第二章 生药学第一节 生药学的性质与任务 第二节 生药的名称和分类 第三节 生药的化学成分 第四节 生药的标准 第五节 生药的鉴定 第六节 生药的生产 第七节 生药的商品流通 第八节 生药的利用 第九节 生药的发展趋势 第一节 生药学的性质与任务 全蝎 Scorpio [来源] 本品为钳蝎科动物东亚钳蝎的Buthus martensii Karsch干燥全体。 第一节 生药学的性质与任务 (二)生药学的性质(定义) 生药学(Pharmacognosy) 是一门以天然来源的、具有医疗或保健作用的植物、动物和矿物生药为研究对象,研究其质量和变化规律,探讨其资源和可持续开发利用的科学。 应用本草学、植物学、动物学、化学、药理学、遗传学、中医学等学科知识,研究生药的名称、来源、生产、采制、鉴定、活性成分、品质评价、医疗用途及开发利用的科学。 第一节 生药学的性质与任务 (三)生药学的任务 近期生药学研究的主要任务:努力促进中医药的现代化、国际化。 1、加强中医药应用基础研究,阐明中药疗效的物质基础,探讨中药理论的现代化科学基础 2、研究开发现代中药,参与国际竞争。 3、通过和实施GMP和GAP 4、制定中药研制的标准、规范 第二节 生药的名称和分类 (一)生药的名称 包括中文名、拉丁生药名、英文名和日文名,其中生药的拉丁名是国际上通用的名称。 生药的拉丁名通常为两部分: 第一部分 用拉丁文的第一格表示。 比较常见的有: 根(Radix),根茎(Rhizoma),茎(Caulis),木材(Lignum) 枝(Ramulus),树皮(Cortex),叶(Folium),花(Flos), 果实(Fructus),全草(Herba) 第二部分 用拉丁文第二格表示原植(动物)的属名。 如葛根( Radix puerariae),颠茄( Herba Belladonnae) 第二节 生药的名称和分类 (二)生药的分类 A .按药用部位分类法: 首先将生药分为植物药、动物药和矿物药。 植物药:根、根茎、皮、叶、花、果实、种子及全草类。 优点:商品学角度比较便利(药房管理)。便于比较各类生药的外部形态和内部构造,有利于学习生药的性状鉴定和显微鉴定。 例如:《生药学》统编教材第三版、《中药鉴定学》 B.按化学成分分类: 根据生药中所含的有效成分或活性成分的类别来分类, 如含糖类生药、苷类生药、生物碱类生药、挥发油类生药等。 优点:有利于研究生药有效成分与功效间的关系及含同类成 分生药的科属来源之间的关系。 缺点:对有效成分不明或含有成分不详的生药难以分类。 例如:《生药学》统编教材第二版 C. 按药理作用或中医功效分类法: 如按现代药理作用分为:作用于神经系统的生药、 作用于循环系统的生药等。 或按中医功效分为:解表药、清热药、补益药等。 优点:在生药的临床应用角度比较便利。利于学习和研究生药的作用和功效,便于与临床结合。 缺点: 某些生药具有多种功效和药理作用难以归属。 例如:《中药学》、《中药药理学》。 D .按自然系统分类法: 根据生药原植(动)物在分类学上的位置和亲缘关系,按门、纲、目、科、属、种分类排列。 优点:便于学习和研究同科同属生药在形态、性状、组织构造、化学成分与功效方面的共同点,揭示其规律性;有利于从同科属中寻找类似成分、功效的植(动)物,扩大生药资源。 如:《生药学》教材、《药用植物学》、《中国高等植物图鉴》 E. 按笔划:辞典类:中药大辞典、药典 F. 其它:如古书上,按药物自然属性的朴素的分类方法,如《本草经集注》《本草纲目》等,虽把亲缘关系相近的分在一起,但比起现代的自然系统有许多不足之处和不科学的地方。 第三节 生药的化学成分 生药源于植物、动物和矿物,但95%以上来自植物,主要成分为植物新陈代谢产物。