中药有效部位提取技术与筛选方法应用研究进展

张志轩，崔树婷，朱中博，彭超，吴红彦

1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000； 2.深圳市罗湖区中医院，广东 深圳 518001

中药具有多成分、多靶点、多途径的特点，分离纯化中药有效部位或有效成分，除去其他无效、低效或有毒成分，降低服用剂量，告别中药制剂的粗糙过程已是大势所趋[1]。中药有效部位是其发挥疗效的物质基础，也是其安全有效和质量控制的关键，对揭示中药多组分、多靶点、多途径的特点及中药复方配伍内在规律具有重要意义，中药有效部位的提取与筛选对中药新药研发及指导临床应用有重要影响[2]。本文对中药有效部位研究现状，中药提取、纯化、分离技术及有效部位追踪筛选方法做一综述。

1 提取技术

中药化学成分十分复杂，单味中药往往含生物碱、氨基酸、有机酸、萜类、甾体、糖类等多种化合物，复方中多味药物配伍发挥功效不是简单的化学成分叠加，而且一味药对不同疾病发挥功效的成分不同。因此，有效部位提取方法研究尤为重要，寻找有效且适宜的提取方法是辨识中药活性部位的关键，也是明确中药药效活性成分的关键。

1.1 溶剂提取法

溶剂提取法是传统的中药提取方法。在中药提取分离过程中，由于溶剂的渗透作用，溶剂不断地进入药材组织细胞，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡，使中药有效成分溶出。常用方法为水提取法、有机溶剂提取法、煎煮法、连续提取法。宋莉等[3]采用蒸馏水、70%乙醇、乙酸乙酯、正丁醇等不同极性溶剂对夏枯草活性成分进行分析，发现夏枯草不同溶剂提取物均有抗氧化活性，其中有效部位主要集中在70%乙醇提取物，其总酚和黄酮含量最高，且夏枯草70%乙醇提取具有较高的DPPH·、·OH清除活性和脂质体过氧化抑制活性，夏枯草蒸馏水提取物清除活性最佳。溶剂提取法受提取溶剂性质及提取次数、温度、压力、时间等影响，且有提取周期长、消耗溶剂大、纯度低等缺点。

1.2 超声提取法

超声提取技术是近年来提取中药有效成分的新工艺之一，是利用超声波辐射药物溶液产生的机械效应、热效应、空化效应等，瞬时破坏药材细胞壁，增强溶剂渗透作用，进而增加中药活性成分在溶剂中的溶出，具有提取率高、节省药材与溶剂、提取时间短等优势，适用于绝大多数有效成分的提取[4]。殷明阳等[5]研究发现，超声提取法能提高提取率、缩短提取时间，适用于含多糖类成分较多的中药复方。超声提取法虽具有提取率高的特点，但与中药有效成分状态、极性、溶解性等密切相关，也受超声频率、功率、时间等参数影响，适宜的超声参数与在线测量技术问题有待研究。

1.3 超临界萃取法

超临界萃取法是利用流体在超临界状态黏度接近气体、密度接近液体、扩散系数介于气-液之间的特点，以流体作为溶剂，通过改变温度或压力调节溶质的密度，改变溶质的溶解能力，将有效部位提取出来，对中药不同成分的提取分离具有高选择性。目前常用的流体多为CO2，具有较低的临界度与临界压力、较高的温度和压力灵敏性，常用于中药有效成分提取[6]。王小生等[7]通过CO2超临界萃取法对艾叶进行挥发油提取工艺筛选，发现艾叶有效部位提取条件为萃取压力20 MPa、温度30 ℃及分离压力8 MPa、温度55 ℃，该条件下艾叶挥发油平均提取率为1.443%、桉油精提取量为0.318 mg/g。虽然超临界流体萃取具有很多优势，但对中药提取同样存在局限性，超临界萃取装置价格昂贵，耗能较多，单独使用常不能满足有效成分纯度的要求，且受中药极性、分子量影响较大[8]。

1.4 微波提取法

微波提取是利用微波热效应对药材及有机溶剂进行加热，根据不同物质结构不同、吸收微波能力的差异，进行中药有效成分的溶出，达到提取目的。其提取效率高，操作简单便捷，广泛用于中药提取研究。微波提取经清洗、粉碎、浸泡、微波、分离、浓缩、干燥、粉化后得到提取物[9]，常用于提取黄酮类、苷类、萜类、有机酸、生物碱等中药有效部位。刘丹彤等[10]在提取暖心方（红参、熟附子、薏苡仁、橘红）时采用单因素实验法发现，微波提取有效成分最佳条件为功率1200 W、提取时间40 min、提取次数1次。对比其他提取法，微波提取工艺能缩短提取时间，节省物料成本，且有利于中药复方的提取。但微波提取只适用于对热稳定的有效成分，对于热敏性物质，微波加热可导致其变性失活[11]。所以，在应用微波提取时需要考虑溶剂类型、提取时间、提取温度、含水量、微波功率等因素影响。

