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五、中药化学成分

中药化学是运用现代科学理论与方法研究中药中化学成分的一门学科。其研究内容包括各类中药化学成分（主要是生理活性成分或药效成分）的结构特点、理化性质、提取分离以及结构鉴定等。此外，还涉及主要类型化学成分的生物合成途径等内容。中药化学成分的阐述为中药药效物质基础的研究提供科学依据。

中药之所以能够防病治病，物质基础在于其所含的有效成分。然而一种中药往往含有结构和性质不同的多种成分。例如中药麻黄（EphedraeHerba）中就含有左旋麻黄素等多种生物碱类物质，也含有挥发油、淀粉、树脂、叶绿素、纤维素和草酸钙等成分；中药甘草（GlycyrrhizaeRadixetRhizoma）中则含有甘草酸等多种皂苷、黄酮、淀粉、纤维素和草酸钙等成分。以上两例中，左旋麻黄素具有平喘、解痉作用；甘草酸则具有抗炎、抗过敏和治疗胃溃疡的作用，分别被认为是麻黄及甘草中的代表性有效成分，而淀粉、树脂和叶绿素等一般被认为是无效成分或者杂质。以麻黄及甘草为原料做成的浸膏或制剂，选择左旋麻黄素及甘草酸为质量控制成分，建立相应的质量标准，富集提取该有效成分，设计优化提取工艺并用于生产加工过程中，保障该中药制剂的产品质量。目前，麻黄碱盐酸盐及甘草酸的钠盐、钾盐及铵盐均已作为正式药品被收载在许多国家的药典中。

应当强调指出，在中药及其他天然药物中，明确所有有效成分的品种并不多。更多的只是一些生理活性成分，即经过不同程度药效试验或生物活性试验，包括体外及体内试验，证明对机体具有一定生理活性的成分。但是，它们并不一定是真正代表该中药临床疗效的有效成分。另外，所谓有效成分或生理活性成分与无效成分或非生理活性成分的概念也不能简单机械地加以理解。以氨基酸、蛋白质和多糖类成分为例，在多数情况下均被视为无效成分，并在加工过程中尽量设法除去，但在鹧鸪菜、天花粉和猪苓等药物中，却分别被证实是该中药驱虫（鹧鸪菜中的氨基酸）、引产（天花粉中的蛋白质）及抗肿瘤（猪苓中的多糖）的有效成分，可见应该合理辩证地看待有效成分和无效成分这两个概念。

中药化学成分研究的主要内容是中药化学成分的结构特点、理化性质、提取分离方法、结构鉴定、生物合成途径及生物活性。

（一）中药化学成分的结构类型

中药化学成分源于天然产物，结构复杂，化合物数量巨大。中药化学成分是主要结构类型有：生物碱、有机酸、苯丙素类化合物、香豆素类化合物、木脂素类化合物、醌类化合物、黄酮类化合物、萜类化合物、三萜皂苷、甾体皂苷、强心苷、鞣质、蛋白质和多糖等。基本结构单元请参见第三章第一节至第八节的相关内容。

（二）中药化学成分的理化性质

中药化学成分研究对象为混合物，是结构具有多样性的多种化合物构成的复杂体系，无论是其提取分离方法的选择，还是单体化合物的结构鉴定、质量标准的建立以及药效物质基础的确定，均需要知道这个复杂体系的每一个化合物的物理性质和化学性质，根据混合物中各类成分的理化性质，设计提取分离方法，确定入药成分组成，并研究各类化学成分的性状、酸碱性、溶解性、氧化还原能力、稳定性等因素，为药物剂型的选择、分析方法的建立、稳定性研究及药理研究提供研究依据。

中药化学成分的理化性质研究包括：性状、挥发性、旋光性、水中溶解性、有机溶剂中溶解性、酸性、碱性、荧光性质、发泡性、溶血性、显色反应、沉淀反应、水解反应、酶解反应、氧化还原反应等。

不同类型的中药化学成分的理化性质有很大的差异，例如生物碱类化合物大多具有碱性，有机酸类化合物多具有酸性，三萜皂苷类化合物具有表面活性剂的性质，而鞣质类化合物的分子量较大，但水溶性较好，因此，科学选择研究方法，对中药化学成分研究非常重要。针对复杂的体系，要求我们对各类化合物的理化性质有充分的认识和理解，才能解释和阐述中药研发、生产、销售和临床使用中出现的问题，为药效物质基础的确定和遣药组方提供科学依据。例如，附子中含有毒性较大的乌头碱，甘草中含有甘草次酸，附子和甘草配伍，附子中的乌头碱与甘草中的甘草次酸形成复盐，在体内逐渐分解而起作用，避免人体在短时间吸收过量的乌头碱引起剧烈反应，进而降低附子的毒性作用。因此，研究中药化学成分的理化性质，可以明确各类成分之间的相互作用，对科学配伍提供理论依据。

（三）中药化学成分的提取分离方法

中药化学成分研究是从有效成分或生理活性化合物的提取，分离工作开始的。在进行提取之前，应对所有材料的基原（如动、植物的学名），产地，药用部位，采集时间与方法等进行考查，并系统查阅文献，以充分了解和利用前人的经验。

若目的物为已知成分或已知化学结构类型，如从甘草中提取甘草酸、麻黄中提取麻黄素，或从植物中提取某类成分如总生物碱或总酸性物质时，一般宜先查阅有关资料，搜集比较该种或该类成分的各种提取方案，尤其是工业生产方法，再根据具体条件加以选用，工作相对比较简单。而从中草药或天然药物中寻找未知有效成分或有效部位时，情况比较复杂。只能根据预先确定的目标，在适当的活性测试体系指导下，进行提取、分离并以相应的动物模型进行活性筛选、临床验证、反复实践，才能达到目的。这里先简要讨论物质提取分离的一般原理及常用方法。

1.中药化学成分的提取

从药材中提取化学成分的方法有溶剂法、水蒸气蒸馏法及升华法等。后两种方法的应用范围十分有限，大多数情况下是采用溶剂法。溶剂法系选择适当溶剂将中药中的化学成分从药材中提取出来。一般如无特殊规定，药材需经干燥并适当粉碎，以利于增大与溶剂的接触表面，提高萃取效率。一般而言，植物成分中，萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性较小，易溶于三氯甲烷、乙醚等亲脂性溶剂中；而糖苷、氨基酸等类成分则极性较大，易溶于水及含水醇中；至于酸性、碱性及两性化合物，因为存在状态（分子或离子形式）随溶液而异，故溶解度将随pH而改变。但是，从药材中提取活性成分时，由于存在多种成分间的相互助溶作用，实际情况要复杂得多。因此，从药材中提取活性成分很难有一个固定的模式。通常需根据提取要求、目的成分及杂质的性质差别以及溶剂的溶解能力来确定。用溶剂法提取中药材的有效成分，常用的方法有浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法、超声提取法和超临界萃取法等。下面对一般的提取方法进行简要介绍。

（1）浸渍法

是在常温或温热（60℃～80℃）条件下用适当的溶剂浸渍药材以溶出其中有效成分的方法。本法适用于有效成分遇热不稳定的或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中药的提取。但本法出膏率低，需要特别注意的是当水为溶剂时，其提取液易于发霉变质，需注意加入适当的防腐剂。

（2）渗漉法

是不断向粉碎的中药材中添加新鲜浸出溶剂，使其渗过药材，从渗漉筒下端出口流出浸出液的一种方法。但该法消耗溶剂量大、费时长，操作比较麻烦。

（3）煎煮法

是中药材加入水浸泡后加热煮沸，将有效成分提取出来的方法。此法简便，但含挥发性成分或有效成分遇热易分解的中药材不宜用此法。

（4）回流提取法

是用易挥发的有机溶剂加热回流提取中药成分的方法。但对热不稳定的成分不宜用此法，且溶剂消耗量大，操作麻烦。

（5）连续回流提取法

本法弥补了回流提取法中溶剂消耗量大，操作麻烦的不足，实验室常用索氏提取器来完成本法操作。但此法耗时较长。

（6）水蒸气蒸馏法

适用于具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，且难溶或不溶于水的化学成分的提取。此类化合物的沸点多在℃以上，并在℃左右有一定的蒸气压。

（7）升华法

固体物质在受热时不经过熔融直接转化为气体状态，该气体遇冷后又凝结成固体的现象称为升华。中药中有一些成分具有升华的性质，能利用升华法直接从中药中提取出来。如樟木中的樟脑，茶叶中的咖啡因等。

（8）超声提取法

是采用超声波辅助溶剂进行提取的方法。超声波是一种弹性机械振动波，它是指传播的振动频率在弹性介质中高达20kHz的一种机械波。由于超声波可产生高速、强烈的空化效应和搅拌作用，因此能破坏植物药材的细胞，使提取溶剂能渗透到药材的细胞中，从而加速药材中的有效成分溶解于溶媒中，提高有效成分提取率。超声波提取不会改变有效成分的化学结构，并可缩短提取时间，提高提取效率，为有效成分的提取常用方法之一。

（9）超临界流体萃取法

是采用超临界流体为溶剂对中药材进行萃取的方法。物质处于其临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上状态时，成为单一相态，将此单一相态下的物质称为超临界流体（supercriticalfluid，SF）。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，通过控制不同的温度、压力以及不同种类及含量的夹带剂，使超临界流体有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的不同成分依次萃取出来。这种萃取方法称为超临界流体萃取法（SFE）。

已知可作为超临界流体的物质很多，如二氧化碳、一氧化二氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等，其中以二氧化碳最为常用，现为其特点加以概括。

1）二氧化碳超临界流体萃取法的特点：①不残留有机溶剂、萃取速度快、收率高、工艺流程简单、操作方便；②无传统溶剂法提取的易燃易爆的危险；减少环境污染，无公害；产品是纯天然的；③因萃取温度低，适用于对热不稳定物质的提取；④萃取介质的溶解特性容易改变，在一定温度下只需改变其压力；⑤还可加入夹带剂，改变萃取介质的极性来提取极性物质；⑥适于极性较大和分子量较大物质的萃取；⑦萃取介质可循环利用，成本低；⑧可与其他色谱技术联用及IR、MS联用，可高效快速地分析中药及其制剂中的有效成分。

2）局限性：①对脂溶性成分溶解能力强，而对水溶性成分溶解能力弱；②设备造价高而导致产品成本中的设备折旧费比例过大；③更换产品时清洗设备较困难。

3）夹带剂的作用：夹带剂（entrainer）作为亚临界组分，挥发度介于超临界流体与被萃取溶质之间，以液体形式和相对小的量加入超临界流体中。其作用在于：①改善或维持选择性；②提高难挥发溶质的溶解度。一般，具有很好溶解性能的溶剂，也往往是很好夹带剂，如甲醇、乙醇、丙酮和乙腈等。

超临界流体萃取技术在医药、化工、食品、轻工及环保等领域取得了可喜的成果。特别是在中药有效成分萃取技术领域，如生物碱、挥发油、苯丙素、黄酮、有机酸、苷类、萜类及天然色素方面得到广泛应用。

除上述提取方法外，随着科学技术的不断发展，还出现了很多新的提取方法，如微波辅助提取法、分子蒸馏技术、固相萃取法、固相微萃取法和浊点萃取法等。

2.中药化学成分的分离与精制

中药经过提取得到的是混合物，尚需进一步分离及精制。中药化学成分分离的原理比较复杂，依据不同的分离原理，可采用不同的分离介质与载体，进而达到不同的分离目的，现根据分离原理不同简要介绍中药化学成分的分离。

