中药质量标准化及其品质评价方法研究

中药质量标准化及其品质评价方法研究

中医药现代化是一个将中医药的优势、特色与现代科学技术相结合，满足现代社会发展需求的过程。其目的是以传统中医药理论为指导,将现代科学技术方法引入中药的研究、开发和应用领域,确保用药安全、有效。最近,国家科技部提出“中药现代化科技产业行动计划”,集中体现了国家对中药产业的政策和导向。科技部在“九五”重中之重项目中列入“中药现代化研究与产业化开发”,旨在提高中药的国际竞争力,使其成为我国新的经济增长点,进而推动医药产业向我国支柱产业方向发展。近年来,笔者围绕中药质量标准化和中药现代化这一主题开展研究,并得到国家及广东省自然科学基金、广州市科委重点基金的资助,现将研究概况报道如下。1计算机技术标准研究中药质量的方法是“质量综合评价”的实践基础中药质量标准化及其品质评价方法研究是我国中医药行业亟待解决的问题。由于种种原因,目前的中药质量标准很不完善,市场上屡见中药的混淆品甚至伪品,严重危害人们的用药安全。要想控制伪劣药材的蔓延,必须加强对中药质量的研究,制定出更完善、更准确且更有权威性的评价中药质量的方法,这已成为人们的共识。目前中药质量评价以中药内一、二个有效成分的含量为指标,这样常常会引起争议,因为中医理论十分强调中药的整体效应,重视诸化学成分在药效上的协同作用。仅以中药内一、二个“有效成分”作为定量指标,远未能从整体上反映中药的内在质量。从化学的角度看,中药的疗效,实质上是中药内各种化学成分协同作用的结果。单凭其中一、二种成分或少数几种成分的含量,并不能全面反映中药质量的优劣,因此建立从整体上综合评价中药质量的方法很有必要。中药质量的优劣,归根到底在于其所含的化学成分在种类及含量上存在差异。这种差异可以通过色谱和光谱反映出来。例如用现代色谱分析技术,可选用适当方法,一次得到数十个色谱峰,每一个峰的位置代表不同组分,其高度或积分面积代表各组分的浓度。不同质量的中药,其峰数和峰高会存在差异。因此,可以从色谱、光谱中提取出能够从整体上反映中药质量差异的特征,运用计算机模式识别技术寻找内在规律,实现对中药质量的综合评价。计算机模式识别技术的基本步骤:(1)样品的预处理:依据样品成分的极性,采用极性不同的溶剂提取,经一定的浓缩分离,分成若干部分供分析测试用。(2)化学量测:对不同极性提取物分别进行色谱、光谱分析,如HPLC、GC、GC-MS、UV、IR、ICP-AES等。(3)数量化过程:从色谱、光谱中获取反映不同样品质量差异的信息,并将其解析成计算机能够接受的数量化矩阵。(4)模式识别过程:建立评价中药质量优劣的最优方法和计算机程序系统。近年来,笔者已成功地利用计算机模式识别技术来评价一些中药的质量。实践证明,这种方法是行之有效的[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]。这属于中药质量标准化和中药现代化研究的前沿课题。对提高中药质量和国际市场竞争力以及中药学科的发展有积极意义,且具有广泛的推广应用价值。2中药鉴定的计算机化和科学鉴定对中药进行鉴定是一项重要而又复杂的工作,其目的是鉴别中药真伪,确保用药安全。传统的中药鉴定方法,一般采用性状和显微鉴别等常规手段,仅从表观上鉴别药材,未能从化学本质上区别药材品种的差异。计算机模式分类技术用于中药鉴定在国内尚处于发轫阶段。用微量元素作为分类特征,用计算机鉴定中药,是笔者首创的全新方法。