包括初生代谢产物和次生代谢产物。 主要化学成分:糖类、苷类、香豆素类、黄酮类、 鞣质类、挥发油类、萜类、生物碱类、脂类、有机酸类、植物色素类、树脂类、无机成分。 第三节 生药的化学成分 又称碳水化合物(carbohydrates) 1、单糖:五碳醛糖 、六碳醛糖 2、低聚糖:目前仅发现由2~5个单糖分子组成的低聚糖,分别称为双糖(如蔗糖、麦芽糖)、三糖(如龙胆三糖、甘露三糖)、四糖(如水苏糖)、五糖(如毛蕊糖)等3、多糖:由10个以上单糖分子聚合而成,如淀粉、菊糖、树胶、粘液质、粘胶质、纤维素、动物多糖等 鉴别方法: 1、Fehling试验:试剂:Fehling试液(碱性酒石酸酮试液甲、乙,临用时等量混合); 结果:产生砖红色沉淀;检测化合物类型:还原性糖类,非还原性多糖需水 解后呈阳性反应。 2、Molish试验:试剂:a-萘酚试液,沿管壁滴加浓硫酸;结果:二液层交界处成紫色环;检测化合物类型:所有糖类、苷类。 3、色谱法:纸色谱、薄层色谱;展开剂:正丁醇-醋酸-水(4:1:5 上层);显色剂:氨基硝酸银;结果:还原糖显黑色斑点。 4、GC、GC-MS分析:糖类化合物可以制成甲醚、乙酰化、三甲基硅烷化衍生物, 采用 GC、GC-MS方法,进行定性、定量分析。 (二) 苷类(glycosides) 根据中央三碳链的氧化程度,B-环连接位置(2-或3-位)以及三碳链是否构成环状等特点,将主要的天然黄酮类化合物分类如下: 生物碱的鉴别 生物碱的定性鉴别主要利用生物碱的沉淀反应和显色反应。沉淀反应是生物碱在酸性条件下与沉淀试剂生成弱酸不溶性盐或络合物沉淀。 常用的沉淀试剂有碘化铋钾试剂、改良碘化铋钾试剂、碘—碘化钾试剂、碘化汞钾试剂等。薄层色谱最常用的显色剂是改良的碘化铋钾试剂。 第四节 生药的标准 药品的标准是对药品的质量规格和检验方法所做作的技术规定,是药品生产、供应、使用、检验部门遵循的法定依据,其具有法律约束力。 (一)国家标准(《中国药典》) (二)部颁标准(卫生部颁布的标准) (三)地方标准(各省、市、自治区审批的药品标准) 第五节 生药的鉴定 依据《中国药典》、部颁和地方药品标准等三级标准,应用各种技术手段,对生药进行真实性、纯度和品质优良的检定,从而保证生药品种的真实性及用药的安全有效性。 目的: 促进生药的标准化、规范化 促进新药源的发掘与利用 原植(动)物来源鉴定 又称原植(动)物鉴定,由于生药同物异名、同名异物现象普遍存在,应用动植物分类的知识,对生药的来源进行鉴定,确定学名和药用部位,是生药鉴定工作的基础。 1.原植物形态的观察 2.核对文献 3.核对模式标本 2. 性状鉴定:看、摸、闻、尝、水试及火试 即通过眼观、手摸、鼻闻、口尝及水试、火试等直观的方法,对生药的性状,包括形态、大小、色泽、表面、质地、断面、气味等特征作为依据而进行鉴别的方法。 用于粗略的鉴别 传统经验鉴别: 党参——皮松肉紧狮子盘头 何首乌——断面有云纹花纹 苍术——断面有朱砂点 大黄——星点 黄连——过桥杆 五、生药的鉴定 3. 显微鉴定 利用显微镜对生药及中成药制剂所含的中药组织、细胞或内含物等特征进行鉴别。 常用方法: 横切片或纵切片、表面制片、粉末制片,解离组织片、细胞内含物鉴定、细胞壁性质鉴定、细胞及细胞内含物的测量。 专属性较强 4. 理化鉴定 利用物理或化学的方法,对生药及其制剂中主要化学成分进行定性和定量分析。 定性分析——确定生药的真实性 定量分析——确定生药的品质优劣 (1)显微化学反应 将生药的干粉、切片和少量浸出液,置于载玻片上,滴加某些化学试剂使产生沉淀或结晶,显微镜下观察反应结果;或产生特殊的颜色,肉眼直接观察。 (2)测物理常数 对于油脂类、挥发油及树脂类生药而言,可通过物理常数的测定(如相对密度、折光率和熔点等)研究其真实性和纯度。 (3)微量升华法 某些生药中含有特定成分,在一定温度下能升华获得升华物,在显微镜下观察其形态、颜色及化学反应进行鉴别。 (4)荧光分析 生药中的某些化学成分,接受自然光或紫外光照射时,能发生荧光,或本身不发生荧光,经化学处理发生荧光。 (5)分光光度法 通过被测物质在某些特定波长处或一定波长范围内光的吸收度,进行定性和定量分析的方法。 常用的有紫外分光光度法、比色法、红外分光光度法和原子吸收分光光度法。 (6)色谱法(又称层析法) 对混合物进行分离和分析的一种物理化学方法。根据色谱分离原理分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、排阻色谱。 根据分离方法分: ①纸色谱法 ②薄层色谱法 ③柱色谱法 ④气相色谱法 ⑤高效液相色谱法 5.生物检定 利用药物对生物所起的作用,即药理作用来测定药物的效价或作用强度的一种方法。 6.计算机辅助鉴定 将生药各项指标完整输入电脑,作为对照,待测生药各项指标进行对比,确定优劣。 7.DNA分子遗传标记技术 更为准确,但成本高,灵敏性过高。 8.指纹图谱鉴定 中药指纹图谱: 某种(或某种产地)中药材或中成药经适当处理后,采用一定的分析手段,得到能够表示该中药材或中成药特性的色谱图谱。 中药指纹图谱特点: ①通过指纹图谱的特征性,能够有效鉴别中药材的真伪和产地。 ②通过图谱特征峰的面积和比例的制定,有效控制产品的质量。 第六节 生药的生产 (一)生药的采收 生药的合理采收,最重要的是确定最佳采收期。 1.有效成分含量的高峰期而药用部分产量变化不显著,则取含量高峰期为最佳采收期。 2.当有效成分含量的高峰期与药用部位产量高峰期不一致时,取有效成分的总产量最大值为最佳采收期。 3.若多种因素影响生药的质量,则取各项指标综合分析,确定最佳采收期。 第六节 生药的生产 生药一般采收原则 根和根茎类 宜在生长停止,花、叶萎谢的休眠期,或在初春发芽前采收。 叶和全草类 宜在花蕾将开放或花盛开的植物生长最旺盛时采收。 树皮和根皮 树皮多在春夏之交采收,根皮多在秋季采收。 花类 花开放时采收。 果实和种子类 果实宜在成熟时才收,种子宜在完全成熟后采收。 炮制可以改变药物的作用趋势 大黄为苦寒药,主沉降,作用下行而泻下; 酒大黄(酒蒸)借酒之力,作用上行,能清头目之火。 黄柏生品主清下焦湿热, 酒炙后原作用上行,兼清上焦之热。 砂仁生品行气开胃消食,作用于中焦, 盐炙后能下行,治疗小便频数之症。 炮制可缓和药性 性味偏盛的药物在临床应用上会带来副作用,所以要通过炮制来纠正其偏盛之性。 生麻黄辛散力强,解表力强,主用于外感风寒的表实症; 炙麻黄可以缓和生麻黄的辛散之力,可用于老人及小儿的风寒表症,同时又兼有止咳平喘作用。 作业1)简述中国古代药物发展的几个时期。 2)什么是生药?生药的记载项目大致包括几个方面? 1. 产地加工 不同药用部位有不同的加工方法: 根和根茎 洗净,去毛须立即干燥 皮类 切成一定大小,晾干 叶类和草类 通风处阴干 草类 捆扎后干燥 果实采后 直接干燥 花类 直接烘干或晾干 六、生药的生产 (二)生药的处理 2. 干燥 常用的干燥方法有阳干法、阴干法、烘干法、远红外干燥和微波干燥。 六、生药的生产 (二)生药的处理 阳干法 阴干法 烘干法 远红外干燥和微波干燥法 适用于肉质根类,不适用于晒后变质开裂的中药 适用于芳香性花类、叶类和草类中药 根据药物的耐热性控制温度 现代干燥技术,干燥速率快、脱水率高,杀菌,防霉,防生虫。 3. 