依据分离原理的不同，可有以下六种不同的分离原理，

一是根据物质溶解度差别进行分离，例如，结晶法、重结晶法、水提醇沉法、醇提水沉法等；

二是根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离，例如，液-液萃取法、pH萃取法、柱色谱法等；

三是根据物质的吸附性差别进行分离，例如，硅胶吸附色谱法、氧化铝吸附色谱法、活性炭吸附色谱法、聚酰胺吸附色谱法、大孔树脂吸附色谱法、高效液相色谱法等；

四是根据物质分子大小差别进行分离，例如，凝胶色谱法、膜分离法、大孔树脂色谱法等。

五是根据物质解离程度不同进行分离，例如，离子色谱法；

六是根据物质的沸点进行分离，例如，分馏法。

（1）结晶法

结晶操作实际上是进一步分离纯化的过程。一般情况下，固体成分达到了一定的纯度后，在适当的溶剂条件下，就会析出结晶，但是由于初析出的结晶会带有一些杂质，因此需要通过进一步结晶处理，才能得到单一的化合物。一般来说，将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作称为结晶。

结晶的原理：固体物质在溶剂中溶解度与温度密切相关，一般来说，温度升高，溶解度增大。若把固体溶解在热的溶剂中达到饱和，冷却时由于溶解度的降低，溶液就会变成过饱和而析出结晶。利用待纯化物质和杂质在溶剂中溶解度的不同，可使待纯化物质以结晶形态从过饱和溶液中析出，杂质则全部或大部分留在母液中；若杂质在溶剂中的溶解度极小，则可以配成过饱和溶液后过滤除去，从而达到分离纯化的目的。

利用化合物具有形成晶体的性质进行分离纯化，是中药化学中常用的一种分离纯化手段。具体操作过程为：将适当的溶剂加热到近沸点后，投入需纯化的晶体，使其溶解并成为热饱和溶液，趁热过滤热溶液去除不溶性杂质，滤液冷却后，即析出晶体，若析出的晶体仍不符合要求，可多次反复操作，直到达到要求为止。

（2）重结晶法

从不纯的结晶经过进一步加溶剂结晶进行精制处理得到较纯结晶的过程称为重结晶。

重结晶的过程与结晶类似，只是处理的对象有所不同。常用的重结晶溶剂有水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、三氯甲烷、苯、四氯化碳、石油醚和二硫化碳等。

结晶与重结晶溶剂的选择：选择溶剂时必须考虚到溶质的成分与结构，根据“相似相溶”原则，即极性物质易溶于极性溶剂中，难溶于非极性溶剂中；非极性物质则相反。理想的溶剂必须具备下列条件。①不与重结晶物质发生化学反应；②在较高温度时能够溶解大量的待重结晶物质；而在室温或更低温度时，只能溶解少量的待重结晶物质；③对杂质的溶解度或者很大（待重结晶物质析出时，杂质仍留在母液中）或者很小（待重结晶物质溶解在溶剂里，用过滤除去杂质）；④溶剂的沸点较低，容易挥发，易与结晶分离；⑤无毒或毒性很小，便于操作。

当选择不到上述理想的单一溶剂时，可以考虑使用混合溶剂，即把对此物质溶解度很大的和溶解度很小的两种溶剂混合在一起，可以获得良好的溶解性能。常用的混合溶剂有乙醇-水、乙醚-甲醇、乙酸-水、乙醚-丙酮等。

若使重结晶得到的产品纯度和回收率都较高，溶剂用量是关键、溶剂用量太大会增加溶解，析出晶体量减少，溶剂用量太小在热过滤时会提早析出结晶带来损失。一般可比需要量多加20%左右的溶剂。

结晶和重结晶涉及的概念之一是纯度。纯度是化合物结构鉴定的重要参数之一。从中药中分离得到的结晶，首先要判断其纯度。尤其是对其进行理化常数、元素分析或波谱测定时，化合物纯度越高，测定的数据越可靠。

一般可以根据下述几点来判断结晶纯度。

①结晶形态和色泽：一个纯的化合物一般都有一定的晶型和均匀的色泽。虽然结晶形态可随重结晶条件（如溶剂等）的改变而有所不同，但结晶形状总是均一的。观看结晶形状可用放大镜或显微镜。如看出结晶形状不均一，就可判断该结晶不是单一的化合物。但是，也有例外的情况，如葡萄糖在水溶液中加乙醇析出时，由于结晶水含量不同，先析出和后析出的晶型不同。当然，结晶形状均一时也不能完全肯定就是单一化合物，还必须与其他检查相配合。

②熔点和熔距：单一化合物一般都有一定的熔点和较小的熔距。鉴定时要注意重结晶前后的熔点是否一致，如果重结晶后的熔点比重结晶前高，说明还需要进行一次重结晶。单一化合物重结晶前后的熔点应该一致。

熔距是指晶体从开始收缩到完全熔化或分解的温度差。一般单一化合物的熔距很窄，在1℃～2℃的范围内。

在测熔点和熔距时要注意有些化合物有双熔点特性，即在某一温度已经完全熔化，当温度继续上升又固化，再在某一更高温度时又熔化或分解。如汉防己乙素在℃时熔化后继续加热至近℃时又固化，在℃时又分解。又如芫花素（genkwanin）及一些与糖结合的苷类化合物，也有双熔点现象。

③色谱法：是鉴定结晶纯度的一种常用方法。常用的色谱法有纸色谱、纸上电泳和薄层色谱。单一化合物在纸上或薄层上点样后经过展开和显色，一般只应观察到一个斑点。如果操作条件适当，展开后的样品应为一个不拖尾的近乎圆形的斑点。要鉴定一个化合物是否纯，往往需要经过几种不同溶剂系统展开，使Rf值分别在0.2、0.5和0.8左右，用各种显色反应进行观测均为单一的斑点，辅以熔点、晶型和色泽的观察，得出的结论就更为可靠。

④高效液相色谱法（HPLC）：是判断有效成分纯度的一种重要方法，具有样品用量小、操作时间快、灵敏度高和准确等优点。该方法发展迅速，同时具有分离和分析鉴定的用途，已成为中药化学的常规分析方法。

⑤其他方法：近年来随着物化仪器的高速发展，质谱和核磁共振等分析方法也成为判断有效成分样品纯度的重要手段之一。

（3）水提醇沉法和醇提水沉法

这两种方法是利用两种以上不同溶剂的极性和溶解性差异进行分离。在溶液中加人另一种溶剂以改变混合溶剂的极性，使一部分物质沉淀析出，从而实现分离。常见如在药材浓缩水提取液中加入数倍量高浓度乙醇，以沉淀除去多糖、蛋白质等水溶性杂质达到分离的目的称为水提醇沉法(也称水/醇法)。在浓缩乙醇提取液中加入数倍量水稀释，放置以沉淀除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质达到分离目的的方法称为醇提水沉法(醇/水法)等。同理，在乙醇浓缩液中加入数倍量乙醚(醇/醚法)或丙酮(醇/丙酮法)，可使皂苷沉淀析出，而脂溶性的树脂等类杂质则留存在母液中，也是分离常用的方法之一。

(4)酸提碱沉法和碱提酸沉法

该法是利用酸碱性进行分离。对酸性、碱性或两性有机化合物来说，常可通过加入酸、碱以调节溶液的pH，改变分子的存在状态(游离型或解离型)，从而改变溶解度而实现分离。例如，一些生物碱类在用酸性水从药材中提出后，加碱调至碱性即可从水中沉淀析出称为酸提碱沉法(酸/碱法)。提取黄酮、蒽醌类酚酸性成分时采用氢氧化钙提取，加酸中和使其沉淀出来达到分离的目的称为碱提酸沉法。一些多肽和氨基酸化合物采用调节pH至等电点使蛋白质沉淀的方法等也均属于这一类分离原理。这种方法因为简便易行，在工业生产中用得很广。另外，也有利用沉淀试剂进行分离的方法，酸性或碱性化合物还可通过加入某种沉淀试剂使之生成水不溶性的盐类等沉淀析出，这叫沉淀试剂法。例如酸性化合物可制成钙盐、钡盐、铅盐等；碱性化合物如生物碱等，则可制成苦味酸盐、苦酮酸盐等有机酸盐或磷钼酸盐、磷钨酸盐、雷氏盐等无机酸盐。得到的有机酸金属盐类(如铅盐)沉淀悬浮于水或含水乙醇中，通入硫化氢气体进行复分解反应，使金属硫化物沉淀后，即可回收得到纯化的游离的有机酸类化合物。至于生物碱等碱性有机化合物的有机酸盐类则可悬浮于水中，加入无机酸，使有机酸游离后先用乙醚萃取除去，然后再进行碱化、有机溶剂萃取，回收有机溶剂即可得到已纯化的碱性中药化学成分。(5)液-液萃取法

液-液萃取法根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离。该方法也简称萃取法。液-液萃取法的分离的原理:分配系数K值：两种相互不能任意混溶的溶剂(例如三氯甲烷与水)如置分液漏斗中充分振摇，放置后即可分成两相。此时如果其中含有溶质，则溶质在两相溶剂中的分配比(K)在一定温度及压力下为一常数，可用下式表示:K=Cu/Cl式中，K——分配系数；Cu——溶质在上相溶剂中的浓度；Cl——溶质在下相溶剂中的浓度。

现在假定有A、B两种溶质用三氯甲烷及水进行分配，如A、B均为1.0g，KA=10，KB=0.1，两相溶剂体积比VCHCl3,/VH2O=1，则在用分液漏斗做一次振摇分配平衡后，90%以上的溶质A将分配在上相溶剂(水)中，不到10%的溶质B则分配到下相溶剂(三氯甲烷)中。同理，KB=0.1=1/10，则振摇平衡后，溶质B的分配将与A相反。留在水中的不到10%，90%以上分配在三氯甲烷中。这说明，在上述条件下，A、B两种溶质在三氯甲烷及水中仅做一次分配就可实现90%以上程度的分离。分离因子β：现在，我们可以用分离因子β值来表示分离的难易。分离因子β可定义为A、B两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值。即:β=KA/KB(注:KAKB)

上例中，β=KA/KB=10/0.1=。

就一般情况而言，β≥，仅做一次简单萃取就可实现基本分离；如果β≥10，通常需萃取10-12次；若β≤2时，要想实现基本分离，需做次以上萃取才能完成；当β≌1时，则KA≌KB。意味着两者性质极其相近，即使做任意次分配也无法实现分离。在实际分离工作中，我们总是希望选择分离因子β值大的溶剂系统，以求简化分离过程，提高分离效率。(6)pH萃取法

pH萃取法也是液液萃取分离的一种，分离原理是依据两相液体pH值大小不同达到的分离。对酸性、碱性及两性有机化合物来说，分配比受溶剂系统pH的影响，而有不同的溶解度，或因为pH变化可以改变它们的存在状态（游离型或解离型），从而影响在溶剂系统中的分配比。Ka及pKa均可用来表示酸性物质的酸性强弱。酸性越强，Ka越大，pKa值越小。通常酚类化合物的pKa值一般为9.2-10.8，羧酸类化合物的pKa值约为5，如果pH在3以下时，大部分酚酸性物质将以非解离形式(HA)存在，易分配于有机溶剂中；若pH在12以上，这此物质将以解离形式(A-)存在，从而易分配于水中。现在，碱性物质的碱性强弱更多是以其共轭酸(BH+)的解离常数Ka或pKa值表示。显然，碱性越强，则其共轭酸的Ka值越小，pKa值越大。与酸性物质相同，我们也可以由文献上给出的pKa值求出该碱性物质呈游离型或解离型时的pH条件。一般pH3时，酸性物质多呈非解离状态(HA)、碱性物质则呈解离状态(BH+)存在；但pH12时，则酸性物质呈解离状态(A-)、碱性物质则呈非解离状态(B)存在。(7)纸色谱法

纸色谱法实质上也是液液萃取法的原理，只是两相中其中一相以固态为基质，与某种液相形成饱和状态，进而达到分离的目的。分离因子β是液液萃取时判断物质分离难易的重要参数。一般β50时，简单萃取即可解决问题，但β50时，则宜采用逆流分溶法。(8)柱色谱法