选择微量元素作为中药鉴别分类的特征是因为中药内微量元素的含量及分布与中药品种密切相关。不同种属的药材,在进化层次、遗传特性、生长发育以及生理代谢等方面存在着差异。因种属不同,药材从土壤中选择性吸收各种元素的能力各不相同,其内微量元素的含量及分布必存在差异。而同种药材,由于具有相同的生长基因,因生长需要从土壤中摄取并最终积累在药材内的微量元素在种类分布及含量高低上有一定规律可循,这种规律性可作为中药鉴别分类的依据。也就是说,每种中药都有各自的微量元素特征谱。用计算机处理各种中药的微量元素特征谱,就可实现中药的真伪鉴别分类。本研究为中药鉴定提供了一种全新的方法,实现了中药鉴定的计算机化。用计算机处理中药微量元素特征谱,方法快速、准确可靠,本法特别适合对大批样品进行鉴别分类。本研究的总体思路是:设有n个药材样品,每个样品测定m种微量元素,这样可以得到一个由微量元素组成的n行m列的数据矩阵。该矩阵反映了诸样品在微量元素含量及分布上的差异,其几何意义是:在m维空间中分布着n个样品,同类样品相聚集,异类样品相分离。这样就把中药鉴定这一复杂问题简化为聚类分析的数学问题,通过计算机处理,即可实现中药的真伪鉴别。笔者已成功地利用微量元素指纹谱计算机鉴别技术鉴定了中药苦丁茶、麦冬、贝母、黄芩、细辛、三棱等的真伪,其研究结果与生药学鉴定结果完全一致[17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28]。说明上述研究的实施效果是理想的,它使中药鉴定朝仪器化和计算机化方向迈出了重要一步。本法适用于对大批量样品的同时鉴别,样品数目越多,越能显示本法快速准确的优点,显示其实用价值。通过本研究,可以得出如下结论:中药质量标准化和中药现代化研究是我国中医药发展的必然趋势,本研究将传统的中药与先进的计算机技术相结合,为中药鉴定提供了一种全新方法。它体现出广东省在这一研究领域已走在全国的前列。3药养对药群的作用认识对中药复方进行方解是一项重要而又复杂的工作,这往往需由经验丰富的中医药专家来完成,不易推广普及,且中药的方解有时因人而异,难以统一。笔者利用计算机对中药组方进行解析,这是一种新的思维和新的尝试,其思路和方法在国内外均属首创。众所周知,中医临床用药处方及药厂生产的中成药通常是由多味中药配伍而成的复方,各味药在处方中的地位和作用有“君、臣、佐、使”之分。君药针对病因、病症,起主要的治疗作用;臣药的作用是协助和加强主药的功效;佐药起协同作用,或调节主药的毒性或烈性;使药是引经药,或调和药性的药物。中药复方之所以发挥疗效,必定是方中诸药综合作用的结果。也就是说,各单味药对复方的疗效都有“贡献”。但如何确定各单味药对复方“贡献”的大小?如何确定方中诸药的地位和作用?这是一个值得深入探讨的问题。计算机模式分类技术为解决这一问题提供了新方法。中药的基本特性是其性味归经,性味归经不同的中药,其功能和作用也就不同;性味归经相近的中药,其功能和作用也相近。因此可根据中药性味归经的异同,将复方中诸单味药分成作用不同的几个药群。本研究的基本思路是先对复方中各单味药的性味归经定性信息进行量化处理,使其转化为计算机能够接受的数量化特征,然后进行计算机模式分类运算,依此探讨复方的组方规律。笔者对“万氏牛黄清心丸”、“小柴胡汤”等古方及“华佗再造丸”、“童康片”、“脑得生片”等现代方进行计算机方解分析,其结果与中医理论相吻合,说明本研究方法准确可靠。本研究在国内外均属首创,使中药方剂学研究朝计算机化方向迈出了重要一步,填补了国内外在这一领域的空白。