年的临床使用经验。随着民众对药品有效性和安全性认识的加深,中药质量受到越来越多的重视,中药质量控制也随之成为保障中药产业发展的重要因素之一和中药现代化研究的重要内容之一。由于中药的复杂性、多样性和物质基础研究的局限性,中药质量控制技术的发展成为中药质量控制的关键。     

色谱及相关技术在中药质量评价中的应用

对中药物质基础的研究方法——化学物质组学,以及中药质量评价的关键技术——指纹图谱技术做了介绍,并在此基础上综述了中药化学信息获取的关键技术——色谱及相关技术在中药质量评价中的应用。论述的结果表明,以化学物质组学为指导,结合色谱及相关技术获取指纹图谱信息及多指标成分定量信息的研究模式,对中药质量评价体系的建立具有指导意义。     

中药分析新思路及其质量控制

随着国家对中药现代化的重视,为了更好地诠释中药药性的本质,研究者从不同角度对中药进行研究。分析化学、药学、生物学等多学科的多种不同的技术在这里融合,一些新的思路和方法正在不断涌现,中药的分析与质量控制正沿着综合且全面的方向在不断地发展和前进。该文对当前中药分析新思路及其质量控制进行了简要评述,在此基础上,对中药质量控制的色谱指纹图谱进行了分类说明与研究,表明采用现代分析手段,可以实现对中药质量的有效控制。     

Strategy and Chromatographic Technology of Quality Control for Traditional Chinese Medicines

The application of chromatography, a modern technology, for highly efficient separation and analysis in the research of therapeutic basis matter and quality control of traditional Chinese medicines (TCM), is summarized. A new strategy with metabonomics is put forth to achieve integral study on the therapeutic basis matter and the action mechanism of TCM and to reveal and control the comprehensive quality of TCM. The result shows that modern chromatography and hyphenated techniques are one of the important technique platforms in the quality control of TCM.     

中药指纹图谱研究的某些进展与展望

在中药现代化的过程中,中药的质量控制标准直接影响到中药的国际化问题。近年来,国内很多学者对中药指纹图谱用于质量控制的问题进行了深入的研究,取得了很多成果。本文着重就近几年来中药指纹图谱的某些进展进行了综述,内容包括气相色谱指纹图谱、液相色谱指纹图谱以及其他指纹图谱。最后就指纹图谱研究的发展提出了几点看法。共引用文献161篇。     

高效液相色谱-线性指纹定量法评价人参归脾丸的三波长指纹图谱

以样品指纹向量与对照指纹向量的多元化学组分间存在线性函数关系为基础,引入相关系数r、斜率a、截距b及线性定性相似度S_L、线性定量相似度M_L等概念,建立线性指纹定量法(linearly quantified fingerprint method, LQFM)模型以定性、定量控制中药质量。用高效液相色谱-二极管阵列检测法(HPLC-DAD)同时测定了10批人参归脾丸(Renshen Guipi Wan, RSGPW)分别在203、228和326 nm下的高效液相色谱指纹图谱,运用LQFM理论模型,鉴定RSGPW质量。LQFM能显著区别不同来源的产品,同一厂家产品质量控制一致。鉴定结果与已知的系统指纹定量法评价结果对比,LQFM对中药多元化学成分的复杂系统能实现客观的定性、定量评价。多波长指纹图谱能最大限度地兼顾中药各成分的紫外吸收特征,对中药质量控制具有更全面和可靠的特点。     

中药活性成分研究是中药现代化的重要组成部分

中药现代化是一个逐步发展、不断完善和充实的长期的系统工程。中医药在我国民族生存和繁衍的几千年历程中起着至关重要的作用,具有自己的特色和优势,是中华民族的宝贵财富,既要继承,又要创新和发展。中药现代化可以有多种模式,只要有利于人民健康,有利于传承和发展中医药,不管采取何种模式均应得到鼓励和欢迎。中药的活性成分研究是中药现代化的重要组成部分：一方面,一些活性成分能直接或作为先导化合物间接发展成药物;另一方面,活性成分又为中药复方现代化提供物质基础。这体现在活性成分既在现代化中药的制造和生产中起到标准化作用,同时活性成分也是中药复方专利最重要的核心组成部分。     

中药指纹图谱学体系在中药创制中的作用

从整体论、系统论和复杂科学的角度论述了中药指纹图谱学体系的构成背景和核心任务。中药指纹图谱学体系具有体系科学性质,是从系统性和整体性角度研究中药(包括植物药)的物质基础和作用机制以及药代动力学规律和相关制剂技术的崭新学科。该体系以中药指纹图谱信息学为核心和桥梁,包括中药指纹图谱测试学、中药指纹图谱质控学、中药指纹图谱谱效学、中药指纹药物动力学、中药指纹药剂学和中药生物指纹图谱学。该体系的研究需采用复杂科学和体系科学的理论和方法,突破线性思维和还原分析,强调宏观和系统的有机综合,应用数学科学原理和方法来开辟中药创制的新模式。中药指纹图谱学的理论体系和方法是解析中药的主导技术和实现中药现代化的核心力量,该体系理论和技术的成熟及完善可为现代中药创制提供强有力的理论和技术支撑。中药指纹图谱学体系的最终目的是为人类和有益生物研制出疗效显著、安全、可控的现代化中药。     

