馮彬彬 張建海
摘要當歸是我國傳統中藥之一,其產品質量影響用藥安全性和有效性。綜述當歸性狀及顯微鑒別、成分分析及指紋圖譜等質量標準方面的研究進展,重點闡述當歸主要功能成分揮發油、當歸多糖、阿魏酸、Z-藁本內酯及農藥與重金屬殘留等研究現狀,指出當歸指紋圖譜研究方面有待深入,質量標準也應全面。
關鍵詞當歸;質量標準;指紋圖譜
中圖分類號R282文獻標識碼A
文章編號0517-6611(2019)03-0022-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.007
中藥質量的優劣,主要表現在有效成分或有效性與安全性上,直接影響臨床的療效,因此歷代對其極為重視。目前,《中國藥典》《中藥材生產質量管理規范》《中華人民共和國衛生部藥品標準》(中藥材,第一冊)都對中藥材的質量和規格作了具體的規定。中藥材質量檢測包括內在質量與外在質量的檢測。外在質量的檢測主要包括外觀、性狀、雜質含量及中藥材基原植物的鑒定,內在質量的檢測主要包含活性成分的含量和組成、浸出物的含量、重金屬和農藥殘留的成分分析、衛生學檢查等[1]。當歸是甘肅省的道地藥材,主產于甘肅省岷縣,這種藥材的植物來源為傘形科植物當歸Angelica sinensis(Oliv.)Diels的干燥根。具有調經止痛、補血活血、潤燥滑腸等功效,臨床一般用作婦科疾病的治療,素有“十方九歸”之稱。當歸主治血虛萎黃、眩暈心悸、月經不調、經閉痛經等癥[2],是常用大宗藥材之一。近年來,云南、湖北、陜西、河南等地有少量種植,但質量參差不齊。目前《中國藥典》一部2015版對當歸藥材的質量檢測項目有性狀和顯微鑒別、薄層鑒別、浸出物含量測定和有效成分測定。所以,很有必要對當歸的質量評價現狀進行考察,改進當歸的質量標準,以確保當歸藥材的用藥安全。該研究對近年來當歸質量標準評價研究現狀進行綜述,為當歸質量標準再評價提供參考依據。
1顯微及性狀評價研究
中藥當歸主要分布于甘肅、四川、云南、陜西、湖南、貴州等地,目前栽培面積較大的省份為甘肅省。由于不同地方氣候、光照、海拔、土壤結構、溫度等環境條件不同,不同地方栽培技術和產地加工也有差異,所以產地不同,當歸的外在質量與內在品質都會存在一定差異。陳有智等[3]對甘肅不同區縣及云南所產當歸進行鑒別,岷縣當歸表面顏色深,斷面點狀分泌腔多而明顯,香氣濃郁;渭源三年抽薹根當歸表面皺縮明顯,斷面木部大,顯柴性,質堅硬,氣味最淡;甘肅岷縣當歸和渭源三年抽薹根當歸木質部導管雜亂無序散開;云南馬廠當歸木質部導管的排列,既有雜亂無序散開者,又有放射狀排列者;宕昌和漳縣當歸木質部導管排列呈放射狀;甘肅岷縣當歸油室和其他地方所產當歸多,說明岷縣當歸揮發油含量最高;渭源三年抽薹當歸根裂隙同其他產地所產當歸多,油室最少;渭源三年抽薹根當歸雜質超標,云南馬廠和甘肅岷縣當歸所含雜質較少;岷縣當歸和馬廠當歸揮發油含量差異不大,但都低于《中國藥典》規定的最低含量,可能是藥材貯藏時間過長,揮發油揮發所致。因此,岷縣當歸質量明顯優于其他產地所產當歸,而渭源三年抽薹根當歸柴性大,雜質超標,不符合用藥規定。王寶君等[4]、付衛華[5]也對不同產地的當歸進行鑒定學研究,指出岷縣當歸質量最佳。肖吉元等[6]、羅志強[7]對當歸和歐當歸進行比較,結果發現當歸與歐當歸在性狀方面存在較大差異,有效成分含量也不同,因此歐當歸不能代替當歸藥用,以確保臨床用藥的安全性。張成川等[8]對常見摻雜品獨活進行性狀描述,對真偽鑒別具有指導意義。常見當歸偽品的鑒別見表1[9-11]。
2當歸質量評價研究
目前,內在質量的檢測主要包含活性成分的含量和組成、浸出物的含量、重金屬和農藥殘留的成分分析、衛生學檢查等。其中最重要的指標是有效成分測定。一般以1種或幾種主要藥效成分來衡量。但中藥特別是中藥組方成分多,作用機制復雜,通過1種單體或幾種主要藥效成分的含量評價中藥質量不夠充分與客觀[12],更不符合中醫理論的特殊要求。文旭[13]認為,中藥質量控制主要是把有害物質在加工和儲存過程中控制在參考限量范圍之內。《中國藥典》研究較多的主要有以下幾個方面。