柱色谱可分为分配柱色谱和吸附柱色谱两种原理。将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上，作为固定相，填充在色谱管中，然后加入与固定相不相混溶的另一相溶剂(流动相)冲洗色谱柱。这样，物质同样可在两相溶剂相对做逆流移动，在移动过程中不断进行动态分配而得以分离。这种方法称之为分配柱色谱法。正相色谱：液-液分配柱色谱用的载体主要有硅胶、硅藻土及纤维素粉等。通常，分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物时，固定相多采用强极性溶剂，如水、缓冲溶液等，流动相则用三氯甲烷、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂，称之为正相色谱。反相色谱：当分离脂溶性化合物，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等时，则两相可以颠倒，固定相可用石蜡油，而流动相则用水或甲醇等强极性溶剂，故称之为反相分配色谱。常用反相硅胶薄层及柱色谱的填料系将普通硅胶经下列方式进行化学修饰，键合上长度不同的烃基(R)、形成亲油表面而成。根据烃基(-R)长度为乙基(-C2H5)还是辛基(-C8H17)或十八烷基(-C18H37)，分别命名为RP-2、RP-8及RP-18。三者亲脂性强弱顺序如下:RP-18RP-8RP-2。

高效液相色谱法:经典的液-液分配柱色谱中用的载体(如硅胶)颗粒直径较大（-um），流动相仅靠重力作用自上向下缓缓流过色谱柱，流出液用人工分段收集后再进行分析，因此柱效较低，费时较长。近来已逐渐被各种加压相色谱所代替。

（9）硅胶吸附色谱法和氧化铝吸附色谱法

这两种方法是根据物质的吸附性差别进行分离的方法。在中药化学成分分离及精制工作中，吸附现象利用的十分广泛。其中又以固-液吸附用得最多，并有物理吸附、化学吸附及半化学吸附之分。物理吸附也叫表面吸附，是因构成溶液的分子(含溶质及溶剂)与吸附剂表面分子的分子间力的相互作用所引起。特点是无选择性，吸附与解吸附过程可逆，且可快速进行，故在实际工作中用得最广。常见如采用硅胶、氧化铝及活性炭为吸附剂进行的吸附色谱即属于这一类型。硅胶吸附色谱法和氧化铝吸附色谱法可以用于柱色谱吸附分离和薄层色谱分离。无论柱色谱还是薄层色谱分离，硅胶、氧化铝都为分离载体，也叫吸附剂，分离原理都是根据吸附能力大小不同进行分离。另外，氧化铝又分为酸性或碱性氧化铝，如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝的吸附，或生物碱被酸性氧化铝的吸附等，这又属于化学吸附。

①吸附剂及用量：硅胶、氧化铝吸附柱色谱过程中，吸附剂的用量一般为样品量的30～60倍。样品极性较小、难以分离者，吸附剂用量可适当提高至样品量的～倍。

吸附柱色谱用的硅胶及氧化铝目前均有市售品供应，可以过筛选用。通常以目左右为宜，如采用加压柱色谱，还可以采用更细的颗粒，或甚至直接采用薄层色谱用规格，其分离效果可以大大提高。

②拌样及装样：硅胶、氧化铝吸附柱色谱，应尽可能选用极性小的溶剂装柱和溶解样品，以利样品在吸附剂柱上形成狭窄的原始谱带。如样品在所选装柱溶剂中不易溶解，则可将样品用少量极性稍大溶剂溶解后，再用少量吸附剂拌匀，并在60℃下加热挥尽溶剂，置P2O5真空干燥器中减压干燥、研粉后再小心铺在吸附剂柱上。

③洗脱：洗脱用溶剂的极性宜逐步增加，但跳跃不能太大。实践中多用混合洗脱溶剂，并通过巧妙调节比例以改变极性，达到梯度洗脱分离物质的目的。

一般，混合洗脱溶剂中强极性溶剂的影响比较突出，故不可随意将极性差别很大的两种溶剂混合在一起使用。实验室中最常应用的混合洗脱溶剂组合：己烷-苯、苯-乙醚、苯-乙酸乙酯、三氯甲烷-乙醚、三氯甲烷-乙酸乙酯、三氯甲烷-甲醇、丙酮-水、甲醇-水。

④添加溶剂的选择：为避免发生化学吸附，酸性物质宜用硅胶，碱性物质则宜用氧化铝进行分离。当然，硅胶、氧化铝用适当方法处理成中性时，情况会有所缓解。通常在分离酸性（或碱性）物质时，洗脱溶剂中分别加入适量乙酸（或氨、吡啶、二乙胺），常可收到防止拖尾、促进分离的效果。

⑤洗脱剂的优化与选择：如液-液分配色谱中所述，吸附柱色谱也可用加压方式进行，溶剂系统也可通过TLC进行筛选。但因TLC用吸附剂的表面积一般为柱色谱用的2倍左右，故一般TLC展开时使组分Rf值达到0.2～0.3的溶剂系统可选用为柱色谱分离该相应组分的最佳溶剂系统。

（10）聚酰胺吸附色谱法

聚酰胺（polyamide）吸附属于氢键吸附，力量较弱，介于物理吸附与化学吸附之间，也称半化学吸附。聚酰胺对黄酮类、醌类等化合物之间的氢键吸附效果较好，特别适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物。

聚酰胺的性质及吸附原理：商品聚酰胺均为高聚物，不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、三氯甲烷及丙酮等常用有机溶剂，对碱较稳定，对酸尤其是无机酸稳定性较差，可溶于浓盐酸、冰醋酸及甲酸。

一般认为系通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。至于吸附强弱则取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力。通常在含水溶剂中大致有下列规律。

①形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强。

②成键位置对吸附力也有影响。易形成分子内氢键者，其在聚酰胺上的吸附即相应减弱。

③分子中芳香化程度高者，则吸附性增强；反之，则减弱。

以上是仅就化合物本身对聚酰胺的亲和力而言。但因为吸附是在溶液中进行，故溶剂也会参加吸附剂表面的争夺，或通过改变聚酰胺对溶质的氢键结合能力而影响吸附过程。

一般情况下，各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱到强，可大致排列成下列顺序。

水→甲醇→丙酮→氢氧化钠水溶液→甲酰胺→二甲基甲酰胺→尿素水溶液

聚酰胺色谱的应用：如上所述，聚酰胺对一般酚类、黄酮类化合物的吸附是可逆的（鞣质例外），分离效果好，加以吸附容量又大，故聚酰胺色谱特别适合于该类化合物的制备分离。此外，对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等其他极性与非极性化合物的分离也有着广泛的用途。另外因为对鞣质的吸附特强，近乎不可逆，故用于植物粗提取物的脱鞣处理特别适宜。

聚酰胺色谱也有薄层色谱与柱色谱两种方式。目前，均有市售品供应，不必自己制备。

(11)活性炭吸附色谱法活性炭是非极性吸附剂，与硅胶、氧化铝相反，对非极性物质具有较强的亲和能力，在水中对溶质表现出强的吸附能力。溶剂极性降低、则活性炭对溶质的吸附能力也随之降低。故从活性炭上洗脱被吸附物质时，洗脱溶剂的洗脱能力将随溶剂极性的降低而增强。在结晶及重结晶过程中加入活性炭进行的脱色、脱臭等操作，这在物质精制过程中应用很广。通常拟除去的色素是亲脂性的，活性炭脱色会有良好的效果；如果色素是亲水性，效果会差很多，因此，活性炭脱色需要根据预试结果先判断色素的类型，再决定选用什么吸附剂处理为宜。此外，从大量稀水溶液中浓缩微量物质时，有时也采用活性炭简单吸附方法。例如，黎莲娘等曾采用活性炭吸附法成功地从一叶萩水浸液中提取一叶萩碱。方法是将水浸液pH调至碱性(pH8.5)，分次加入活性炭，搅拌，静置，直到上清液检查无生物碱反应时为止。过虑、收集已吸附生物碱的活性炭粉末，干燥后，与苯回流，回收苯液即得一叶萩碱。

吸附色谱的分离与载体的极性和洗脱剂的极性有关，需要根据具体分离设计分离方法。有关极性的判断有如下的规律。极性及其强弱判断：极性强弱是支配物理吸附过程的主要因素。所谓极性乃是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对称的程度，并大体上与偶极矩、极化度及介电常数等概念相对应。那么极性又应当如何判断呢？

①化合物结构中官能团的极性强弱。

②化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素决定：以氨基酸来说，分子结构中既有正电基团，又有负电基团，故极性很强。

高级脂肪酸，如硬脂酸，虽也含有如羧基这样的强极性基团，但因分子的主体乃由长链烃基所组成，故极性依然很弱。又如葡萄糖，因分子中含有许多-OH，故为极性化合物，但鼠李糖(6-去氧糖)及加拿大麻糖(2,6-二去氧糖)因分子中-CH2OH及-CHOH-分别脱去氧变为-CH3及-CH2-，故极性即随之降低。应当强调指出，酸性、碱性及两性中药化学成分的极性强弱及吸附行为主要由其存在状态(游离型或解离型)所决定，并受溶剂pH的影响。以生物碱为例，游离型为非极性化合物，易为活性炭所吸附；但解离型则不然，为极性化合物，不易为活性炭所吸附。因此实践中常可通过改变溶剂pH以改变酸性、碱性及两性化合物的存在状态，进而影响其吸附或色谱行为达到分离精制的目的。

③溶剂的极性可以大体根据介电常数(e)的大小来判断：常用溶剂的介电常数及其极性排列：己烷、苯、乙醚（无水）、三氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、水。

（12）大孔吸附树脂法

大孔吸附树脂（MacfofeticulafResin）是20世纪60年代末发展起来的一类有机高聚物吸附剂，一般为白色球形颗粒状，通常分为非极性和极性两类。大孔吸附树脂在中草药化学成分的提取分离、复方中药制剂的纯化和制备等方面均显示出独特的作用，它具有传统分离纯化方法无法比拟的优势：操作简便，树脂再生容易；可重复操作，产品质量稳定，收率恒定；既能选择性吸附，又便于溶媒洗脱，且不受无机盐干扰；一般不用有机溶媒，既保持传统的中医理论用药特色，又最大限度地保留了其有效成分。因此，采用大孔树脂吸附分离、纯化中药提取液已越来越受到人们的重视，在中药制剂领域中也被用来进行单味中药的提取、分离或者复方制剂的纯化和制备。

①大孔吸附树脂的吸附原理：大孔吸附树脂具有选择性吸附和分子筛的性能。它的吸附性是由于范德华引力或产生氢键的结果，分子筛的性能是由其本身的多孔性网状结构决定的。

②影响吸附的因素：大孔吸附树脂本身的性质是重要的影响因素之一，如：比表面积、表面电性、能否与化合物形成氢键等。一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸附，极性树脂则易在水中吸附极性物质。糖是极性的水溶性化合物，与D型非极性树脂吸附作用很弱。据此经常用大孔吸附树脂将中药的化学成分和糖分离。洗脱剂的性质是另一个影响因素，通常情况下洗脱剂极性越小，其洗脱能力越强，一般先用蒸馏水洗脱，再用浓度逐渐增高的乙醇或甲醇洗脱。多糖、蛋白质、鞣质等水溶性杂质会随着水流出，极性小的物质后被洗出。对于具有酸碱性的物质还可以用不同浓度的酸、碱液结合有机溶剂进行洗脱。例如用非极性大孔吸附树脂对生物碱的0.5%盐酸溶液进行吸附，其吸附作用很弱，极易被水洗脱下来，生物碱回收率很高。化合物的性质也是影响吸附的重要因素。化合物的分子量、极性、能否形成氢键等都影响其与大孔吸附树脂的吸附作用。极性小的化合物与非极性大孔吸附树脂吸附作用强。另外，能与大孔吸附树脂形成氢键的化合物易被吸附。