贮藏 六、生药的生产 (二)生药的处理 (2)防霉 控制环境湿度,和药材的含水量,用简单方法除菌。 (1)防虫 主要有物理法和化学法。物理法主要包括太阳暴晒、烘烤、低温冷藏密封法。化学法包括用低剂量的磷化铝熏蒸,采用低毒高敏的新杀虫剂。 (4)防泛油 药材表面泛出油状物质。主要采取避光和冷藏防止。 (3)防变色 干燥、避光、冷藏等手段防止。 (5)贮藏技术的应用 ①真空包装②除氧剂③气调贮藏④核辐射灭菌。( ① ② ③降低氧的浓度, ④采用钴射线杀虫灭菌处理。) 六、生药的生产 (三)中药材的炮制 炮制即生药采收后的加工炮制。 中药炮制的目的: ①降低或消除药物的毒副作用,保证用药安全。②转变药性,适应临床需要。③利于药物的贮藏,使有效成分不被破坏。④有利于有效成分的煎出和调配制剂。⑤矫味 甜瓜蒂、常山、胆矾 涌吐药 雄黄、轻粉、密佗僧、白矾、斑蝥、蟾酥 外用药 五味子、肉豆蔻、金樱子、莲子、柯子、乌贼骨、龙骨、牡蛎 收敛药 使君子、槟榔、乌梅、苦楝皮、雷丸 驱虫药 神曲、山楂、莱菔子、麦芽、鸡内金 消导药 麝香、冰片、苏合香、石菖蒲、牛黄 开窍药 白僵蚕、全蝎、蜈蚣、钩藤、天麻、羚羊角、代赭石、石决明 重镇安神药:朱砂、磁石、琥珀 养心安神药:酸枣仁、柏子仁、远志、合欢皮 镇痉安神药 镇痉药 安神药 当归、熟地黄、白芍、阿胶、何首乌、紫河车 人参、甘草、党参、黄芪、山药、白术 北沙参、麦冬、枸杞子、龟甲、鳖甲、山茱萸、女贞子、桑寄生、石斛、百合、西洋参、黄精 肉苁蓉、淫阳藿、鹿茸、杜仲、续断、补骨脂、菟丝子、巴戟天、锁阳、沙苑子、蛤蚧、狗脊、冬虫夏草 补益药 补血药 补气药 补阴药 补阳药 半夏、天南星、白芥子、旋覆花、白附子 瓜篓、贝母、竹茹、桔梗、天竺黄、前胡、胖大海、浮海石 杏仁、苏子、白部、紫苑、款冬花、桑白皮、葶苈子、地龙 化痰止咳平喘药 温化寒痰药 清化热痰药 止咳平喘药 药物举例 功效 (一)糖类(saccharides) α-D-果糖(吡喃糖) α-D-果糖(呋喃糖) 红景天苷 天麻苷 毛茛苷 (rhodioloside) (gastrodin) (ranunculin) 又称甙、配糖体或糖杂体(heteroside),是由糖或糖的衍生物与非糖化合物以苷键方式结合而成的一类化合物。根据苷键原子的不同分为O-苷、S-苷、N-苷和C-苷等类型,在自然界存在最多的是O-苷。苷的非糖部分称为苷元(aglycon)。 (三)香豆素类(coumarins) 顺式邻羟基桂皮酸的内酯: 香豆素按不同的取代基分为: 1.羟基香豆素类 2.呋喃香豆素类 3.吡喃香豆素类 4.双香豆素类 5.双氢异香豆素类 奥斯脑 补骨脂内酯 海棠果内酯 抑制乙型肝炎表面抗原 光敏活性 抗凝血作用 香豆素类的鉴别:取生药的乙醇提取液(0.2g?5 ml),置于紫外灯下观察(365nm),溶液呈兰—兰紫色荧光。 (四)黄酮类(flavonoids) 凡两个苯环(A环、B环)通过三碳链相互联结而成的一类成分称为黄酮类化合物。大多具有6C-3C-6C的基本骨架 。 A环 B环 3C结构 C环 黄酮类 黄酮醇类 二氢黄酮类 二氢黄酮醇类 花色素类 双苯吡酮类 (flavones) (flavonol) (flavanones) (flavanonols) (anthocyanidins) (xanthones) 黄烷-3-醇类 异黄酮类 二氢异黄酮 查耳酮类 二氢查耳酮 橙酮类 (flavan-3-ols) (isoflavones) (isoflavanones) (chalcones) (dihydrochalcones) (aurones) verbenachalcone 芦丁 水飞蓟素 增强脑神经生长因子活性 扩张血管 保肝作用 鉴别: 1.