GC-MS技術在中藥譜效關系研究中的應用進展*

曹 富，徐 寧，劉慧娟

(安慶醫藥高等專科學校 藥學院,安徽 安慶 246052)

中藥是以中醫藥理論為指導，有著獨特的理論體系和應用形式，用于預防和治療疾病并具有康復與保健作用的天然藥物及其加工代用品。中藥化學成分的復雜性及其作用與機體的多靶點性構成了中藥功效的多樣性，檢測其中任何一種化學成分都不能準確反映它的整體療效[1]。而中藥指紋圖譜具有整體性和模糊性[2]，通過對已知成分和未知成分的分析，能最大程度地反映中藥復雜混合體系中所含化學成分的種類和含量，進而對中藥質量進行整體描述和評價，逐漸成為國內外廣泛接受的一種中藥質量控制模式[3]。隨著HPLC-MS、GC-MS等聯用技術的發展，中藥指紋圖譜技術更趨完善。2002年，李戎首次提出譜效關系理論[4]。通過中藥譜效關系的研究，可以將標示中藥化學物質群特征峰的中藥指紋圖譜與藥效結果相對應，將其中化學成分的變化與中藥藥效結果相聯系，以完整的“譜”表征[5]，從而更合理地控制中藥質量。

1 中藥單味藥譜效關系研究

單味中藥包括中藥材和單味制劑。中藥制劑從藥味組成上分為單味制劑和復方制劑。中藥材是組成中藥制劑的基礎，因此，對單味中藥譜效關系進行研究至關重要。

1.1 抗炎、祛痰、助消化作用譜效關系

臨床常用中藥陳皮具有止咳化痰、理氣和胃等功效[6]，對消化系統、呼吸系統、免疫系統等均有一定的藥理作用。近年來的研究發現，陳皮含有豐富的脂溶性化學成分，但該類成分與藥理作用之間的聯系卻鮮見報道。羅歡等[7]通過超臨界CO2萃取處理了10批陳皮藥材，萃取物建立GC-MS指紋圖譜，采用雙變量相關分析法研究指紋圖譜與化痰、抗炎和助消化藥理作用的譜效關系，表明陳皮脂溶性成分中10個化合物與化痰作用顯著相關，14個化合物與抗炎作用相關，2個化合物與助消化作用相關，初步揭示了陳皮 SFE-CO2萃取物發揮抗炎、祛痰、助消化作用的物質基礎。

1.2 抗氧化作用譜效關系

當歸的藥用部位為根，莖葉一般都會作為非藥用部位被除去。邢冬梅等[8]研究發現，當歸的莖葉中含有多種揮發油成分。據文獻報道，當歸揮發油具有抗氧化活性[9]。為進一步研究當歸揮發油成分與抗氧化活性之間的關系，該課題組利用GC-MS建立了10批當歸藥材指紋圖譜，用清除DPPH、ABTS 自由基的能力來評價抗氧化活性，通過分析不同批次色譜峰數值與抗氧化藥效的關聯度高低來判斷化合物對藥效的貢獻程度，從而合理篩選出當歸揮發油抗氧化作用的藥效成分。許俊潔等[10]建立15批次神農香菊揮發油GC-MS指紋圖譜，采用灰色關聯度分析法研究揮發油抗氧化譜效關系，揭示了各特征峰抗氧化藥效的大小，為神農香菊抗氧化作用物質基礎的研究奠定了基礎。許平翠等[11]收集不同產地的15批白術飲片，提取揮發油成分，建立了GC-MS指紋圖譜，用清除DPPH自由基和Fe3+還原/抗氧化能力法測定揮發油的抗氧化能力，通過譜-效相關數據分析，明確了白術抗氧化活性的物質基礎為蒼術酮成分。

1.3 抗腫瘤譜效關系

中藥藥效作用的發揮往往是通過有效成分群體的共同作用。曾建紅[12]在研究廣西莪術油抗腫瘤作用上，采用GC-MS建立了莪術油指紋圖譜，設計對鼻咽癌細胞的增殖抑制作用的藥效學試驗，結合灰色關聯度分析，探討了廣西莪術油的譜效關系。通過研究確定了“有效成分群”指紋特征對藥效貢獻的大小，從整體上把握中藥“有效成分群”之間的協同作用。林坤河等[13]采用水蒸氣蒸餾法提取郁金的揮發油成分，并設計正交試驗優化提取工藝，建立了揮發油成分的GC-MS指紋圖譜，采用 CCK-8 技術研究桂郁金油的抗腫瘤活性，通過譜效關系的研究闡明桂郁金油抗腫瘤活性的物質基礎。張壯麗等[14]采集13批不同產地的魚腥草，采用GC-MS技術建立了揮發油類成分指紋圖譜，通過 MTT 實驗研究揮發油對淋巴瘤細胞的抑制率。結果表明，魚腥草發揮抗腫瘤藥效作用是多種揮發油類成分共同作用的結果，進一步驗證了中藥藥效的發揮是多成分之間的整體作用決定的。

