基于小鼠超微弱发光的中药药性研究初探*

周宝宸，杨美娜，庞靖祥，张玉风，韩金祥△

(1. 济南大学 山东省医学科学院 医学与生命科学学院，山东 济南 250020；2.山东省医学科学院 医药生物技术研究中心，山东 济南 250062)

1 引 言

中药药性理论是中医药基础理论的核心之一，狭义的中药药性是指寒、热、温、凉四性，而中医在遣方用药时运用的中药药性，正是中药寒、热、温、凉的四种偏性，即是“以偏纠偏”。在现代中药药性研究中的思路与方法虽然能在一定程度上区分中药的四性，但是中医侧重于整体论，西医则以还原论为主导，大多数利用现代科学探索中药四性理论的研究都脱离了中医基础理论的整体观念。

超微弱生物光子辐射(ultra-weak photon emission,UPE)，即机体的电磁辐射(量子)是生命运动的过程中最根本的物质相互作用产生的现象，是生物分子一种微观能级的改变，理解为生物分子高能态和低能态的相互跃迁[1]，是生物有机体的一个固有功能，是生命现象之本质属性[2]。生物光子起源于生命物质中多模光子辐射与集体生物分子之间的一种相干非线性相互作用[3]。大量实验结果表明，生物光子辐射可以反映生物系统内部的微观信息及外界环境的微弱变化，且具有很高的灵敏度[4]和整体性。本研究利用栅藻作为生物指示剂的方法发现K值[5-6]可以表征中药的寒热药性，在此基础上，利用生物光子的相干性，通过对小鼠进行中药灌胃并进行自发发光检测，研究中药药性，探索最优实验条件，为基于小鼠中药灌胃方法研究中药药性奠定基础。

2 实验材料

KM小鼠：35～40 g成年KM小鼠，购自济南朋悦实验动物有限公司，使用实验鼠维持饲料，厂家：江苏省协同医药生物工程有限责任公司。

主要仪器设备：9235QA型光电倍增管(英国ET Enterprises公司)，PM20SP型光电倍增管高压电源(Sens-Tech公司)，C9744光子计数器(日本滨松公司HAMAMATSU)，PCI-e6320计数器卡(美国National Instruments公司)，超净工作台，尚朋堂电陶炉，康舒砂锅，ACCULAB电子天平，烧杯，250 mL量筒，50 mL离心管，灌胃针，1 mL注射器。

3 实验方法

3.1 中药煎煮液制备[7]

用电子天平秤取中药20 g，取400 mL水，与秤取好的中药共同置于砂锅中，浸泡2 h后用电陶炉加热，火力2000，煮沸后调整火力到800，煎煮15 min，六层纱布滤出药液待用，再取400 mL水倒入锅中重复上述煎煮步骤，合并两次药液，去滓、再煎至药液剩余50 mL，终药浓度为0.4 g/mL。

3.2 基于栅藻指示剂法中药药性K值测定

本研究选用热性药当归与寒性药黄芩两味药进行初步研究。在使用栅藻为生物指示剂[5-6]的中药药性研究方法中，对两味药进行K值测定，重复3次，通过顾参数[8]拟合所得方程(见表1)及K值(见图1)。

表1中，测得当归的三次重复测定K值分别为9.083、10.624、9.5479，黄芩三次重复测定K值分别为1.8653、1.8918、2.9718，且两味药三次重复测定的结果较稳定。图1中当归与黄芩两味药三次重复测量的药性K值存在统计学差异，K值可将热性药当归与寒性药黄芩明显的区分出来。

表1基于栅藻生物指示剂法的当归与黄芩顾参数拟合方程

Table1TheAngelicaandScutellariaGu-parameterfittingequationbasedonbiologicalindicatorofscenedesmus

药品 当归 黄芩K1 y=9.083x+725.39R2=0.9891 y=1.8653x+472.72R2=0.9292 K2 y=10.624x+659.9R2=0.9888 y=1.8918x+1200.9R2=0.9802K3 y=9.5479x+702.15R2=0.9841 y=2.9718x+1170.4R2=0.9836