③大孔吸附树脂的应用：大孔吸附树脂现在已被广泛应用于天然化合物的分离和富集工作中。如：苷与糖类的分离，生物碱的精制。在多糖、黄酮、三萜类化合物的分离方面都有很好的应用实例。市售大孔树脂一般含有未聚合的单体、致孔剂（多为长碳链的脂肪醇类）、分散剂和防腐剂等，因此使用前必须经过处理。用高浓度乙醇湿法装柱，继续用乙醇在柱上流动清洗，不时检查流出的乙醇，至流出的乙醇液与水混合不呈现白色乳浊现象，然后以大量的蒸馏水洗去乙醇即可。

④洗脱液的选择：洗脱液可选择水、甲醇、乙醇、丙酮、不同浓度的酸碱等。根据吸附作用的强弱可选择不同的洗脱液或不同浓度的同一溶剂对各类成分进行粗分。其一般方法如下：

a.用适量水洗，洗下单糖、鞣质、低聚糖、多糖等极性物质，用薄层色谱检识，防止极性大的皂苷被洗下；

b.70%乙醇洗，洗脱液中主要为皂苷，但也含有酚性物质、糖类及少量黄酮，实验证明30%乙醇不会洗下大量的黄酮类化合物；

c.3%～5%碱溶液洗，可洗下黄酮、有机酸、酚性物质和氨基酸；

d.10%酸溶液洗，可洗下生物碱、氨基酸；

e.丙酮洗，可洗下中性亲脂性成分。

由于选用的骨架材料和引入的基团不同，大孔树脂有选择性吸附的性能。在实际应用中，要达到满意的分离效果，必须根据被分离物的性质选用与之适合的，一定型号的树脂。有研究表明，对吸附量真正起作用的是体积比表面积，即每毫升湿树脂所具有的比表面积。

⑤大孔树脂应用的安全性问题：树脂的组成与结构既决定着树脂的吸附性能，也可从中了解可能存在有害残留物。树脂自身的规格与质量对中药提取液的纯化效果和安全性起着决定性作用。因此，实际应用时应向树脂提供方索取以下资料，以便充分了解各种树脂的结构、性能和适用范围。大孔吸附树脂规格的内容包括名称、牌（型）号、结构（包括交联剂）、外观、极性以及粒径范围、含水量、湿密度（真密度、视密度）、干密度（表观密度、骨架密度）、比表面积、平均孔径、孔隙率、孔容等物理参数；此外还有未聚合单体、交联剂、致孔剂等添加剂残留量限度的参数。应写明主要用途，并说明该规格的级别与相关标准文号等。

国家药品监督管理部门对大孔吸附树脂在中药复方中的应用已初步制定了相应的质量标准及技术文件。可以相信，随着各基础研究和应用研究的不断深入，大孔吸附树脂分离技术也将得到更好的发展。

（13）凝胶色谱法

凝胶色谱法也称凝胶过滤法、凝胶渗透色谱、分子筛过滤或排阻色谱，是根据物质分子大小差别进行分离。该法所用载体，如葡聚糖凝胶，是在水中不溶、但可膨胀的球形颗粒，具有三维空间的网状结构。当在水中充分膨胀后装入色谱柱中，加入样品混合物，用同一溶剂洗脱时，由于凝胶网孔半径的限制，大分子将不能渗入凝胶颗粒内部（即被排阻在凝胶粒子外部），故在颗粒间隙移动，并随溶剂一起从柱底先行流出；小分子因可自由渗入并扩散到凝胶颗粒内部，故通过色谱柱时阻力增大、流速变缓，将较晚流出。样品混合物中各个成分因分子大小各异，渗入至凝胶颗粒内部的程度也不尽相同，故在经历一段时间流动并达到动态平衡后，即按分子由大到小的顺序先后流出并得到分离。

中药化学成分分子大小各异，分子量从几十到几百万，故也可据此进行分离。常用有透析法、凝胶过滤法、超滤法和超离心法等。前两者系利用半透膜的膜孔或凝胶的三维网状结构的分子筛过滤作用来对物质进行分离；超滤法则利用因分子大小不同引起的扩散速度的差别；超速离心法则利用溶质在超速离心作用下具有不同的沉降性或浮游性等来实现对物质的分离。以上这些方法主要用于水溶性大分子化合物，如蛋白质、核酸和多糖类的脱盐精制及分离工作，对分离小分子化合物来说不太适用。凝胶过滤法则不然，这可用于分离分子量0以下的化合物。下就凝胶过滤法和膜过滤法进行说明。

凝胶的种类与性质：商品凝胶的种类很多，常用的有葡聚糖凝胶（Sephadex）以及羟丙基葡聚糖凝胶（SephadexLH-20）。

Sephadex只适于在水中应用，且不同规格适合分离不同分子量的物质。

SephadexLH-20为SephadexG-25经羟丙基化处理后得到的产物，除保留有SephadexG-25原有的分子筛特性，可按分子量大小分离物质外，在由极性与非极性溶剂组成的混合溶剂中常常起到反相分配色谱的效果，适用于不同类型有机物的分离，在中药化学成分的分离中得到了越来越广泛的应用。

（14）膜分离法：膜分离法是一种用天然或人工合成的膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯或富集的方法。目前，膜过滤技术主要包括渗透、反渗透、超滤、电渗析和液膜技术等。

对于生物大分子，一般可以通过透析法对其进行浓缩和精制。透析法是一种根据溶液中分子的大小和形态，在微米（um）数量级下选择性过滤的技术。在常压下，选择性的使溶剂和小分子物质通过透析膜，大分子不能通过，以达到分离纯化的目的，从本质上讲它是一种溶液相的分子筛作用。

按照孔径大小，可将透析膜分为：微滤膜（0.～14um）；超滤膜（0.～0.02um）；反参透膜（0.0～0.um）；纳米膜（约2nm）

用分级沉淀法或吸附法得到的蛋白质或酶等生物大分子，常含有无机盐或其他小分子杂质。在酶的分离过程中，由于无机盐的存在，对离子交换有很大的影响，精制药用酶时必须除去无机盐，此时常用透析法进行脱盐。

此外，采用膜分离技术生产中药注射剂和大输液可以明显缩短生产周期，简化生产工艺。有效地去除鞣质、蛋白质、淀粉和树脂等大分子物质及其微粒、亚微粒和絮凝物等。除此之外，膜分离技术还可以用于提取中药有效成分、口服液、药酒和其他制剂。

（15）离子色谱法

离子色谱法是根据物质解离程度的不同进行分离。离子色谱法也称离子交换法，该法系以离子交换树脂作为固定相，以水或含水溶剂作为流动相。当流动相流过交换柱时，溶液中的中性分子及具有与离子交换树脂交换基团不能发生交换的离子将通过柱子从柱底流出，而具有可交换的离子则与树脂上的交换基团进行离子交换并被吸附到柱上，随后改变条件，并用适当溶剂从柱上洗脱下来，即可实现物质分离。

中药化学成分中，具有酸性、碱性及两性基团的分子，在水中多呈解离状态，据此可用离子交换法或电泳技术进行分离。以下仅简单介绍离子交换法。

离子交换树脂的结构及性质：离子交换树脂外观均为球形颗粒，不溶于水，但可在水中膨胀。

显然，离子交换树脂由以下两个部分组成：

①母核部分：母核部分为由苯乙烯通过二乙烯苯（DVB）交联而成的大分子网状结构。网孔大小用交联度（即加入交联剂的百分比）表示，交联度越大，则网孔越小，质地越紧密，在水中越不易膨胀；交联度越小，则网孔越大，质地疏松，在水中易于膨胀，不同交联度适于分离不同大小的分子。

②离子交换基团：有上列结构式中的磺酸基（-SO3H）。此外，并可能有-N+（CH3）3Cl-，-COOH及-NH2、-NH、-N等基团，根据交换基的不同，离子交换树脂分为：

a.阳离子交换树脂：主要有强酸性（-SO3-H+）和弱酸性（-COO-H+）两种；

b.阴离子交换树脂：主要有强碱性[-N+（CH3）3Cl-]和弱碱性（-NH2、-NH、-N）两种。

离子交换法可用于不同电荷离子的分离。

离子交换法也可用于相同电荷离子的分离。

以下列三种化合物为例，这三种生物碱结构相似，但碱性强弱不同（Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ），采用离子交换树脂分离，可达到较好的分离效果。三者混合物的水溶液通过NH4+型弱酸性树脂，然后先用水洗下生物碱Ⅰ，继续用NH4Cl洗下生物碱Ⅱ，最后用Na2CO3洗下生物碱Ⅲ。

（16）分馏法

分馏法是根据物质的沸点进行分离。通常利用中药中各成分沸点的差别进行分离，一般来说，液体混合物沸点相差在℃以上时，可用反复蒸馏法达到分离的目的，如沸点相差在25℃以下，则需要采用分馏柱，沸点相差越小，则需要的分馏装置越精细。如挥发油和一些液体生物碱的提取分离常采用分馏法。

（四）中药化学成分的结构鉴定方法

结构研究是中药化学成分分析中一项重要的研究内容。从药材中分离得到的单体即使具有很强的活性与较大的安全性，但如果结构不清楚，则无法进一步开展其药效学和毒理学的研究，也不可能进行人工合成或结构修饰、改造工作，更谈不上进行高质量的新药开发研究，其学术及应用价值将会大大降低。

与合成化合物相比，对中药化学成分进行结构研究难度较大。因为合成化合物原料已知，反应条件一定时可能得到什么产物、结构可能发生什么改变，事先均可做出某种程度的预测。但中药化学成分则不然，即使不是新化合物，“未知”因素仍然很多。另外，对于一些超微量生理活性物质来说，因为得量甚少，有时仅几毫克，故难以采用经典的化学方法（如化学降解、衍生物合成等）进行结构研究，而不得不主要依靠谱学分析的方法解决问题。即尽可能在不消耗或少消耗试样的条件下通过测定得到各种图谱，获取尽可能多的结构信息，而后加以综合分析，并充分利用文献数据进行比较鉴别，必要时则辅以化学手段，以推断并确认化合物的平面结构乃至立体结构。

1.化合物的纯度测定

在结构研究前首先确定化合物的纯度。纯度不合格，会给结构测定工作带来难度，甚至会导致结构测定工作的失败。纯度检查的方法很多，如检查有无均匀一致的晶型，有无明确、敏锐的熔点等。但是最常应用的还是各种色谱方法，如在TLC或PC上选择适当的展开剂，分别将样品推至薄层板（或滤纸）的不同位置，并在可见光、UV光下观察，或者喷以一定的显色剂（其中必有一种为通用显色剂）进行观察。一般，只有当样品在三种展开系统中均呈现单一斑点时方可确认其为单一化合物。个别情况下，甚至需采用正相和反相两种色谱方法加以确认。另外，气相色谱（GC）也是判断物质纯度的一种重要方法，但只适用于在高真空和一定加热条件下能够气化而不被分解的物质。

高效液相色谱法（HPLC）则不然，不受GC那样的条件限制。但与GC一样的是，HPLC也有用量少、时间快、灵敏度高及准确的特点，但两者均需配置价格昂贵的仪器设备。

2.结构研究的主要程序

对未知中药化学成分来说，结构研究的程序分为：初步推断化合物类型；测定分子式，计算不饱和度；确定分了中含有的官能团，或结构片断，或基本骨架；推断并确定分子的平面结构；推断并确定分子的产体结构（构型、构象）及采用的方法大体如下：