序號No.植物名稱Plant name 鑒別Identification
1興安白芷興安白芷為傘形科植物興安白芷Rhododendron dahuricum L.的根。主根短,支根數條,呈不規則圓錐形。表面褐黃色或棕黃色。質干癟,無當歸香氣,味辛辣麻舌。
2野當歸野當歸為傘形科植物野當歸Angelica decursiva(Miq.)f.decursiva的根。主根長,支根長短不一,呈圓錐形。表面棕色、紅棕色或黑棕色,根頭部具橫環紋,頂端有葉柄及莖的殘痕或成枯洞,全體飽滿或部分有縱皺紋及皮孔狀疤痕。質堅硬,斷面黃白色。略有當歸樣香氣,味微甜而后苦。
3大獨活大獨活為傘形科植物大獨活Angelica gigas Nakai的根。根頭部短粗。表面有橫環紋,頂端有葉基痕,下生數個支根,支根長,表面有縱皺紋及多數橫向突起的皮孔裝疤痕,可見滲出的棕褐色黏稠數脂樣物質,質脆,斷面木質部黃白色,皮部灰白色。氣芳香,味微甜而后辛苦。
4白術白術為菊科植物白術Atractylodes macrocephala Koidz.的干燥根莖。切面黃白色或淡黃棕色,粗糙不平,中間有裂隙,角質樣,有棕黃色的點狀油室散在,周邊灰棕色或灰黃色,質硬,氣清香,味甘微辛,嚼之略帶黏性。
5歐當歸歐當歸為傘形科植物歐當歸Levisticum offic-inalis Koch的根。呈圓柱形,有的有分枝,長短不等。表面灰棕色或棕色。有縱皺紋及橫狀皮孔狀疤痕。質柔韌,斷面棕黃白色或黃白色。氣微,味微甜而麻舌。
2.1當歸浸出物含量測定
《中國藥典》一部2015版規定:當歸按照醇溶性浸出物測定法(附錄XA)中的熱浸法測定,用70%乙醇作溶劑,不得少于45.0%;飲片的浸出物含量不得少于50%。歐陽曉玫等有關人員對不同商品規格的甘肅當歸的浸出物進行研究,結果均高出中國藥典的規定,與當歸等級高低無相關性[14-16];李成義等[17]對不同干燥方法的當歸進行研究,發現浸出物的差異不明顯;唐文文等[18]對當歸不同藥用部位(當歸尾、當歸身、全當歸和當歸頭)浸出物含量進行研究,發現當歸身含量最高,為60.41%,是當歸尾的3倍,因此當歸尾不能用作當歸使用,不符合藥典規定。
2.2當歸主要功效成分研究
當歸的化學成分研究報道較多,常見的主要有有機酸、多糖、揮發油、氨基酸、無機元素等。《中國藥典》一部2015版規定的當歸含量只測定揮發油和阿魏酸,其中揮發油含量不得少于0.4 mL/g,阿魏酸的含量不得少于0.050%。
安徽農業科學2019年
2.2.1揮發油。
揮發油(volatile oils)是一類具有芳香氣味的油狀液體的總稱。在常溫下能揮發,與水不相混溶,可隨水蒸氣蒸餾。一種揮發油往往含有幾十種甚至上百種成分,其中以某種或數種成分為主。當歸的主要組成為揮發油,大致分為酸性、酚性和中性3種,中性油成分約占總油的88%,主要有川芎內酯、藁本內酯、當歸酮等;酸性油成分有鄰苯壬二酸二甲酯、癸二酸二甲酯等;酚性油成分主要有苯酚、對甲基苯甲醇、鄰甲苯酚、對甲苯酚等[19]。揮發油作為當歸藥材質量標準的標志性成分,許多研究工作者對其進行了測定。王雁梅等[20]考察不同炮制方式對當歸中揮發油含量的影響,結果發現當歸經炮制后,揮發油含量均有不同程度的降低,順序為生當歸(0.683%)>酒炙當歸(0.590%)>土炒當歸(0397%)>當歸炭(0.125%)。劉香南等[21]研究22組不同產地當歸藥材的揮發油含量,發現揮發油含量僅與產地顯著相關,與性狀指標無明顯的相關性,含量為0.41%~0.78%,因此,當歸種植需要考慮產地的選擇。采用水蒸氣蒸餾法研究不同炮制品中的揮發油,結果顯示當歸經過炮制后其所含揮發油的化學成分發生了較大變化,說明不同炮制方法對當歸揮發油成分的影響顯著,表明根據臨床應用目的不同對當歸進行炮制有一定的物質基礎[22-26]。史秀峰等[27]利用超臨界CO2萃取法提取當歸中的揮發油,提取的條件為萃取溫度50 ℃、分離溫度40 ℃、萃取壓力25 MPa、分離壓力8 MPa,所得揮發油的提取率為2.04%。因此,不同干燥方法和藥用部位也對當歸揮發油含量產生了影響[17-18]。因此,當歸在使用時應根據需求進行選擇。
