生物色谱法在中药研究中的应用进展

文星星，沈 萍，张 涛，李诗卉，申 童，谭胜国

湖南生物机电职业技术学院，湖南 长沙，412000

中药研究非常关注中药的效应与物质基础，这也是实现中药现代化要解决的关键问题。目前，通过应用高效液相色谱、紫外和红外光谱及质谱等现代检测技术，我们能够分离并分析中药中的各种成分。同时，结合药理学实验，我们可以深入研究中药中的活性成分，以进一步揭示中药的作用机制，这也是目前研究中药活性成分的基本方法。然而，获取可用于常规药理效应研究的化合物并不容易。因此，引入生物色谱法，即将色谱分离与分子生物技术相结合，为中药活性成分的筛选、分离分析及其作用机理的研究提供了新的思路与方法，尤其对中药活性成分的筛选具有重要意义，为中药现代化进程提供了强有力的支持[1]。

1 基本原理和分类

1.1 生物色谱法基本原理

生物色谱法是基于生命科学和色谱技术交叉融合的一种新技术，出现于20 世纪80年代中后期。该技术采用活性生物大分子、生物膜或仿生生物膜、活细胞作为生物活性填料，并将其固定在液相色谱载体上，用于分离和分析药物活性成分。这种系统可以模拟药物中的活性成分与生物大分子、靶标或细胞之间的相互作用，可以应用于活性成分的筛选与分离及药物中活性成分作用机制的研究。生物色谱法具有独特的优点，展现出光明的发展前景。

1.2 生物色谱法分类

根据固定相的不同，生物色谱法可分为分子生物色谱法、生物膜或仿生生物膜色谱法和细胞生物色谱法等类别。其核心技术为将活性生物大分子或脂筏、生物膜或仿生生物膜、活细胞等作为生物活性填料，并使其与色谱载体结合作为固定相[1-2]。

2 在中药研究中的应用

2.1 分子生物色谱法在中药研究中的应用

分子生物色谱法是基于生物大分子特异性识别原理的一种生物色谱技术，主要用于分离和分析中药及其复方中具有活性的化合物。该技术将酶、受体、DNA 及血浆转运蛋白等作为配基来研究药物活性成分与配基之间的相互作用。自20 世纪90年代初起，分子生物色谱法就开始被应用于药物活性成分与生物大分子之间相互作用的研究。其中，常见的生物大分子包括血浆蛋白、人血清白蛋白、α1-酸性糖蛋白、酶和黑色素等[3]。在技术发展方面，分子生物色谱法与核磁共振技术、质谱技术等相结合建立了一体化系统，可以提供结构信息，实现活性成分的筛选、分离分析与结构鉴定的一体化。

分子生物色谱法是一种高效且具有强特异性的分离筛选方法，在中药活性成分的筛选中得到了广泛应用。王序等[4]从现代分子生物学出发，首次全面探索了分子生物色谱技术在中药活性成分研究中的应用。其采用多种酶和受体、补体系统等对常用的150 种中药中的400 多种提取物进行了生物活性筛选，找到了许多新的模式化合物，不仅为中药作用机理的研究提供了新思路，也推动了中药现代化进程。随后，孔亮等[5]以人血清蛋白等大分子为固定相构建了分子生物色谱体系，对当归、川芎等中药中的活性成分进行了筛选，并建立了对当归中的阿魏酸和藁本内酯的定量分析方法，推动了分子生物色谱技术的发展。潘再法等[6]以牛血清蛋白作为固定相构建了生物色谱体系，进一步研究了当归中的活性成分。尚丛珊[7]等建立了β2-AR 色谱模型，并应用该模型初步验证了黄芩等药物中的活性成分，发现黄芩等中药中含有能够与β2-AR 发生作用的活性成分，从而论证了受体作为固定相在中药活性成分筛选中的作用。此外，利用脂筏，即细胞膜结构中的特殊脂质或蛋白区域作为固定相配基的脂筏色谱也成为了研究热点，尤其是多靶标的脂筏色谱在抗肿瘤药物活性成分筛选中得到了广泛应用。余江南教授组的屈睿博士构建了多靶点的脂筏亲和色谱，并对北葶苈子中的抗肿瘤活性部分进行了提取分离，分析了其抗肿瘤活性和作用机理，实现了对中药中活性成分的多靶点高效分析[8]。