1.5 大孔树脂吸附法

大孔吸附树脂通过表面系数、表面电性、形成氢键，选择性吸附中药内有机化合物，具有选择性好、稳定性高、干扰因素少、可循环重复利用等特点，被广泛应用于分离中药中有效部位和有效成分[12]。陈雪枫等[13]采用D101型大孔吸附树脂对九味羌活汤不同溶剂提取物进行分离纯化，以总化合物数量及固形物得率为纯化指标，分别考察上样量、浓度、洗脱浓度等因素对分离纯化效率的影响，结果表明，大孔树脂吸附法分离、纯化九味羌活汤有效部位合理、稳定、可行。刘飞等[14]通过抗病毒实验，筛选佩兰最佳提取方法发现，AB-8弱极性大孔吸附树脂对佩兰的分离纯化效果最佳，其体积分数25%乙醇洗脱部位的T1值可达127.001，是佩兰抑制肠道EV-71病毒的最佳有效部位。但大孔树脂的吸附作用具有选择性，对水溶性成分的分离效果明显，对糖类、色素的吸附作用较弱，在实际应用中有局限性。

1.6 超滤膜分离法

超滤膜分离技术是近年来发展起来的一种高效、节能、无污染分离技术，过程简单，不存在相的转换，能最大限度保持成分稳定，因此在现代中药生产领域广泛应用[15]。刘力等[16]对白芍水提液有效部位进行PVC超滤膜分离研究，通过不同孔径的超滤膜过滤分离白芍水提液，取过滤前后的处理液用高效液相色谱法分析有效成分白芍总苷含量，结果显示，大孔径超滤膜超滤后滤液中白芍总苷含量明显高于原液。

2 有效部位筛选

对于中药活性的传统鉴别手段，主要是形态学、组织学、细胞遗传学和化学方法。但中药有效部位既包含有效成分，又含有未阐明的活性成分[17]，而运用现代技术手段既能确定中药有效部位的药效物质基础，又能明确中药其他部位的药效物质基础[18]。

2.1 基于体内生理功能筛选中药有效部位

有效部位是中药中具有相似化学性质的一大类化合物，而多个有效部位的集合就成为中药药效组分群。由于中药的复杂性及现代研究手段的局限性，目前尚无法全面概括中药的化学成分，而有效部位研究能在一定程度上明确中药发挥药效的物质基础。多指标分析体内代谢及生理功能也是追踪筛选中药有效部位的方法之一。庞汉青等[19]通过测定血瘀模型大鼠血液流变学、凝血功能等指标，发现丹参不同有效部位均能改善血瘀大鼠血液流变学及凝血功能，以丹参总酚酸和丹参总酮联合使用效果最优。

2.2 基于成分敲出技术筛选中药有效部位

中药成分敲出（撤出）技术，即研究中如果去除某一部分或某一味药后对药效影响很大，表明该成分或药味是发挥药效的关键成分；反之，表明该成分或药味可用其他类似药物替代，或与其他组分不产生协同作用。黄伟强等[20]通过动物实验验证葛根抗腹泻组分为葛根素、大豆苷、大豆苷元及3’-羟基葛根素，其有效组分抗腹泻的标准物质与葛根具有等效性，并且发现葛根、葛根有效组分及经方均可有效抑制番泻叶引起的小鼠腹泻频次，同时发现葛根芩连汤组与去葛根芩连汤组疗效无显著差异，表明葛根活性成分与葛根在组方中具有相同作用。

2.3 基于谱-效关系筛选中药有效部位

中药谱-效研究过程是先通过合适的化学分析手段最大程度表征中药的化学信息，将中药指纹图谱中化学信息与体内外药效结果结合起来，采用合适的数据处理技术将“谱”与“效”联系起来，找出与药效活性相关的有效部位或有效部位群，常用于中药物质基础研究[21]。周婷婷[22]通过建立磨盘草正丁醇部位指纹图谱及抗炎效果观察，发现磨盘草正丁醇部位对二甲苯所致小鼠耳廓肿胀及棉球肉芽肿慢性炎症均有明显抑制作用，指纹图谱比较分析显示，正丁醇部位有效成分除来自原药材的原型成分，还来源于小鼠代谢产物与应激刺激。刘小花等[23]将黄芪指纹图谱与小鼠利尿药效相关联进行比较，筛选出黄芪乙酸乙酯部位为有效部位，乙酸乙酯部位利尿作用是其所有化学成分共同作用的结果，且该部位富含中等极性的黄酮类化合物，能显著提高小鼠排尿量，其指纹图谱与利尿作用有一定对应关系。目前，表征化学成分指纹图谱技术存在一定局限性，亟待发展多种先进技术或多技术联用，以期尽量全面表征；药效指标选择应体内外实验相结合；而用于关联谱-效的数理统计方法应依据数据类型合理选择，必要时多种方法相互佐证，以保证结果准确可靠。