2.2.2阿魏酸。
阿魏酸(ferulic acid)是當歸有機酸部分的主要成分之一,也是《中國藥典》規定的主要藥效成分[28]。阿魏酸不穩定,在一定條件下可形成阿魏酸松柏酯(Coniferyl ferulate),這是導致阿魏酸含量差異懸殊的主要原因之一。容穗華等[29]采用HPLC法測定不同產地當歸中阿魏酸和藁本內酯的含量,結果顯示不同產地當歸中的阿魏酸含量在0.275 2~0.709 4mg/g,說明不同產地的當歸中阿魏酸的含量差異較大。唐文文等[18]利用高效液相色譜法測定當歸中阿魏酸含量,結果顯示藥材當歸不同藥用部位阿魏酸含量為:當歸頭﹤全當歸﹤當歸身﹤當歸尾。因此,當歸不同藥用部位的品質具有一定的差異性,當歸入藥時,應注意合理選用,以使當歸能更好地發揮藥效。
2.2.3當歸多糖。
當歸多糖是重要的當歸有效成分,具有調節免疫和補血的功能,主要包括半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖、木糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸等。當歸的中性多糖含量為8%~14%,酸性多糖為5%~12%,當歸多糖含量因采收期及產地而不同[30]。王艷艷等[31]探討響應面分析法優化當歸多糖的提取工藝,得出當歸多糖提取的料液比為1.00∶8.27(g∶mL)、提取時間為2.15 h、提取次數為3次的工藝條件,此方法當歸多糖的得率為4.91%。紀鵬等[32]以當歸粗多糖得率為指標,采用水提醇沉法進行多糖提取,利用響應面法分析當歸粗多糖最佳提取條件為:加水量8 376 mL/kg,回流提取時間2 h,濃縮后溶液體積為228.12 mL,最終含乙醇濃度為6580%,得到當歸粗多糖最佳值為10.44%。張新國等[33]采用生物酶輔助提取技術進行當歸多糖提取工藝研究,結果當歸多糖得率為150.34 mg/g。
2.2.4Z-藁本內酯。
Z-藁本內酯是當歸揮發油成分中的主要有效成分之一,具有調經止痛、止咳平喘、解痙等生理活性[34-37]。李桂生等[38]利用GC法測定當歸油中Z-藁本內酯含量,結果當歸油中Z-藁本內酯含量為52.8%。容穗華等[29]測定不同產地當歸中藁本內酯含量,從測試的結果可以看出,不同產地的藁本內酯的含量為0.818 6~6.883 2 mg/g,差異不大。唐文文等[18]利用色譜峰面積歸一化法定量分析當歸不同藥用部位揮發油中藁本內酯的相對含量,結果顯示當歸身含量最高為60.41%,當歸尾中含量最低為21.39%。因此,臨床應注意合理選用當歸。段然等[39]用HPLC-DAD的方法評價不同產地當歸藥材的質量,綜合比較不同產地的當歸(全歸)藁本內酯的含量,發現云南當歸藁本內酯含量略高于甘肅當歸;同一產地不同級別部位的當歸藥材中,歸尾中藁本內酯含量比歸頭高。因此,不同等級當歸藥材中有效成分(藁本內酯)的含量最具有明顯差異,臨床處方應當區別應用。
3當歸重金屬和農藥殘留研究
農藥殘留及重金屬含量影響用藥病人的使用效果和安全,而且成為我國中藥材及飲片限制出口的瓶頸。《中華人民共和國藥典》(一部2015版)限定了農藥殘留及重金屬含量測定的方法。歐陽曉玫等[14]采用藥典方法測定不同規格的當歸中農藥殘留含量,結果顯示當歸中農藥殘留含量符合中藥材出口限度要求。宋平順等[40]利用藥典方法測定岷縣、漳縣及市售品當歸中農藥殘留,結果只有岷縣當歸中存有少量的六六六(BHC)、滴滴涕(DDT)和五氯硝基苯(PCNB)殘留,漳縣和市售品中無農藥殘留。奚瑋等[41]采用電感耦合等離子體-質譜法測定當歸中鉛(Pb)、鎘(Cd)、砷(As)、汞(Hg)、銅(Cu)、銻(Sb)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋇(Ba)、錳(Mn)、鉈(Ti)、銀(Ag)、鈹(Be)、鏑(Dy)、鋁(A1)16種重金屬及有害元素殘留,結果顯示不同元素的檢出限為0002~0.455 μg/kg。