1.注意观察样品在提取、分离过程中的行为

2.测定其有关理化性质，如不同pH、不同溶剂中的溶解度及色谱行为、灼烧试验、化学定性反应等

3.给合文献调研

（1）分子式测定可采用下列方法

元素定量分析配合分子量测定

同位素峰法

HR-MS

（2）计算不饱和度

官能团定性及定量分析

测定并解析化合物的有关谱学数据，如UV、IR、MS、1H-NMR、13C-NMR

（3）结合文献调研

综合分析谱学数据及官能团定性、定量分析结果

与已知化合物进行比较或化学沟通（化学降解、衍生物制备或人工合成）

（4）常用方法

测定CD或ORD谱

测定NOE谱或2D-NMR谱

进行X射线衍射分析

进行人工合成

其中，每个环节应用方法均各有侧重，且因每个人的经验、习惯及对各种方法熟练掌握、运用的程度而异。对已知化合物的结构鉴定更可大大简化，很难说有一个固定的、一成不变的程序。但是有一点是共同的，即文献检索、调研工作几乎贯彻结构研究工作的全过程。大量事实证明，分类学上亲缘关系相近的动、植物药，如同属、同种或相近属种的动物或植物药，往往含有类型及结构骨架类似甚至结构相同的化合物，故在进行提取分离工作之前，一般应当先利用中、外文主题索引按中药名称或拉丁学名查阅同种、同属乃至相近属种的化学研究文献，以利充分了解、利用前人的工作。不仅要了解前人从该种或相近属种植物的哪个药用部位中分到过什么成分，还要了解该种或该类成分出现在哪个溶剂提取部位，用什么方法得到，具有什么性质，如分子式、熔点、比旋度、颜色反应、色谱行为、各种谱学数据以及它们的生物合成途径等，并最好整理概括成一览表以利检索、比较。通常在确认所得化合物的纯度后，即应根据该化合物在提取、分离过程中的行为、物理化学性质及有关测试数据，对比上述文献调研结果，分析推断所得化合物的类型及基本骨架，并可利用如分子式索引或主题索引（如推测为已知化合物）查阅各种专著、手册、综述，或者通过系统查阅《美国化学文摘》，进一步全面比较有关数据以判断所得到的化合物为“已知”或“未知”化合物。

3.结构研究中采用的主要方法

（1）确定分子式并计算不饱和度

分子式的测定目前主要有以下几种方法，可因地制宜加以选用。

元素定量分析配合分子量测定。

同位素峰度比法。

高分辨质谱（HR-MS）法。

高分辨质谱（HR-MS）仪可将物质的质量精确测定到小数点后第4位。这为确定化合物的分子组成提供重要的依据。四个化合物的分子式分别为C8H12N4、C9H12N2O、C10H12O2、C10H16N2，虽然它们的分子量的整数部分都为，但精确质量则并不相同，在HR-MS仪上可以很容易地进行区别。因此，高分辨质谱可以确定化合物的精确分子组成，进而降低下一步的结构解析的难度。

分子式确定后，即可按下式求算分子的不饱和度（indexofunsaturation，以u表示）

u=Ⅳ-Ⅰ/2+Ⅲ/2+1

式中，Ⅰ为一价原子（如H、D、X）的数目；Ⅲ为三价原子（如N、P等）的数目；Ⅳ为四价原子（如C、S）的数目。

O、S等二价原子与不饱和度计算无关，故不予考虑。

（2）质谱

如前所述，质谱（MS）可用于确定分子量及求算分子式和提供其他结构信息。

一般，MS测定采用电子轰击法（简称EI），故称EI-MS。测定EI-MS时，需要先将样品加热气化，使之进入离子化室，而后才能电离，故容易发生热分解的化合物或难于气化的化合物，如醇、糖苷和部分羧酸等，往往测不到分子离子峰，看到的只是其碎片峰。而一些大分子物质，如糖的聚合物和肽类等，也因难于气化而无法测定。故近来多将一些对热不稳定的样品，如糖类和醇类等，进行乙酰化或三甲基硅烷化（TMS化），制成对热稳定性好的挥发性衍生物后再进行测定。

现在，质谱的电离技术发展较快，软电离成为当今质谱仪器的标配，例如，电喷雾电离（简称ESI）、大气压化学电离（简称APCI）、化学电离（简称CI）、场致电离（简称FI）、场解析电离（简称FD）、快速原子轰击电离（简称FAB）等，极大地拓宽了质谱的检测范围，对热不稳定的化合物的研究提供了新的技术。

质谱的快速发展得力于质量分析器的技术更新，从扇形磁场、离子肼（TRAP）、三重四级杆（3Q）、飞行时间（TOF）、傅里叶变换离子回旋（FT）的发展、高分辨质谱的准分子离子峰和精确分子量为未知物的分析提供了有力的帮助。

（3）红外光谱

分子中价键的伸缩及弯曲振动将在光的红外区域，即～cm-1处引起吸收。测得的吸收图谱叫红外光谱（IR）。

其中，～cm-1的区域为特征频率区，许多特征官能团，如羟基、氨基以及重键（如C=C、C≡C、C=O、N=O）、芳环等吸收均出现在这个区域，并可据此进行鉴别。～cm-1的区域为指纹区，其中许多吸收因原子或原子团间的键角变化所引起，形状比较复杂，犹如人的指纹，可据此进行化合物的真伪比较鉴别。

某些情况下，红外光谱可用于区别芳环的取代方式、构型及构象等。

（4）紫外-可见吸收光谱

分子中的电子可因光线照射从基态跃迁至激发态。其中，π→π﹡跃迁以及n→π﹡跃迁可因吸收紫外光及可见光而引起，吸收光谱将出现在光的紫外及可见区域（～nm）（UV-Vis）

含有共轭双键、发色团及具有共轭体系的助色团分子在紫外及可见光区域产生的吸收即由相应的π→π﹡及n→π﹡跃迁所引起。UV光谱对于分子中含有共轭双键、α，β-不饱和羰基（醛、酮、酸、酯）结构的化合物以及芳香化合物的结构鉴定来说是一种重要的手段。通常主要用于推断化合物的骨架类型；某些情况下，如香豆素类、黄酮类等化合物，它们的UV光谱在加入某种诊断试剂后可因分子结构中取代基的类型、数目及排列方式不同而改变，故还可用于测定化合物的精细结构。

（5）核磁共振谱

（1）氢核磁共振（1H-NMR）：氢同位素中，1H的峰度比最大，信号灵敏度也高，故1H-NMR测定比较容易，应用也最为广泛。1H-NMR测定中通过化学位移（δ）、谱线的积分面积以及裂分情况（重峰数及偶合常数J）可以提供分子中质子的类型、数目及相邻原子或原子团的信息，对中药化学成分的结构测定具有十分重要的意义。

化学位移（δ）：由于周围化学环境不同，氢核外围电子密度以及绕核旋转时产生的磁的屏蔽效应也不同，所以不同类型的氢核共振信号将出现在不同的区域。据此可以进行识别。

峰面积：因为1H-NMR谱上积分面积与分子中的总质子数相当，故如分子式已知，可据此算出每个信号所相当的质子数。

信号的裂分及偶合常数（J）：已知磁不等同的两个或两组氢核在一定距离内会因相互自旋偶合干扰而使信号发生分裂，表现出不同裂分，如s（singlet，单峰）、d（doublet，二重峰）、t（triplet，三重峰）、q（quartet，四重峰）和m（multiplet，多重峰）等。

以上为普通的1H-NMR测定时所能提供的结构信息。此外，还有许多特殊的测定方法，这些方法对决定中药化学成分的平面结构及立体结构都具有重要的意义。

（2）碳核磁共振（13C-NMR）：在决定中药有机化学成分结构时，与1H-NMR相比，13C-NMR无疑起着更为重要的作用。核磁共振的测定灵敏度与磁旋比（r）的三次方成正比，由于13C的磁旋比仅为1H的1/4，而且在自然界的碳元素中，13C的峰度比只有1%，所以13C-NMR测定的灵敏度只有1H的1/，致使13C-NMR长期以来不能投入实际应用。由于脉冲傅里叶变换核磁共振装置（pulseFT-NMR）的出现及计算机的引入，才使这个问题得以真正解决。

普通的13C-NMR谱有下面几种。

噪音去偶谱：噪音去偶谱也叫全氢去偶（COM）或宽带去偶（BBD）。该方法是采用宽频的电磁辐射照射所有氢核使之饱和后测定13C-NMR谱。此时，1H对13C的偶合影响全部消除，所有的13C信号在图谱上均作为单峰出现，故无法区别其上连接的质子数，但对判断13C信号的化学位移十分方便。另外，因照射1H后会产生NOE效应，使连有质子的13C信号强度增加，季碳信号因不连有质子，将表现为较弱的吸收峰。

DEPT（distortionlessenhancementbypolarizationtransfer)：DEPT法系通过改变照射氢核的脉冲宽度（θ）或设定不同的弛豫时间（delaytime，2D3），使不同类型的13C信号在图谱上呈单峰形式分别向上或向下伸出，故灵敏度高，信号之间很少重叠，目前已成为13C-NMR谱的一种常规测定方法.13C-NMR谱与1H-NMR谱不同，化学位移的幅度较宽，约为个化学位移单位，故信号之间很少重叠，识别起来比较容易。

与1H-NMR一样，13C的信号化学位移也取决于周围的化学环境及电子密度，并可据此判断13C的类型。

显然，改变某个13C核周围的化学环境或电子密度，如引入某个取代基，则该13C信号即可能发生位移（取代基位移）。位移的方向（高场或低场）及幅度已经累积了一定经验规律。常见的有苯的取代基位移、羟基的苷化位移和酰化位移等，在结构研究中均具有重要的作用。

此外，二维核磁共振技术的飞速发展为中药化学成分的研究提供了更加简捷可靠的方法和手段。

（五）中药化学成分与药效物质基础研究的作用和意义

中药的质量控制和评价是制约中药现代化发展的关键问题之一，也一直是中医药研究的难点和热点。要维持中成药功效的稳定性，就必须在建立现代化药物质量标准的基础上，予以严格的检验控制。《中国药典》对药品安全性、有效性和质量可控性方面进行了提高和完善，更加注重药品的安全性。中药的质量控制方面更是被摆到了极为重要的位置，不但新增了多个中药品种的质量标准，还规定了中药的质量监控的主要化学成分作为定性分析和定量分析指标，采用相应的对照品进行定性或定量检测，完善了中药的质量控制过程。

1.中药化学成分研究的意义

（1）阐明中药的药效物质基础，探索中药防治疾病的原理

中药的有效成分研究清楚后，便可应用现代科学技术，观察中药有效成分在人体内的吸收、分布、代谢和排泄过程，同时还可进一步研究有效成分的化学结构、理化性质与生物活性之间的关系。如常用的补气药人参，性甘微寒，滋补五脏，明目益智。用人参的提取物，给大鼠腹腔注射，能明显促进肝细胞核和胞浆RNA及血清蛋白质的生物合成。在药理作用的指导下，从人参中分离得到有效部位，其有效部位含有人参皂苷、糖类和其他成分，具有明显促进血清、肝脏、骨髓等的核糖核酸、脱氧核糖核酸、蛋白质和糖的生物合成作用，并能提高机体的免疫能力。

（2）中药化学成分是遣药组方的物质基础

中药主要是复方用药，从化学成分上看，可能存在同一中药共存成分之间和异种中药成分之间的复合作用。如麻黄汤中含麻黄、桂枝、杏仁和甘草，现已知左旋麻黄碱为麻黄止咳平喘的主要有效成分，桂皮醛为桂枝挥发油中镇痛、解热的有效成分，杏仁苷为杏仁镇咳的有效成分，甘草中所含的甘草酸具有解毒作用。这些有效成分发挥复合及协同作用，与麻黄汤治疗头颈强痛、恶寒、发热、咳嗽等症是相符的。