图1当归与黄芩三次重复测量K值

Fig1TheKvaluewasmeasuredrepeatedlyinthe

AngelicaandScutellaria

3.3 中药灌胃小鼠16 d连续检测

3.3.1实验条件 35～40 g成年小鼠，分笼喂养，每笼8只，适应环境5 d后进行灌胃及测量，剃腹部与背部被毛，中药煎煮液药物浓度0.4 g/mL，灌胃剂量0.1 mL/10 g(小鼠体重)，qd，每只小鼠测量前30 min灌胃。麻醉浓度及剂量为2%戊巴比妥钠，0.025 mL/10 g(小鼠体重)，每只小鼠测量前5 min进行麻醉。

参数设置：PM20SP型光电倍增管高压电源设置数值：左726 V、右846 V；(1)Measurement time(s):1 s；Measurement points:300 ；(2)Measurement time(s):0.05 s；Measurement points:6000，腹部与背部测量时参数设置相同。

测量时要求室温恒定为20℃，遮盖黑色洞巾，暗室操作，减少光照及延迟发光对实验结果的影响。设置当归组、黄芩组、空白组三组，连续测量16 d，统计分析后比较三组测量值。

3.3.2数据处理分析 对测量间隔时间0.05 s，测量点6000的数值进行处理,去除测量过程中由于仪器及环境因素所产生的异常值后，计算其平均值M，生物自发发光平均强度C=M×20-bg，即平均值乘20得出每秒的UPE平均强度，再减去20次检测背景噪声的平均值，即是本次测量的自发发光平均强度。将通过计算获得的腹部UPE平均强度除以背部UPE平均强度，得到腹背自发发光平均强度比值，然后使用SPSS 19.0对各组之间腹背每秒UPE强度进行t-检验。

4 结果与讨论

4.1 腹部与背部自发发光平均强度

根据3.3.2中计算所得三组腹部与背部UPE强度(见图2、图3、图4、图5)的结果，我们对当归组与空白组、黄芩组与空白组的腹部UPE强度与背部UPE强度进行比较，可以看出，当归组与空白组、黄芩组与空白组腹部与背部UPE强度随检测天数的增加均出现逐渐增高的趋势，而这一趋势与小鼠的体重的增加有关，但相同检测天数的当归组与空白组、黄芩组与空白组UPE强度之间无统计学差异，这正说明了生物发光所表述的是生命体的整体状态[9-10]，它携带着大量的生物学信息，包括体重、体温、饥饱度、劳累度、情志、及其他小鼠自身或者仪器稳定性等因素影响，而这些微量因素的共同作用造成了小鼠整体状态的改变，在生物光子测量中反映在UPE强度的变化，所以灌胃的强条件刺激这单一变量所造成的影响则被其他影响因素的叠加所湮灭。

图2当归组与空白组腹部自发发光强度随灌胃天数变化

Fig2TheSPIoftheabdomenofAngelicagroupandblankgroupwaschangedwiththenumberofdays

图3当归组与空白组背部自发发光强度随灌胃天数变化

Fig3TheSPIofthebackofAngelicagroupandblankgroupchangedwiththenumberofdays

图4黄芩组与空白组腹部自发发光强度随灌胃天数变化

Fig4TheSPIoftheabdomenofScutellariagroupandblankgroupwaschangedwiththenumberofdays

图5黄芩组与空白组腹部自发发光强度随灌胃天数变化

Fig5TheSPIofthebackofScutellariagroupandblankgroupchangedwiththenumberofdays

4.2 中药灌胃小鼠腹背自发发光强度比值与最佳检测时间

为了凸显灌胃单一影响因素的作用及结果，我们利用小鼠腹部UPE强度与背部UPE强度的比值的数据处理方法来消除灌胃以外的其他因素的影响，包括小鼠自身及仪器稳定性的影响，结果见图6、图7。

图6为当归组与空白组连续检测16 d腹部与背部UPE强度比值变化，可知当归组与空白组腹背UPE强度比值相比，当归组腹背UPE强度比值有升高的趋势，并且在第1 d到第4 d间断产生统计学差异，在第5 d到第11 d当归组与空白组腹背UPE强度比值之间的统计学差异持续存在，在第12 d至第16 d内，两组比值之间未测及差异产生。这说明当归组小鼠在第5 d至第11 d内通过当归中药煎煮液灌胃的腹背UPE强度的比值与空白组存在统计学差异，同样说明第5 d至第11 d是使用当归中药煎煮液灌胃小鼠产生效果最稳定的时间和在3.3.1中的实验条件下进行自发发光检测最佳的时间。