4當歸色譜技術研究
中藥傳統質量衡量標準多集中在單一有效成分的含量分析,但實際上中藥的藥效價值不是體現在單一成分上,而是多種有效成分共同作用的效果。指紋圖譜能夠標示中藥特性的共有峰,解決了傳統的單一量化問題。隨著研究技術的不斷提高,中藥指紋圖譜研究技術越來越廣泛地運用于中藥的質量研究中[42-43],且研究分析方法越來越先進,目前運用較多的是高效液相色譜、氣相色譜法、高效毛細管電泳、薄層色譜及NMR等方法。楊應文等[44]利用1H NMR法測定27個不同生長期的當歸提取物,對當歸的主要活性成分阿魏酸、藁本內酯、當歸多糖進行初步歸屬,用特征峰相對峰面積表示3種活性成分的相對含量,并對它們在生長過程中的含量變化進行分析,數據分析顯示,當歸中阿魏酸、藁本內酯、當歸多糖的含量在第1年變化較為平穩,第2、3年變化相對較為活躍,而在當歸的生長周期內,當歸多糖的含量變化明顯大于其他2種活性成分,為參與代謝活動的主要活性成分。試驗結果證實,通過對照1H NMR指紋圖譜,將相對含量法與主成分分析法相結合,能對不同生長期的當歸藥材中的活性成分進行宏觀評價和分析,可作為植物藥材代謝組學的研究方法。吳燕燕等[45]采用高效液相色譜法測定16個不同產地的19份全歸樣品及28份市售藥材(除6份全歸、1份門頭外,其余21份均為飲片)的指紋圖譜,以阿魏酸為參照,鑒定12個共有峰,結果顯示,當歸飲片指紋圖譜共有峰數目普遍較全歸樣品少,共有峰吸收值除峰11、12外,其余均較全歸樣品的共有峰吸收值低。結合系統聚類分析、相似度計算等方法對產地收集的當歸樣品和商品藥材的指紋圖譜進行評價比較,結果發現當歸全歸與飲片基本可以聚成兩大類。全歸(Y-17、s-3、s-5及s-6除外)的相似度在0.973以上,飲片的相似度則在0.969以下,表明當歸全歸與飲片化學成分存在較大差異。試驗結果提示為保持藥材成分的穩定,當歸最好以全歸的形式流通,同時應該注意當歸的貯藏方式及年限。董自波等[46]應用HPLC法進行當歸指紋圖譜研究,結果建立了當歸的指紋圖譜檢測標準,共有指紋峰16個,鑒定其中3個為阿魏酸、洋川芎內酯H、洋川芎內酯I。阮健等[26]采用水蒸氣蒸餾法提取當歸揮發油,用GC對其進行指紋圖譜測定,并采用中國藥品生物制品檢定所推薦的中藥指紋圖譜計算軟件進行計算,建立當歸揮發油的共有指紋峰,該方法準確可靠,重復性好,可用于當歸揮發油的質量控制。
5結語
在當歸質量評價的整個體系中,各方面都有一定的研究,隨著許多高新技術應用到質量評價中,當歸質量評價將更加系統、科學。但隨著當歸栽培品種地域擴展,多數研究仍集中在當歸傳統產區甘肅,而對其他產地研究較少,這體現出對當歸的質量研究還不夠全面。目前,各大藥材市場出售的當歸均出現明顯的差異,這種差異除了與產地、品種等因素有關外,還有可能是生長年限的差異,而這方面的研究較少。
在中藥研究中,農藥殘留及重金屬限量方面較少,但是高殘留、生物富集性強的農藥,理化性質穩定、難降解、水溶性低、吸附系數高,很容易吸附在土壤有機質中,并能通過植物吸收進入食物鏈,對生態環境和人體健康存在潛在威脅。因此,根據中藥材的性質和出口要求,我國規定禁止在中藥中使用劇毒的有機氯、有機磷及對人類健康產生影響的農藥。因此,測定當歸中農藥殘留及重金屬含量,探索中藥材的種類、有效成分含量及其累積規律,能夠為中藥材的農業現代化和構建中藥材的安全體系奠定基礎,確保中藥材的安全有效。
中藥的質量控制是中藥現代研究的關鍵之一,中藥功效是多種化學物質綜合作用的結果,各成分間的相互作用關系復雜,且各化學成分與藥效的關系可能是非線性的。目前,色譜技術在中藥質量標準控制中顯得越來越重要,指紋圖譜技術在當歸藥材、當歸復方、當歸方劑等質量標準評價中應用越來越廣泛。因此,如何根據中醫藥的特點,提出一整套既具有現代科學特征,又切實可行的現代中藥功效成分研究策略是突破中藥研究瓶頸的關鍵。
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