（3）改进中药制剂剂型、提高临床疗效

中药传统剂型丸、散、膏、丹等，虽然在祖国几千年的医疗中发挥了巨大作用，但已不能完全适应现代防治疾病的需要，必须在研究中药有效成分的基础上，将中药加工成现代药物剂型，如片剂、胶囊剂、注射剂及缓释制剂等，从而使临床用药达到高效、安全、稳定、剂量小、毒副作用小、服用方便的目的。

（4）控制中药及其制剂的质量

中药发挥防病治病的作用，取决于有效成分的存在与否及其含量的多少，而有效成分又受中药的品种、产地、采收季节、贮存条件、品种变异或退化等自然及人工条件的影响。只有在研究中药的有效成分的基础上，才可通过含量测定的方法控制中药及其制剂的质量，鉴别其质量的优劣或真伪，为中药的GAP管理提供质量依据。例如，已知汉防已的主要有效成分是生物碱，通过含量测定得知，北京产汉防己的生物碱含量为1%，浙江产汉防己的生物碱含量为2%～3%。说明浙江产汉防己优于北京产汉防己。又如双黄连注射液，已知绿原酸为金银花中的主要有效成分之一，黄芩苷为黄芩的主要有效成分，因此可用高效液相色谱法测定绿原酸和黄芩苷的含量以控制其质量。

（5）提供中药炮制的现代科学依据

中药炮制是祖国传统医学中的一门制药技术，是中医辨证用药的经验总结，通过对中药的炮制，达到提高疗效，降低毒性和便于贮存的目的。明代医学家陈嘉谟明确指出：“制药贵在适中，不及则功效难求，太过则气味反失。”研究中药炮制前后化学成分或有效成分的变化，有助于阐明中药炮制的原理、改进传统的炮制方法、制定炮制品的质量标准，有效地保证饮片的质量。

（6）开发新药、扩大药源

从某中药中提取分离到一种有效成分，并对其进行结构鉴定，根据化学结构和性质，分析其他动植物是否含有这种化学成分，从而寻找临床用药和工业生产的代用品。例如抗菌消炎的小檗碱，最初是从毛茛科植物黄连中发现的，但黄连的资源有限，后来发现小檗属的三颗针、防己科的古山龙、芸香科的黄柏等植物也含有该成分，因此，三颗针、古山龙等成为制药工业上提取小檗碱的主要原料。

（7）结构修饰、合成新药

研究中药有效成分的另一个重要目的，就是按照其化学结构特点，进行人工合成，或通过改变部分化学结构，增强疗效，降低毒副作用，探索开发高效低毒资源广的新药物。如香菇中的香菇嘌呤具有降低胆固醇的生物活性，若将香菇嘌呤分子中的羧基变为酯的结构，其降胆固醇的活性可提高10倍。又如吗啡的代用品盐酸哌替啶（杜冷丁），既保留了吗啡中镇痛有效的结构部分，又降低了吗啡的成瘾性。另外，麻黄中的麻黄碱，洋金花中的阿托品，紫杉中的紫杉醇等主要有效成分，都已用人工合成或半合成的方法获得。

随着现代科学技术的发展和人类生活水平的不断提高，传统医药在“回归自然”的世界潮流中再次焕发了强大的生命力，展现出广阔的前景，为深入研究开发中药新产品提供了良好的环境。当前存在的诸如中药的生产、加工、管理不规范等问题是影响中药走出国门进入国际医药主流市场的主要障碍，因此必须制定一批科学规范的中药标准才能真正推动中药走向世界。在制定、修订科学规范的中药标准工作中，中药化学为其提供了客观、可靠的手段。

1）中药化学可为中药材生产的标准化、规范化奠定化学物质基础。

2）中药化学可为中药饮片炮制的标准化、规范化提供科学依据。

3）中药化学可为中成药生产的标准化、规范化提供合理的技术保障。

4）中药化学可为中药临床前有效性和安全性评价的标准化、规范化提供有说服力的化学信息。

5）中药化学可为中药临床试验的标准化、规范化提供临床疗效评价的物质基础。

6）中药化学可为中药药效学评价研究的标准化、规范化提供有效成分的监控指标及药理评价方法。

2.中药化学成分在中药质量控制中的作用

中药包括中药材、中药饮片、中药提取物和中成药，中药的种植、采摘、加工和炮制等步骤都会影响中药中有效活性成分含量与药效的变化，因此提高中药质量控制标准必须从各个环节入手，才能确保中药质量一致和临床疗效稳定。采用现代分析技术和科学方法全面控制中药的质量，是当代中药研究的方向。

中药化学在中药质量控制中的作用主要体现在，中药指纹图谱中各种色谱法、光谱法、核磁共振波谱、质谱及其联用技术、DNA分子诊断技术、X射线衍射法等现代分析技术的运用。

中药指纹图谱作为整体评价中药质量的有效控制方法，是目前在国内外广泛被接受的全面评价中药质量模式。美国FDA在《植物药制品指导原则》中允许申报者提供产品的色谱指纹图谱资料，《英国草药典》、《印度草药典》以及德国药用植物学会、加拿大药用及芳香植物学会也都把指纹图谱作为质量控制标准的内容之一。中药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。中药化学指纹图谱是目前主要常用的方法，尤其是色谱和光谱联用技术。最常用的光谱是红外光谱（IR），最常用的色谱是薄层色谱（TLC）、气相色谱（GC）、高效液相色谱（HPLC）和毛细管电泳（CE），近来又出现了X射线粉末衍射指纹图谱。

中药化学研究已渗透到了中药研究的各个领域，是影响其他学科发展的重要因素。如中药鉴定学、中药炮制学、中药制剂学、中药分析化学和中药药理学等，在当今多学科相互渗透的时代，中药化学研究是学科间联系的重要工具和桥梁。

中药现代化、国际化离不开中药化学与各相关学科的紧密结合，离开了药效学、毒理学的指导，化学成分研究将成为脱离临床实际的纯学术研究；而缺少化学成分研究的药效学、毒理学研究也只能是不知其原因何在的低水平的重复。通过中药化学与中药现代化、国际化各项工作的紧密结合，完全可以研制出能被国际市场所接受的现代中药制剂，使中药尽快进入国际医药主流市场。