本研究方法可行,结果客观,对中药走向世界和中药现代化有积极意义,且具有实用价值。4质量管理的意义乌鸡白凤丸是陈李济药厂的名牌产品,陈李济药厂生产该药已有百年历史,一向奉行“工艺虽繁必不减其工,品味虽多必不减其物”的宗旨,遵古炮制,又不乏独到之处,在前人古方研究的基础上,采用水蜜丸剂型,既保持传统丸剂的特色,又利于服用。乌鸡白凤丸具有补气养血、调经止带的功效,对血气两亏、身体虚弱、腰膝酸软、月经不调、崩漏带下等具独特疗效,深受广大用户欢迎。乌鸡白凤丸由二十味药材组成,目前应用的质量标准仅收载了性状、鉴别(显微鉴别和丹参酮Ⅱ、芍药甙的TLC鉴别)及丸剂项下的有关检查(水分、崩解时限、装量差异、溶散时项等项检查)。质量标准与目前该产品的应用尤其是打入国际市场的要求很不适应。目前国内外还没有对乌鸡白凤丸内在质量系统研究的报道。笔者采用现代分析方法,从鉴别、检查、含量测定、综合评价等方面研究了乌鸡白凤丸的质量,为进一步提高该产品的市场竞争力和开拓国际市场提供了实验依据。研究内容包括如下几方面[33,34,35,36,37,38,39]:4.1乌凤丸的分类“指纹特征”必须既具有“个性”,又具有“共性”。所谓“个性”,必须反映出乌鸡白凤丸有别于其他物质;所谓“共性”,应能体现出不同批号的乌鸡白凤丸样品都具有这样的特征。笔者对19个批号乌鸡白凤丸石油醚提取液进行了气相色谱分析,19批样品对应峰的相对保留值ai(tri/trs)一致,具有指纹特性,可作为乌鸡白凤丸真伪鉴别的依据。4.2中药制剂质量控制乌鸡白凤丸由二十味中药材组成,在生产过程中又加入炼蜜,易受微生物及寄生虫污染,有必要将微生物、活螨检验作为其质量控制指标。随机抽检陈李济药厂生产的五批乌鸡白凤丸样品,经微生物学检验(包括细菌总数测定、霉菌总数测定、大肠杆菌检验)和活螨检查,结果均符合卫生标准。黄曲霉毒素是强致癌物质,对人体危害极大,中药制剂由于成分复杂,生产工艺流程较长,易受污染。将黄曲霉毒素检验作为中药制剂质量控制的项目,有利于确保中药制剂的安全使用,笔者共对19批乌鸡白凤丸样品进行了检验,均未检出黄曲霉毒素。目前国外对有害重金属元素的含量限制非常严格,笔者对乌鸡白凤丸中有害元素汞、砷、铅进行了定量分析,可作为其质量控制的指标之一。4.3鸡白凤丸挥发油成分测定乌鸡白凤丸原料药当归和川芎的有效成分为阿魏酸,白芍的有效成分为芍药甙,笔者采用RP-HPLC法测定了乌鸡白凤丸中阿魏酸和芍药甙的含量,可作为乌鸡白凤丸质量控制指标之一。另外笔者采用先进的GC-MS联用技术对乌鸡白凤丸挥发油成分进行了分析,分离出61个成分,鉴定了其中36种化合物,其主要成分为脂肪酸及脂肪酸酯类化合物。近年来,人们对中药微量元素的作用有了进一步认识,微量元素是中药发挥疗效的物质基础之一。笔者采用ICP-AES法测定了乌鸡白凤丸成品及其主要药味当归、白芍、熟地、川芎、人参、黄芪、山药中Fe、8411、C11、Zn、Cr、Co、Se等元素的含量。此外笔者还对乌鸡白凤丸进行了氨基酸分析。4.4质量评价的方法中医理论认为,中药制剂组方中各药在疗效上具有协同作用,这一观点是完全正确的。从化学本质上来讲,药物的疗效是其内化学成分综合作用的结果。中成药质量的优劣,归根到底在于其内所含化学成分在种类分布及含量高低上存在差异,这种差异可以通过样品的色谱反映出来。笔者从乌鸡白凤丸中获取反映其质量优劣的整体信息,用模式识别技术建立了综合评价中成药质量的新方法,并将其用于19批乌鸡白凤丸质量的综合评价。