图7是黄芩组与空白组连续检测16 d腹部与背部UPE强度的比值变化，从图中我们可以看出黄芩组与空白组腹背UPE强度比值相比较，黄芩组腹背UPE强度比值有降低的趋势，两组UPE强度的比值之间在第2 d到第10 d内所产生的统计学差异持续存在，在第11 d至第16 d内，两组比值之间的统计学差异只在第12 d与第15 d时出现，其余时间均未出现统计学差异。这说明黄芩组小鼠在第2 d至第10 d内通过黄芩中药煎煮液灌胃的腹背UPE强度的比值与空白组存在统计学差异，这也表明这段时间是使用黄芩中药煎煮液灌胃小鼠产生效果最稳定的时间和在3.3.1中的实验条件下进行自发发光检测最佳的时间。

由于不同中药所具有的药性的差别，灌胃后中药煎煮液作用于小鼠的效果强弱不同，在3.3.1的实验条件下我们所进行的灌胃小鼠超微弱发光的检测中，虽然在灌胃的第1 d均开始表现出变化，并且热性药(当归)的比值相较空白组的比值升高，寒性药(黄芩)的比值相较空白组的比值降低，但其产生统计学差异的灌胃时间不尽相同。综上，无论热性药或者寒性药，在上述实验条件下使用中药煎煮液对小鼠灌胃的第5 d到第10 d之间，可以作为基于小鼠超微弱发光的中药药性研究实验检测的最佳时间。

图6当归组与空白组连续检16d腹部与背部自发发光强度比值,A-P

Fig6TheratioofSPIoftheabdomenandbackfor16daysintheAngelicagroupandtheblankgroup,A-P

图7黄芩组与空白组连续检测16天腹部与背部自发发光强度比值,A-P

Fig7TheratioofSPIoftheabdomenandbackfor16daysintheScutellariagroupandtheblankgroup,A-P

5 结论

本研究主要探讨基于小鼠超微弱发光的中药药性研究的实验中对于不同寒热药性中药灌胃小鼠在其腹背自发发光比值中所表现出的趋势及差异和产生统计学差异的最佳检测时间，并通过不同药组与空白组腹背自发发光比值所产生的差异来表征不同的中药药性。首先通过基于栅藻生物指示剂法重复测定当归与黄芩的K值，验证了使用栅藻指示剂法的K值来表征中药药性这一种方法的稳定性；然后通过对当归药组灌胃小鼠与空白组小鼠、黄芩药组灌胃小鼠与空白组小鼠腹部与背部UPE强度比值的分析，发现无论热性、寒性药组在灌胃的第一天即开始发生变化，当归组的腹背UPE强度比值相较空白组升高,黄芩组腹背UPE强度比值相较空白组降低；当归组与空白组、黄芩组与空白组出现统计学差异并且这种统计学差异均稳定存在的时间为第5 d和第10 d之间，同时这也是基于小鼠超微弱发光的中药药性研究的实验中对小鼠使用中药煎煮液灌胃后的生物发光行为最佳检测时间。

韩金祥等[11-12]基于生物光子相干理论[13]提出中药药性量子假说，提出机体电磁辐射(量子)可以表征中医之气[14-15]，四气是调节机体电磁辐射量子叠加态的度量，通过检测不同药性中药生物光子辐射行为的差异，可从整体上获得表征中药药性的生物光子量化指标。在此理论的指导下，本研究在探索并优化的基于小鼠超微弱发光的中药药性研究的实验条件的基础上，连续检测16 d当归与黄芩中药煎煮液灌胃后小鼠的生物发光行为，发现其不同中药灌胃组与空白组的腹背UPE强度比值均在第5 d至第10 d存在稳定的统计学差异，并认为此段时间为中药煎煮液灌胃后小鼠生物发光行为的最佳检测时间。当然，这只是基于实验结果的初步结论，还需要大量的实验进行验证，但是这为基于小鼠超微弱发光的中药药性研究的动物实验平台的搭建奠定了基础，为利用生物发光的方法研究中药药性开辟了新道路，为中药药性的研究提供了新的思路。