2.4 基于体外模型细胞膜亲和色谱筛选中药有效部位

生物色谱技术作为一种新型的技术用于中药活性部位的筛选，主要包括分子生物色谱和细胞膜色谱，是通过药物与大分子蛋白或细胞相互作用，达到分离、纯化和筛选活性的目的。其中细胞膜色谱是近年来中药领域研究的热点，其依据提取物的成分与活性细胞是否具有特异亲和能力而进行药效成分分离和鉴定，亲和力高的成分即药效物质基础。侯晓芳等[24]利用细胞膜色谱法并结合离体药理实验，对四物汤中进行拆方分析，发现川芎醇提后醋酸乙酯萃取部位是川芎发挥药效有效部位，在此基础上建立了以川芎有效部位为基础的高效毛细管色谱指纹图谱分析方法和高效液相色谱指纹图谱分析方法。体外细胞膜色谱法能快速有效地对中药有效部位和活性成分进行初步筛选，为中药高通量筛选提供途径；与分子生物色谱相比，更具有整体性，更能体现中药成分的复杂性。然而，在筛选过程中，活性成分可能与功能性受体及非功能性受体相结合，筛选出的活性成分不能很好代表中药发挥药效的物质基础，需进一步研究。

2.5 基于网络药理学研究中药有效部位

近年来，网络药理学成为中药研究热点，其系统性和整体性为中药活性成分筛选研究提供新思路。网络药理学是在“疾病-基因-靶点-药物”的基础上，采用网络拓扑分析方法预测药物发挥药效的活性成分[25]，常用的网络药理学数据库有 Integrative Pharmacology-based Research Platform of Traditional Chinese Medicine（TCMIP）、Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform（TCMSP）、Traditional Chinese Medicine Database等。其中，TCMSP是Ru等[26]在中药系统药理学框架基础上，建立的中药系统药理数据库与分析平台，将中药活性部位、药物靶点、相关疾病可视化，自动建立中药活性物质、药物靶点和目标疾病的网络分析，为阐明中药靶点网络、发现中药关键活性物质提供了基础，并得到广泛运用。网络药理学利用计算机网络学科的语言，将复杂的生物系统相互作用抽象表达为网络，如何构建符合中药多成分、多靶点的复杂关系仍是研究难点。

2.6 基于功能蛋白质组学技术筛选中药有效部位

活性蛋白组学技术是研究复杂蛋白质组中酶活性的技术，是使用基于活性的化学探针将特定酶的活性形式可视化，确定中药活性成分在细胞内的蛋白质靶点。近年来，越来越多中药活性小分子探针被合成。Dai等[27]通过对黄酮类化合物黄芩苷进行定量化学蛋白质组学分析，合成基于黄芩苷活性的探针，确定肉碱棕榈转移酶1是黄芩苷的关键靶点，而黄芩苷能显著降低脂质累积，有效改善因饮食诱导的肥胖及肝脏脂肪变性相关症状。

2.7 基于肠道菌群技术筛选中药有效部位

近年来，肠道菌群逐渐成为中药活性成分的研究热点。中药通过口服进入消化道，一部分直接通过胃黏膜吸收入血，另一些生物利用度较低的部分未经上消化道吸收，通过小肠到达大肠，与肠道菌群接触并发生相互作用，中药有效部位成分不仅能改变肠道菌群代谢，且被肠道菌群转化或代谢[28]。Yue等[29]通过对模型小鼠粪便样品中细菌16S rRNA进行测序分析，发现不易吸收入血的异喹啉类生物碱小檗碱能参与肠道菌群支链氨基酸的合成与代谢，改善胰岛素抵抗，并且能降低模型小鼠及糖尿病患者血清肠道菌群支链氨基酸水平。由于肠道内活性成分是药物被吸收代谢后进入肠道，加之肠道内容物复杂，因此，肠道菌群中活性物质还需要药效学验证，或联合多组学分析推测代谢物的变化。

3 小结及展望

目前，中药有效部位的复杂性限制其临床应用。主要体现在：①中药是多种不同成分在不同时间段协同作用时发挥药效，具有时-效性；②中药炮制方法不同，其有效成分及功效不同，如生黄连、酒黄连、姜黄连和萸黄连，炮制方法不同，功效也有所不同；③中药经体内代谢、肠道菌群代谢会产生新成分[30]；④具有多方向功效类集的中药往往药材本身所含活性成分含量较低，药效呈量效性，但现代分析检测技术无法全面检测中药有效部位，有些成分可能至今尚未发现，使其作用被忽视，缺乏合理的动物模型用于药效物质基础的筛选[31]。中药有效部位研究是中药现代化开发的有效思路之一，近年来，随着现代科技与计算机技术的不断发展，有效部位的提取分离、纯化技术不断完善，新技术、新设备层出不穷，但如何提高有效部位提取率及环保节能的提取制备法仍是今后研究的方向；其次，尽管中药有效部位追踪筛选技术在不断提升，中药有效部位在新检测技术、多组学分析、多种生物学效应评价等方面也取得进展，但认识到中药是多成分、多靶点、多途径作用于机体，单一检测方法有一定局限性，运用多学科联合筛选方法更能体现中医药的全面观、整体观[31]，也是中药有效部位研究的趋势。