本研究建立了乌鸡白凤丸质量评价的新方法,在国内处于领先水平。它对于稳定产品质量,提高产品的市场竞争力具有积极意义。对当前中药的质量标准是一个突破,把中成药质量评价提高到一个新水平。本研究为其畅销国内外提供了量化的依据。5挥发油成分的提取砂仁是地道南药,具有化湿开胃、温脾止泻、理气安胎等功效。但目前砂仁的代用品和伪品甚多,给药材市场带来很大混乱。目前中国药典仅以测定挥发油总量作为评价砂仁质量的指标,国内外对砂仁的研究也仅停留在用GC法测定挥发油中少数几种成分含量的水平上。上述方法不足以客观反映砂仁的内在质量,与中药现代化的要求相去甚远,也难以得到国际上的认可。笔者应用先进的超临界CO2流体萃取技术对砂仁(阳春砂、海南砂)及草豆蔻、草果、白豆蔻、益智仁挥发油进行提取,用先进的GC-MS-计算机联用技术对挥发油成分进行了系统分析;并应用模糊聚类分析法鉴定砂仁及其混伪品,研究的深度,达国际领先水平。6中药质量管理的发展方向是破解药材产业发展的瓶颈问题我国是中药的发源地和最大的生产、使用国。中药产业是我国在世界上最具有特色和优势的产业领域之一。随着国际社会对天然药物的需求日益扩大和我国医药市场的变化,中药产业正成为我国经济中充满活力的新增长点,尤其在国际知识产权保持不断加强和我国面临加入WTO的形势下,中药将成为我国医药产业在国际、国内市场参与竞争的主要产品。目前,国际天然药物市场的竞争日益加剧。日本、韩国的汉方制剂占领了绝大部分的国际中药市场,欧美草药制剂发展势头强劲,我国台湾、香港也积极参与竞争。相比之下,我国大陆中药产品迄今未在国际上取得应有地位,产品竞争力低下的问题日趋突出,在国际、国内市场上都受到越来越大的压力。我国中药产品竞争力低下的主要原因之一是产品质量不稳定,规范化管理水平不高,而这又与中药材生产存在的问题密切相关,因为药材生产是中药研制、生产、开发和应用的源头。目前中药材生产存在一系列问题,如种质不清或退化、野生资源破坏、种植加工粗放、质量标准不规范、储存及包装落后,药材生产多为个体分散经营,未形成产业,生产调节困难、市场反馈不力,新技术新方法难以推广,尤其突出的问题是药材内在质量的量化指标差异过大和有害物质限量超标,这些问题已成为中药产业发展的一大瓶颈。解决中药材质量这一瓶颈问题的出路在于中药材生产产业化经营和规范化管理。中药材生产规范化已成为中药产业发展的必然要求。国家经贸委把积极推进中药材生产产业化经营列为重点工作之一,要求建立药材生产流通新格局,建立稳定的产销渠道,将药材生产与药材的用户直接挂钩,指出:中药工业企业要建立主要原料基地,中药商业企业要建立稳定的货源基地。全国50强工业企业在2002年以前都要建立自身主要原料基地,把工厂第一车间建在药材生产基地。广东已着手建立“标准化南药、广药生产基地”,生产绿色无污染的中药材,该基地的建设已获得国家经贸委批准立项。广东省委政策研究室也为该基地的建设进行了专项调查,支持将该基地建成全国五大药材标准化、示范化基地之一。该基地将重点解决如下几方面问题:(1)中药物种鉴定:目前临床使用的中药品种比较混乱,同名异物,异物多名普遍存在,这对中药打入国际市场造成了困难,亟待解决。同时,中药真伪鉴别是中药质量鉴别的第一步,是中药质量控制的关键。可利用分子生物学技术,建立中药物种基因库,确保鉴定的准确性。这也是具有知识产权的优势领域。(2)中药优质品种的保存及品种改良:中药使用历史悠久,品种繁多,但有些品种已濒临灭绝,急需加以