1.4 抗病毒作用譜效關系

黃精具有抗病毒、抗菌、抗衰老、抗腫瘤等活性[15]，含有多糖、甾體皂苷、蒽醌等多種化學成分[16]，但是對各成分與藥理作用之間的關聯性研究較少。譚小青等[17]采用GC-MS法建立黃精指紋圖譜，通過 SPSS 軟件得到指紋圖譜特征峰的峰面積與生物效價值之間的相關性，從而篩選出與黃精藥材的抗病毒活性的相關系數高的化合物，得出黃精抗病毒作用的物質基礎。

1.5 鎮痛作用譜效關系

李生茂等[18]為研究砂仁鎮痛藥效作用與揮發油類成分物質基礎的整體性，通過采集不同產地陽春砂，建立了18批陽春砂成熟果實砂仁的GC-MS指紋圖譜，設計醋酸致小鼠扭體實驗研究其鎮痛作用，并采用灰色關聯度分析了指紋圖譜共有色譜峰與鎮痛活性之間的關系。實驗表明，砂仁發揮鎮痛作用是多組分聯合效應的結果。

2 中藥復方譜效關系研究

隨著現代分析技術的快速發展和各組統計分析方法的日趨成熟，譜效關系研究方法逐漸從單味藥藥效物質基礎研究逐漸擴展到中藥復方藥效物質基礎研究。由于復方中藥一般是藥味組成多、藥效成分復雜、作用機制不清，只針對一、二個化學成分，研究和表征藥理活性物質基礎有很大難度，難以真正控制中藥藥效，因此從“譜效關系”角度闡明復方藥效物質基礎為中藥復方的研究提供了一條新思路[19]。

2.1 促胃動力作用譜效關系

氣滯胃痛顆粒具有舒肝理氣、和胃止痛的作用，2020年版《中華人民共和國藥典》制法項目中包含枳殼、醋香附揮發油的提取過程[6]，揮發油是氣滯胃痛顆粒促胃腸動力的主要藥效組分[20-21]。楊欣欣等[22]配制不同配伍組的氣滯胃痛顆粒，建立了揮發油類成分GC-MS指紋圖譜，將指紋圖譜共有峰與體內藥效實驗進行關聯，通過譜效關系闡明了氣滯胃痛顆粒促胃動力的藥效單體成分，解決了企業在生產中采購藥材及基于藥效復方質量控制的實際問題。

2.2 抗抑郁作用譜效關系

賈廣成等[23]通過體外藥效實驗篩選出逍遙散抗抑郁作用的主要有效部位，建立了有效部位GC-MS指紋圖譜，為進一步確認各部位對抗抑郁作用的影響大小，設計了FST小鼠強迫游泳實驗、TST小鼠懸尾實驗、OFT小鼠自主活動實驗等多種藥效實驗，明確藥效指標數據，再通過相關數據分析研究與逍遙散抗抑郁作用關系密切的化學成分，闡明了逍遙散發揮抗抑郁作用的物質基礎。

2.3 抗炎作用譜效關系

中藥復方制劑銀翹散中含有多種揮發性成分，因此在湯劑煎煮過程中為防止成分流失需后下煎煮。為了研究后下時間對抗炎活性的影響，束雅春等[24]通過蛋清致大鼠足腫脹模型以測定大鼠足跖腫脹度、腫脹抑制率及PGE2，建立了不同后下時間銀翹散GC-MS指紋圖譜，研究譜效相關性。通過數據分析發現，對-甲基環已酮等揮發性成分應是銀翹散煎劑中具有明顯抗炎作用的活性部位，是治療炎癥疾病不可缺少的物質基礎。

2.4 抗氧化保肝作用譜效關系

三味干姜散為一種處方藏藥，具有多種揮發油類成分[25]，用于治療肝臟疾病[26]。為了進一步研究揮發油類成分與抗氧化保肝作用之間的關系，符崖[27]采用水蒸氣蒸餾法提取三味干姜散中揮發油類成分，建立了GC-MS指紋圖譜，結合藥理實驗數據分析，得出三味干姜散抗氧化保肝作用物質基礎。

3 小結與展望

中藥及其制劑均為多組分復雜體系，一直以來對于中藥的質量控制都是一項比較困難的工作。中藥指紋圖譜的建立，能夠較為全面地反映中藥及其制劑中所含的各類化學成分，從而進一步對中藥質量進行整體描述和評價。在建立指紋圖譜的基礎上，如果進一步開展藥效學研究，將譜-效結合進行分析，能夠更全面地反映中藥所含成分與藥效之間的關系，對于闡明中藥作用機理有著重大意義。氣相色譜法-質譜法聯用是一種結合氣相色譜和質譜的特性，分析試樣中不同物質的方法[28]，具有檢測靈敏度高、分離效能好的特點，在揮發油、糖類、生物堿、脂肪酸等化合物分析方面均有應用。通過GC-MS指紋圖譜與藥效學相結合，對于提高中藥質量，促進中藥現代化具有重要意義。但是中藥本身就是一個復雜的體系，各類化成分之間相互影響，尤其是中藥復方制劑，由多味藥組成，每一種單味藥都具有復雜的化學體系，再將多種單味藥組成復方制劑，可想而知，其內在體系更為復雜，并且有些物質之間的相互作用還無法闡明，其質量控制上還存在諸多的困難。因此，中藥譜效關系的研究還須進一步深化。