质谱技术在中药研究中的应用进展

中药是中华传统医学的瑰宝,在我国已广泛应用于疾病预防和治疗中,但其存在化学成分复杂、作用机制不明确等问题,制约了中药现代化及国际化的发展进程。质谱技术具有高灵敏度、高选择性、高稳定性及高通量的特点,特别适合于中药复杂成分及其代谢物的定性定量分析。该文综述了近年来质谱技术在中药成分鉴定及质量控制、中药代谢组学及中药药代动力学研究方面的典型应用,并对存在的问题及改进方法进行了展望。     

Global detection and identification of components from crude and processed traditional Chinese medicine by liquid chromatography connected with hybrid ion trap and time‐of‐flight‐mass spectrometry

We herein present a chemical profiling method to efficiently process the information acquired by ultra fast liquid chromatography (UFLC)‐electrospray ionization source in combination with hybrid ion trap and high‐resolution time‐of‐flight mass spectrometry (UFLC‐(ESI)‐IT‐TOF/MS), facilitating the structural determination of serial components contained in crude or processed traditional Chinese medicine (TCM). Under the optimized UFLC and IT‐TOF‐MSⁿ conditions, over 39 compounds were separated and detected in crude or processed Fructus corni within 25 min. The components were identified by comparing the mass spectra and retention time with reference compounds, or tentatively assigned by elucidating low‐energy collision‐induced dissociation (CID) fragment ions and matching empirical molecular formula with that of the published compounds. Several factors in the processing procedure were examined. The experimental results demonstrate that the chemical reactions that occurred in the processing procedure can be used to elucidate the processed mechanism of F. corni, which is regularly affected by the processing conditions. This study provides a novel approach and methodology to identify the complicated components from various complex mixtures such as crude TCM, processed TCM, and biological samples. It can be used as a valid analytical method for further understanding the processing mechanism of TCM, along with the intrinsic quality control of TCM and its processed product.     

Modified Jiu Wei Qiang Huo decoction improves dysfunctional metabolomics in influenza A pneumonia‐infected mice

In order to study the effective mechanism of a traditional Chinese medicine (TCM), modified Jiu Wei Qiang Huo decoction (MJWQH), against H1N1‐induced pneumonia in mice, we chose a holistic approach. A reverse‐phase liquid chromatography with quadruple time‐of‐flight mass spectrometry (LC‐Q‐TOF‐MS) was developed to determine metabolomic biomarkers in mouse serum for the MJWQH effects. Thirteen biomarkers of H1N1‐induced pneumonia in mice serum were identified, which comprised l ‐valine, lauroylcarnitine, palmitoyl‐l ‐carnitine, l ‐ornithine, uric acid, taurine, O‐succinyl‐l ‐homoserine, l ‐leucine, l ‐phenylalanine, PGF2α, 20‐ethyl‐PGE2, arachidonic acid, and glycerophospho‐N‐arachidonoyl ethanolamine. Among them, metabolites of amino acids, fatty acids and arachidonic acid had the most relevant changes in mice with H1N1‐induced pneumonia. MJWQH effectively improved weight loss, lung index, biomarkers and inflammatory mediators such as prostaglandin E2 and phospholipase A2 in the infected mice. Importantly, MJWQH reversed the elevated biomarkers to the control levels from the infection, which provided a systematic view and a theoretical basis for its prevention or treatment. The results suggest that the protective effect of MJWQH against H1N1‐induced pneumonia is possibly through regulation of pathways for amino acid, fatty acid and arachidonic acid metabolism. They also suggest that the LC‐MS‐based metabolomic strategy is a powerful tool for elucidation of the mechanisms of TCM. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

基因工程中的液相色谱

 对液相色谱用于基因工程生产蛋白质分子构象、变性蛋白的复性、蛋白折叠中间体等方面的研究进展,以及液相色谱在基因工程样品的质量 检验、制备方面的新进展分别加以评述。全文引用了42篇文献。     

色谱在药物-机体复杂巨系统研究中的应用进展

色谱是一门以分离分析为主,旨在追求复杂事物纯而净的分析化学的重要分支学科.其经过百余年的发展,理论与技术日臻完善,集科学、技术与艺术于一体.近年来,色谱及其与质谱、核磁共振波谱、原子发射光谱等联用技术极大推动了环境、食品、石油化工、生物医药等领域中所涉及复杂体系的研究进展.作为我国传统文化的核心代表,中医药为中国乃至世...