六、中药剂型根据药物的性质、用药目的和给药途径，将原料药加工制成适合预防、治疗和诊断疾病需要的不同给药形式，称为药物剂型，简称剂型。目前收载的剂型有40余种。(一)剂型分类中药剂型种类繁多，除传统剂型丸剂、散剂、膏剂、丹剂、酒剂、露剂、汤剂、饮剂、胶剂、茶剂、糕剂、锭剂、线剂、条剂、棒剂、钉剂、炙剂、熨剂、糊剂等外，还包括现代剂型如片剂、胶囊剂、颗粒剂、气雾剂、注射剂、膜剂、栓剂、软膏剂、乳膏剂、贴剂等。1.按剂型的物态分类按物态分类的剂型，一般制备操作多有相近之处，如固体制剂多有干燥、粉碎、混合；半固体制剂多有熔化、研匀；液体制剂多有溶解、搅拌、调节pH等。(1)液体剂型如汤剂、合剂、糖浆剂、酒剂、露剂、搽剂、注射剂、涂膜剂等。(2)固体剂型如丸剂、片剂、颗粒剂、散剂、胶囊剂、膜剂、锭剂等。(3)半固体剂型如软膏剂、凝胶剂、糊剂等。(4)气体剂型如气雾剂、喷雾剂等。2.按药物的分散状态分类按分散相在分散介质中的分散特性将剂型分为:(1)真溶液型药物剂型如芳香水剂、溶液剂、甘油剂、醑剂等。(2)胶体溶液型药物剂型如胶浆剂、涂膜剂等。(3)乳浊液型药物剂型如口服乳剂、静脉注射用乳剂、部分搽剂等。(4)混悬液型药物剂型如洗剂、混悬剂等。中药制剂中汤剂、合剂等剂型，由于药物组成成分性质的复杂性，其中多成分的分散状态常常包含有真溶液型、胶体溶液型、乳浊液型或混悬液型等多分散体系。3.按给药途径和给药方法分类按剂型的给药途径和给药方法不同，可分为:(1)经口服给药的剂型如汤剂、合剂、糖浆剂、颗粒剂、丸剂、片剂等。(2)经直肠给药的剂型如灌肠剂、栓剂等。(3)经注射给药的剂型如静脉、肌内、皮下、皮内及穴位注射剂。(4)呼吸道给药的剂型如气雾剂、吸入剂等。(5)经皮肤给药的剂型如洗剂、搽剂、涂膜剂、糊剂、软膏剂、硬膏剂、贴剂、贴膏剂等。(6)经黏膜给药的剂型如滴眼剂、滴鼻剂、口腔膜剂、舌下片剂、含漱剂等。这种分类法与临床用药联系较好，能反映给药途径与方法对剂型制备要求以及对药物生物药剂学的影响，但同一剂型往往可制备成多种给药途径给药的剂型，如片剂可以制成口服片剂、舌下含片、阴道用泡腾片等。4.按制法分类按主要制备工序特点归类的剂型分类方法，例如将用浸出方法制备的汤剂、合剂、酊剂、酒剂、流浸膏剂与浸膏剂等统称为浸出药剂，而将在制备时采用灭菌方法或无菌操作法的注射剂、滴眼剂等统称为无菌制剂。上述分类方法各有特点与不足，实际工作中常采用综合分类法。(二)剂型与疗效关系1.剂型可改变药物的作用性质多数药物改变给药途径和剂型后，药物的性质不会改变，但有些药物会因剂型或给药途径的改变而改变药物的作用性质，如硫酸镁口服制剂为泻下制剂，而静脉注射则为镇静、解痉制剂。2.剂型可改变药物的作用速率同一种药物因剂型、给药方式不同，会出现不同的作用速率，通常不同剂型、不同给药方式的药物起效快慢顺序为:静脉往射吸入给药肌内注射皮下注射直肠或舌下给药口服液体制剂口服固体制剂皮肤给药。3.剂型可改变药物的安全性中药制剂的使用安全风险的高低顺序通常为静脉注射肌内注射口服给药外用给药，因此，能够选择口服给药剂型时，一般不选择注射给药；能够选择肌内注射给药剂型时，一般不选择静脉注射给药剂型。此外，还可利用制备成缓控释剂型以控制药物的释放速率，实现长效给药目的。利用靶向给药技术实现药物的靶向治疗目的。(三)剂型选择的原则中药饮片经过加工制成适宜的剂型，选择适宜的给药途径而发挥疗效。不同给药途径的药物制剂，由于剂型以及给药途径的影响，药物的体内过程及特征也不尽相同。药物的结构及其理化性质是决定药物疗效的主要因素，但剂型因素对药效的发挥往往会有重要影响，因此药物剂型的选择，在中药制剂的研究、生产以及临床应用中具有重要意义，一般应依据下述原则综合考虑。1.满足药物性质的需要中药药性是剂型选择的重要依据，东汉时期成书的《神农本草经》指出，“药性有宜丸者，宜散者，宜水煎者，宜酒渍者，宜煎膏者，亦有一物兼宜者，亦有不可入汤酒者，并随药性，不得违越”。剂型选择需要考虑中药传统药性，包括中药的四气五味、升降沉浮、有毒无毒、性味归经等，还要研究中药制剂所含活性成分的溶解性、稳定性和刺激性以及生物药剂学和药代动力学性质，综合选择适宜剂型。一般而言对于在胃肠道中不稳定、对胃肠道有刺激性、不被胃肠道吸收的药物，或因肝脏首过效应易失效者均不宜设计为口服制剂；对于在溶液状态下稳定性差、易降解的药物，可制成注射用冻干粉针剂，如天花粉蛋白注射液等。2.满足临床治疗疾病的需要病有缓急，证有表里，须因病施治，对症下药，方能取得满意效果。梁代陶弘景《本草经集注》曾指出“疾有宜服丸者，宜服散者，宜服酒者，宜服煎膏者”。因此，药物剂型必须满足临床治疗疾病性质的需要。如急症患者，要求奏效迅速，宜选用注射剂、气雾剂、舌下片、滴丸等速效剂型；而慢性病患者，用药宜缓和、持久，应选用丸剂、片剂、膏药及长效缓释制剂等；皮肤疾患一般可用软膏剂、涂膜剂、洗剂、搽剂等剂型；而某些腔道病变，可选用栓剂、条剂、线剂等。3.满足服用、携带、生产、运输和贮藏的方便性满足防治疾病需要和药物本身性质是中药剂型选择的前提，同时剂型设计还应考虑便于服用、携带、生产、运输和贮藏等各方面的要求，即所谓“五方便”。在满足“五方便”要求的同时，还得兼顾成本和药物经济性。七、中药体内过程及中药药理毒理中药经各种给药途径进入机体后，与机体发生相互作用。中药对机体的作用，主要是研究中药对机体的作用、作用机制以及产生作用的物质基础。包括预防和治疗作用、保健作用和毒副作用。机体对中药的作用，主要是研究中药接触或进入机体后，吸收、分布、代谢和排泄的过程。了解机体与药物之间的相互作用，对于指导剂型设计以及临床合理用药等具有重要意义。(一)中药体内过程及其影响因素药物的体内过程包括吸收、分布、代谢和排泄等过程。药物吸收以后在体内所发生的过程称为药物的配置；代谢和排泄过程又称为药物的消除。1.吸收吸收是指药物从用药部位进入体循环的过程。除血管内给药外，药物应用后都要经过吸收才能进入体内。不同给药途径的药物可能有不同的体内过程。口服药物的吸收部位主要是胃肠道；非口服给药的药物吸收部位包括肌肉组织、口腔、皮肤、直肠、肺、鼻腔和眼部等。影响药物口服给药吸收的主要因素如下。(1)生理因素①胃肠液的成分和性质：弱酸、弱碱性药物的吸收与胃肠液的pH有关。胃液的pH为1.0左右，有利于弱酸性药物的吸收，凡是影响胃液pH的因素均影响弱酸性药物的吸收。小肠部位肠液的pH通常为5-7，有利于弱碱性药物的吸收，大肠黏膜部位肠液的pH通常为8.3-8.4。此外，胃肠液中含有的胆盐、酶类及蛋白质等物质也可能影响药物的吸收，如胆盐具有表面活性，能增加难溶性药物的溶解度，有利于药物吸收，但有时也可能与某些药物形成难溶性盐而影响吸收。②胃排空速率：胃排空速率慢，有利于弱酸性药物在胃中的吸收。但小肠是大多数药物吸收的主要部位，因此，胃排空速率快，有利于多数药物吸收。影响胃排空速率的主要因素有胃内容物的体积、食物的类型、体位以及药物性质等。③其他：消化道吸收部位的血液或淋巴循环途径及其流量大小、胃肠本身的运动以及食物等，均可能影响药物的口服吸收。关于药物在直肠、皮肤、肺及眼部吸收的影响因素详见栓剂、外用膏剂、气雾剂及滴眼剂等有关章节内容。(2)药物因素①药物的脂溶性和解离度：通常脂溶性大的药物易于透过细胞膜，未解离的分子型药物比离子型药物易于透过细胞膜。因此，消化道内药物的吸收速度常会受未解离型药物的比例及其脂溶性大小的影响，而未解离型药物的比例取决于吸收部位的pH。消化道吸收部位的药物分子型比例是由吸收部位的pH和药物本身的pKa决定的。通常弱酸性药物在胃液中，弱碱性药物在小肠中未解离型药物量增加，吸收也增加；反之则减少。②药物的溶出速度：通常固体制剂中药物需经过崩解、释放、溶解后方可通过生物膜被吸收。对于难溶性固体药物，药物的溶出可能是吸收的限速过程。因此，减小药物粒径、采用药物的亚稳定型晶型、制成盐类或固体分散体等方法，加快药物的溶出，可促进药物的吸收。(3)剂型因素①固体制剂的崩解与药物溶出：固体制剂崩解成碎粒后，药物溶出，进而被吸收。因此，固体制剂的崩解是药物溶出和吸收的前提。通常，口服药物溶出后，以分子形式分散在胃肠液中与生物腊接角才能产生吸收。药物的溶出速度，也将影响药物的吸收。对于难溶性药物，溶出可能是药物吸收的限速过程。②剂型:剂型不同，其给药途径也不相同。通常不同给药途径的药物吸收显效快慢的顺序为静脉吸入人肌内皮下舌下或直肠口服皮肤；口服制剂药物吸收速度快慢的顺序为溶液剂混悬剂胶囊剂片剂包衣片。③制剂处方及其制备工艺：制剂的处方因素主要包括主药和辅料的理化性质及其相互作用等。即使是同一药物制备同种剂型，由于所用辅料或制备工艺不同也会产生不同的吸收特征。2.分布药物的分布系指药物吸收后，由循环系统运送至体内各脏器组织的过程。影响药物分布的因素主要有以下方面。(1)药物与血浆蛋白结合的能力血液中的药物可分为血浆蛋白结合型与游离型两种，与血浆蛋白结合的药物不能透过血管壁，游离型药物则能自由向组织器官转运。药物与血浆蛋白结合是一可逆过程，具有饱和现象，血浆中药物的游离型与结合型保持动态平衡，使血浆及作用部位在一定时间内保持一定的血药浓度。因此，药物与血浆蛋白结合的能力可影响其分布；合并用药时，药物与血浆蛋白竞争结合可导致药物分布的改变，影响药物的作用强度和作用时间，甚至出现用药安全性问题。(2)血液循环和血管透过性通常药物的分布是通过血液循环进行的。药物分布主要取决于组织器官血流量，其次是毛细血管通透性。血流量大，血管通透性好的组织器官，则药物分布速度快。(3)药物与组织的亲和力药物的选择性分布主要取决于生物膜的转运特性，其次是药物与不同组织的亲和力的不同。若药物进入组织器官的速度大于从组织器官脱离返回血液循环的速度，连续给药时，药物将发生蓄积。药物若蓄积在靶组织或靶器官，则可达到满意的疗效；若蓄积在脂肪等组织，则起贮存作用，可延长药物的作用时间；若蓄积的药物毒性较大，则可对机体造成伤害。(4)血一脑屏障与血-胎屏障脑和脊髓毛细管的内皮细胞连接致密，且被一层富有脑磷脂的神经细胞包被，形成脂质屏障，对于被动扩散的外来物质具有高度的选择性，这种脑组织对于外来物质有选择地摄取的能力称为血-脑屏障。通常水溶性药物很难透入脑脊髓，而脂溶性药物却能迅速向脑脊髓转运。病理状态，如脑脊髓炎症时，血-脑屏障通透性增加。在母体循环与胎儿体循环之间存在着血-胎屏障。血-胎屏障的作用过程与血-脑屏障类似。多数药物靠被动转运通过胎盘。随着胎儿的长大，药物的通透性增加；孕妇严重感染、中毒或其他疾病时，胎盘屏障作用降低。3.代谢药物的代谢系指药物在体内发生化学结构改变的过程。通常药物代谢后极性增加，有利于药物的排泄。多数药物经过代谢活性降低或失去活性，也有药物经过代谢后比母体药物的活性增强或毒性增加。药物代谢的主要部位在肝脏，但代谢也发生在血浆、胃肠道、肠黏膜、肺、皮肤、肾、脑和其他部位。药物代谢反应的主要类型有氧化、还原、水解、结合等反应。影响药物代谢的主要因素有以下方面。(1)给药途径给药途径不同所引起代谢的差异通常与首过效应有关。某些经胃肠道吸收的药物可能在吸收部位和肝脏代谢，或经胆汁排泄使进入体循环的原形药物减少的现象称为首过效应。(2)给药剂量与体内酶的作用药物的代谢是在酶的参与下完成的，当体内药量超过酶的代谢反应能力时，代谢反应往往出现饱和现象。合并用药所产生的酶诱导作用或酶的抑制作用能够影响药物的代谢。(3)生理因素影响药物代谢的生理因素有性别、年龄、个体差异、饮食及疾病状态等。4.排泄排泄系指体内的药物及其代谢产物从各种途径排出体外的过程。药物及其代谢产物主要经肾排泄，其次是胆汁排泄。也可由乳汁、唾液、汗腺等途径排泄。药物的肾排泄包括肾小球滤过、肾小管重吸收和肾小管分泌。与血浆蛋白结合的药物不被肾小球滤过。药物的血浆蛋白结合率以及药物与血浆蛋白的竞争性结合等可影响药物的肾排泄。肾小管的重吸收主要与药物的脂溶性、pKa、尿液的pH和尿量密切相关。通常脂溶性非解离型药物的重吸收多，尿量增加可降低尿液中药物浓度，重吸收减少，排泄增加。肾小管分泌可使药物的肾排泄增加，这一过程是主动转运，有载体参与。由于载体缺乏高度特异性，一些阳离子药物之间或阴离子药物之间与载体发生的竞争抑制作用可影响药物的肾小管分泌，从而延长药物在体内的作用时间。血浆蛋白结合率不影响药物的肾小管分泌。胆汁中排泄的药物或药物代谢物，在小肠中重新吸收进入肝门静脉的现象称为肠肝循环。药物的代谢物以结合型经胆汁排泄，若在肠道中水解为原型，脂溶性增加，易被重吸收。肠肝循环的药物作用时间长。使用抑制肠道菌群的抗生素则肠肝循环减少。(二)药物动力学常用参数及临床意义1.药物动力学的含义与研究内容(1)含义药物动力学是应用动力学的原理，定量地描述药物通过各种途径进入体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程的动态变化规律的科学。药物动力学研究药物的体内过程以及药物在体内的存在位置、数量(或浓度)与时间之间的关系，并提出解释这些数据所需要的数学关系式。(2)研究内容①研究药物在体内经时量变过程和药物动力学模型。②发展新的药物动力学模型和药物动力学参数解析方法。③探讨药物动力学参数与药物效应之间的关系。④探讨药物动力学与药效动力学的关系。⑤研究药物制剂体外的动力学特征与体内动力学过程的关系。药物动力学的原理和方法已应用于指导药物的结构改造、新药开发、药物制剂的生物等效性试验，药物新剂型和给药系统的研发与评价、临床给药方案设计和药物治疗监测。2.药物动力学常用术语(1)药物转运的速度过程药物进入体内以后，体内药物量或血药浓度随时发生变化。通常将药物体内转运的速度过程分为以下三种类型。①一级速度过程：系指药物在体内某部位的转运速度与该部位的药量或血药浓度的一次方成正比，即一级速度过程或称一级动力学过程。通常药物在常用剂量时；其体内的吸收、分布、代谢、排泄过程多为或近似为一级动力学过程。②零级速度过程：系指药物的转运速度在任何时间都是恒定的，与血药浓度无关。临床上恒速静脉滴注的给药速度以及控释制剂中药物的释放速度等为零级速度过程，亦称零级动力学过程。③受酶活力限制的速度过程(capacitylimitedprocesses):系指当药物浓度较高而出现酶活力饱和时的速度过程。或称Michaelis-Menten型速度过程，亦称米氏动力学过程。(2)隔室模型药物动力学研究常用“隔室模型”模拟机体系统，根据药物在体内分布速度的差异，将机体划分为若干隔室或房室。同一隔室中药物处于动态平衡的“均一”状态，但并不意味着浓度相等，最简单的是“单室模型”，较复杂的有“双室模型”和“多室模型”。①单室模型：药物进入机体后，能够迅速、均匀分布到机体各部位，在各组织、器官和体液中处于动态平衡的“均一”状态，可把整个机体看作一个单一的隔室，这种模型称为单室模型。②双室模型：药物进入机体后，能够很快分布进入机体的某些部位，但对另外一些部位则需要一段时间才能完成分布。这样，按药物转运速度可将机体划分为药物分布均匀程度不同的两个隔室，即双室模型。(三)常用的药物动力学参数1.速率常数速率常数是描述药物转运(消除)速度的重要的动力学参数。