2.2 生物膜色谱法在中药研究中的应用

生物膜色谱法是指以活性细胞膜为固定相的生物色谱技术。目前，常用的细胞种类包括血管内皮细胞、肝细胞、心肌细胞、红细胞、血小板、胰岛β-细胞等，具有特异性、多靶标性、将分离和筛选相结合及适用于大规模药物筛选的特点，对中药研究具有重要意义。

贺浪冲教授首次提出了细胞膜色谱的理念，他用吸附法将活性细胞膜固定在硅胶表面，同时结合其色谱特性引入了细胞膜生物色谱法[9]，并将其广泛应用于中药研究。其课题组的赵惠如等[10]采用细胞膜色谱技术对当归中的有效成分进行了筛选，并结合薄层色谱法分离，通过离体药理实验证明了这些成分能够对血管细胞膜及膜受体发挥作用。赵小娟等[11]利用细胞膜色谱法确定了淫羊藿根中能够与血管细胞膜及膜受体相互作用的活性成分，并进一步与淫羊藿叶进行比较，发现这两种活性成分在淫羊藿的叶部并不存在，为淫羊藿根的开发利用和定性定量分析提供了实验依据。这些研究表明细胞膜色谱法在中药研究中具有重要作用。

此外，利用脂质体等结构模拟生物膜结构的仿生生物膜色谱技术也广泛应用于酶、蛋白质等活性成分的分离。董倩倩等[12]将仿生物膜色谱技术与质谱等技术联用对丹参水提液中的活性成分进行了分析和鉴定，结果发现丹参水提液中有8 个成分与模拟生物膜存在明显的相互作用。柴心怡[13]建立了基于膜受体的NKG2A 整体柱生物色谱分析新方法，并利用阳性药和阴性药对该方法的有效性进行了考察，结果证明NKG2A-脂质体-整体柱上的NKG2A受体具有特异性识别配体的活性，柱有效性符合要求，并筛选出黄酮类化合物中的主要活性成分为黄芩苷和汉黄芩苷，为膜受体靶向药物的精准筛选提供了全新的思路和技术。此外，有报道表明，将仿生物膜色谱法与其他生物色谱技术结合在中药研究中也发挥了重要的作用[14]。

2.3 细胞生物色谱法在中药研究中的应用

细胞生物色谱法是采用人或动物的活细胞、植物的细胞或细胞壁为固定相，利用动物活细胞的特异性结合能力或植物细胞中细胞壁的选择通透性来实现目标化合物的分离与富集的一种生物色谱技术。

吴祥瑞等[15]以肝细胞为固定相构建了细胞生物色谱系统，通过筛选中药中作用多靶点的活性成分对茵陈蒿汤中的活性成分进行筛选，通过分离和提取得到了其中能够与肝细胞特异性结合的活性成分，并确认了其保肝效应，初步探索了其作用机理。洪敏等[16]建立了肝细胞固相萃取高效液相色谱分析模型，并采用该模型对栀子中的保肝活性成分进行筛选分析，成功筛选出其中的活性成分——栀子苷，该成分已被证实对多种肝损伤具有良好的保护作用，是栀子中的主要有效成分。这证实了通过该方法筛选得到的保留成分与其药效之间具有显著相关性，可用于中药这种复杂体系的物质基础的分析研究。

3 总结与展望

生物色谱法是一种用于分离和分析活性成分的技术，具有特异性高、多靶标、筛选过程快速简单、重复性较好等优点。它在中药活性成分的筛选、分离与分析、指纹图谱分析和质量标准制定等方面有着广泛的应用。相比于传统的分离和药效筛选方法，生物色谱法能够将活性成分的分离和筛选结合在一起，不仅减少了分离和药效筛选的分离，还能消除无活性成分的干扰，缩小活性成分的筛选范围。

然而，生物色谱技术在应用中也存在一些问题。例如，生物色谱柱的寿命普遍较短且尚未实现商品化，尤其是用于特异性活性筛选的色谱柱，需要自己制备具有专一属性的生物色谱柱。同时，在应用过程中需要摸索其用于分离和分析的稳定条件，这对实验室条件及操作者的专业技术要求较高，因此对该技术进行推广和使用较为困难。此外，生物色谱技术仅应用于体外研究，不能完全模拟体内的复杂环境，因此不能代替对药效成分在体内的作用的研究。

未来，随着技术问题的解决和研究的深入，生物色谱技术在中药领域将发挥重要作用，推动中药现代化发展。此外，生物色谱技术在药动学、药效学、药物毒性和新药开发等领域也有广泛应用。