2.生物半衰期(t1/2)

生物半衰期是指体内药量或血药浓度消除一半所需要的时间。生物半衰期是衡量一种药物从体内消除速度的参数。3.表观分布容积(V)

表观分布容积是体内药量与血药浓度间关系的一个比例常数，用V表示。V=X/C式中，V-表观分布容积；C-血药浓度。表观分布容积的单位通常以“L”或“L/kg”表示。表观分布容积没有直接的生理意义，所表达的表观意义为：若药物按血药浓度在体内均匀分布时所需体液的容积。其大小反映了药物的分布特性。通常，水溶性或极性大的药物，不易透过毛细血管壁，血药浓度较高，表观分布容积较小；亲脂性药物在血液中浓度较低，表观公布容积通常较大，往往超过体液总体积。对于一个药物来说，表观分布容积是个确定的值。4.体内总清除率(TBCL)

体内总清除率或清除率(clearance)是指单位时间内从机体或器官能清除掉相当于多少体积的体液中的药物。清除率常用Cl表示，单位为：体积*时间-1。5.生物利用度

生物利用度是指药物吸收进入血液循环的程度与速度。生物利用度包括两方面的内容：生物利用程度与生物利用速度。

(1)生物利用程度(EBA)：即药物进入血液循环的多少。可通过血药浓度-时间曲线下的面积表示。

试验制剂与参比制剂的血药浓度-时间曲线下面积(AUC)的比率称为相对生物利用度。当参比制剂是静脉注射剂时，则得到的比率为绝对生物利用度。试验制剂与参比制剂给药剂量相同时，相对生物利用度和绝对生物利用度的计算公式分别为：相对生物利用度F=AUCT/AUCRX%

绝对生物利用度F=AUCT/AUCivX%式中，下标T与R分别代表试验制剂与参比制剂；iv代表静脉注射剂。(2)生物利用速度(RBA)：即药物进入体循环的快慢。生物利用度研究中，常用血药浓度达到峰浓度(Cmax)的时间(tmax)比较制剂中药物吸收的快慢。(3)生物利用度的评价指标：制剂的生物利用度应该用Cmax、tmax和AUC三个指标全面评价。血药浓度-时间曲线上的峰浓度(Cmax)是与治疗效果及毒性水平有关的重要参数，若Cmax低于有效治疗浓度，则治疗无效，若Cmax超过最小中毒浓度，则能导致中毒。6.生物等效性

生物等效性是指含有相同活性物质的两种药品药剂学等效或药剂学可替代，并且它们在相同摩尔剂量下给药后，生物利用度(速度和程度)落在预定的可接受限度内，即两种制剂具有相似的安全性和有效性。

对药物动力学主要参数(如AUC、Cmax)进行统计分析，可做出生物等效性评价。生物等效性评价进行统计分析时，先将数据做对数转换，采用方差分析法考察药动学参数，将方差分析模型获得的对数坐标上制剂间差异的置信区间进行转换，从而获得原坐标上期望的置信区间。普通剂型单剂量给药测定的生物等效性试验中，对于参数AUCo-t)[有时为AUC(0-72h)]和Cmax，参比和受试药物几何均值比的90%置信区间应落在接受范围80.00%-.00%之内；对于治疗指数窄的药物，AUC的可接受区间缩窄为90.00%-.11%，在Cmax对安全性、药效或药物浓度检测特别重要的情况下，Cmax的接受限度也应为90.00%-.11%；对于高变异性药物，若认为Cmax差异较大不影响临床且临床有充分理由的，Cmax接受范围则可放宽在69.84%-.19%内。(四)中药药理、毒理作用特点中药药理学与中药毒理学已成为中医药学与现代医药学结合的关键和沟通的桥梁，无论在中医药基础理论研究、中药药性和功效的现代诠释、中药质量评价或是中药新药创制等中药现代化进程中发挥着十分重要作用，对临床遣药组方具有重要指导价值。1.中药药理学

中药药理学是在中医药理论指导下，运用现代科学技术方法，研究中药与机体相互作用、作用规律及药效物质基础的科学。其特点是既要遵循中医药理论，又要结合现代医学知识，为阐述中药功效提供客观依据，为合理遣药组方提供可靠的佐证。(1)中药药理作用的特点①中药药理作用与功效的一致性与差异性:中药药理作用与中药功效往往具有一致性。解表药的发散表邪之功效与其发汗、解热、抗病原微生物、抗炎、镇痛作用相联系，是其解除表证(多见于上呼吸道感染)的药理学依据；祛风湿药的抗炎、镇痛作用与其祛风、散寒、除湿功效相关，是治疗痹证(多见于风湿性关节炎或类风湿关节炎)的药理学依据；活血化瘀药具有改善血液流变学、改善血流动力学、改善微循环、抗血栓的药理作用，此作用是其活血化瘀之功效的体现，是治疗血瘀证(多见于心脑血管疾病)的药理学依据。中药药理作用与中药功效之间亦存在差异性。葛根具有抗心肌缺血、抗心律失常、降血压、改善脑循环、增强学习记忆等作用，与其解肌退热、除烦止渴功效无明显相关性，此作用是近年来药理研究的新发现。黄连的主要功效是清热燥湿、泻火解毒，除抗病原体、抗毒素、解热、抗炎、抗肿瘤作用与功效密切相关外，其他药理作用如抗心律失常、降血压、抑制血小板聚集、抗心肌缺血等是现代对黄连作用的新认识。五味子的保肝作用。积实和青皮静脉给药的升压、抗休克作用，都是对中药功效拓展的体现形式。②中药药理作用的多样性：中药的多成分性决定了其作用的多样性。人参含有皂苷、多糖、挥发油、氨基酸、多肽、有机酸等，功效为大补元气、益气固脱、补脾益肺、生津、安神益智等；现代研究表明其药理作用广泛，有增强免疫功能、改善学习记忆能力、强心、增强肾上腺皮质功能、促进核酸及蛋白质合成、延缓衰老等作用。三七含有皂苷、黄酮、三七氨酸，挥发油、多糖及各种微量元素等，具有止血和抗血栓、抗脑缺血和心肌缺血、降血压、抗心律失常、增强免疫功能、调节代谢等多种作用。茯苓含有多糖、茯苓素等成分，其中茯苓多糖体(茯苓多糖、羧甲基茯苓多糖、羟乙基茯苓多糖)具有增强免疫功能作用；茯苓能拮抗醛固酮活性，发挥利尿作用；茯苓多糖体及茯苓素均有抗肿瘤作用。③中药药理作用的双向性：有些中药可随机体状态而产生两种相反的药理作用，即中药作用的双向性。人参具有兴奋和抑制中枢作用，其所含的皂苷就有Ra1、Rb1、Rc、Rd、Rg1、Re、Rf、Rh1、Ro等20多种，其中Rg类有中枢兴奋作用，而Rb类则有中枢抑制作用。人参还具有调节血糖的作用，对糖尿病动物的高血糖有降低作用，而对注射胰岛素诱发的血糖降低则有回升作用，主要成分与人参皂苷、人参多糖、人参多肽有关。

麝香对中枢神经系统的作用也表现双向性，对处于抑制状态的中枢有明显的兴奋作用，对处于兴奋状态的中枢则起抑制作用，麝香酮是其活性成分。

甘草对免疫功能也表现出双向性，对低下的免疫功能有增强作用，对异常的免疫反应又有抑制作用。

枳实、厚朴对痉挛状态的胃肠平滑肌有松弛作用，而对松弛状态的胃肠平滑肌有兴奋作用。

当归具有调节子宫平滑肌的作用，其挥发油对子宫平滑肌收缩有对抗作用，而水溶性及醇溶性的是非挥发性成分则呈兴奋作用。

④中药量效关系的复杂性

一般而言，剂量在一定范围内，药理效应将附着剂量的增加而作用加强。在临床上中药按此原则进行用药，即重病用重药（加量）。但在进行中药药理研究时，常常会出现量-效关系的不一致性，如中、低剂量有效，高剂量无效；或高、低剂量有效，中剂量无效。

如栀子苷中剂量能延长热刺激小鼠痛觉反应时间，高、低剂量却无效；栀子苷高、低剂量能减少醋酸引起的小鼠扭体次数，中剂量却无效；栀子苷中，低剂量能抑制小鼠耳肿胀，高剂量却无效。人参水提物低剂量能降除低血清甘油三酯，中、高剂量组不时显。巴戟天醇提物对骨髓基质细胞增殖的促进作用以中剂量最明显、高剂量次之。

上述中药药理作用特点的形成，其主要原因与中药成分复杂、进入人体后各种有效成分的相互作用、作用的多靶点现象以及系统或组织器官的功能状态等密切相关。

(2)中药药理研究为中药临床应用提供科学依据

①中药药理学研究为中药功效提供科学依据：如解表类中药麻黄，具有发汗解表、宣肺平喘、利水消肿的作用。药理研究表明，麻黄水溶性提取物、麻黄挥发油、麻黄碱、L-甲基麻黄碱等均有发汗作用；麻黄碱、伪麻黄碱、麻黄挥发油是其平喘的有效成分，可兴奋支气管平滑肌的β受体，使平滑肌松弛；尚可直接兴奋支气管黏膜血管平滑肌的a受体，减轻支气管黏膜水肿；还可促进肾上腺素能神经末梢和肾上腺髓质嗜铬细胞释放递质而间接发挥拟肾上腺素作用；也可阻止过敏介质释放，从而具有平喘作用，为麻黄临床用于感冒发热，咳嗽气喘提供了科学依据。

②中药药理学研究为辨病辨证论治提供依据：辨证论治是中医认识疾病和处理疾病的基本原则。在中医药理论指导下，把中医辨证与现代医学辨病理论相结合，明显提高临床疗效。如中医治疗眩晕证，若属于高血压患者，在遣药方中，首选平肝潜阳的中药，如天麻、钩藤、罗布麻、杜仲、桑寄生等组成方剂，更具有针对性和优越性。此外，2型糖尿病可以出现诸多并发症，如糖尿病心病，可配合选择丹参、川芎、红花、降香、三七等活血化瘀、扩冠止痛的药物。③中药药理学研究为中医辨证论治加特效药提供依据：如红曲具有抑制胆固醇合成，影响体内胆固醇和甘油三酯的代谢，抑制动脉粥样硬化及脂质在肝脏沉积的作用，功效与他汀类药物相似，但无明显的肝脏损害作用，因此，在中医治疗痰浊瘀阻型高脂血症的遣药组方过程中，红曲可作为必选中药。再如湿热瘀阻型肝炎患者的治疗中，五味子也是必选中药之一，因为其所含的五味子素具有降低转氨酶的作用。

此外，中药药理学研究还能为临床用药宜忌提供参考，如麝香、红花、蒲黄等能兴奋子宫，孕期均应避免服用；小剂量麝香对中枢神经系统具有兴奋作用，大剂量则抑制，对麝香用于开窍醒神的剂量提供借鉴和印证。2.中药毒理学

中药毒理学是在传统中医药理论指导下，由中药学、毒理学和毒代动力学等多学科交叉而成的学科。对有毒中药的毒理研究，主要阐明中药的毒性作用机制，用药剂量，有毒成分的含量及限量测定等，并规定出大毒、小毒及有毒中药的LD5O或最大给药量的范围等，确定每种有毒中药的主要毒性成分及次要成分，以及这些物质在体内可能的存在状态和作用靶点，以指导临床合理使用中药。同时，搞清中药中毒的机制，明确中毒诊断，确定合理的解救措施，从而保证安全用药。

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