盐酸-镁粉还原反应 取生药粉末少许置于试管中,用乙醇或甲醇数毫升温浸,滤液加镁粉少许振摇,滴加数滴浓盐酸。黄酮类、二氢黄酮类、黄酮醇、二氢黄酮醇类显红~紫红色,异黄酮类、查耳酮类、花色素类及部分橙酮不显色。本反应机理为生成阳碳离子所致。 2.金属盐类试剂的络合反应 具有下列结构单元的黄酮类化合物与铝盐、镁盐、铅盐、锆盐等试剂反应,生成有色络合物。常用的试剂有三氯化铝、醋酸铅、醋酸镁、二氯氧化锆等。 (五)萜类和挥发油 (一)萜类 萜类化合物(terpenoids)是以异戊二烯(isoprene)为基本单位的聚合体及其衍生物。凡是由甲戊二羟酸(mevalonic acid)作为前体物生合成的,分子式的通式为(C5H8)n的衍生物均称为萜类化合物。萜类化合物种类繁多,自然界已经发现约22000种。 植物叶 挥发油 挥发油 树脂、苦味质、植物醇 海绵、植物病毒、昆虫代谢物 皂苷、树脂、植物乳汁 植物胡箩卜素 n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 n=8 5 10 15 20 25 30 40 半萜 单萜 倍半萜 二萜 二倍半萜 三萜 四萜 分布 通式(C5H8)n 碳原子数 分类 香茅醇 香叶醛 l-薄荷醇 薄荷酮 樟脑 l-龙脑 斑毛素 龙脑生药称为冰片,具有发汗、兴奋、镇痉和防止虫蛀蚀等作用,它和苏合香脂配合制成苏冰滴丸代替冠心苏合丸治疗心绞痛、冠心病。 樟脑有局部刺激作用和防腐作用,可用于神经痛、炎症、跌打损伤的擦剂和强心剂。 斑蝥素可作为皮肤发赤、发泡和生发剂,其半合成产物N-羟基斑蝥胺(N-hydroxycantharidimide)具有抗癌活性。 青蒿素 双氢青蒿素 a-山道年 从黄花蒿Artemisia annua L.中分离到的青蒿素(qinghaosu, arteannin, artemisinin)具有很强的抗疟原虫的生物活性,临床上用于治疗恶性疟疾。 其经结构改造的半合成衍生物双氢青蒿素(dihydroqinghaosu)、蒿甲醚(artemether)、青蒿琥珀酸单酯(artesunate)等具有抗疟效价高、原虫转阴快、速效、低毒等特点,现已制成多种制剂应用于临床。 从菊科植物茴蒿Artemisia cina Berg.分离到的?-山道年(?-santonin)具有强力驱蛔虫作用,但服用过量可产生黄视疟毒性,已被临床淘汰。 紫杉醇 银杏内酯A 紫杉醇(taxol)是从红豆杉等植物中分离到的抗肿瘤化合物,临床上用于治疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌。 银杏内酯类化合物具有抑制血小板活化因子的药理作用。 (二)挥发油类 挥发油(volatile oils)又称精油(essential oils),是一种常温下具有挥发性、可随水蒸气蒸馏、与水不相混溶的油状液体。大多数挥发油具有芳香气味。 挥发油所含成分复杂,主要由萜类(单萜、倍半萜)、芳香族化合物、脂肪族化合物等组成。 挥发油具有发散解表、芳香开窍、理气止痛、驱风除湿、活血化瘀、温里祛寒、清热解毒、抗菌消炎、止咳祛痰作用。 如薄荷油具有清凉、驱风、消炎、局麻作用; 当归油镇痛;丁香油有局部麻醉、止痛作用。 (六)生物碱类 生物碱是一类主要存在于植物界的具有显著生物活性的含氮碱性化合物。 含生物碱的中草药很多,如三尖杉、麻黄、黄连、乌头、延胡索、粉防已、颠茄、洋金花、萝芙木、贝母、槟榔、百部等,分布于100多科中。 以双子叶植物最多,依次为单子叶植物、裸子植物、蕨类植物。 红古豆碱 野百合碱 东莨菪碱 胡椒碱 一叶萩碱 苦参碱 奎宁 冉特可林酮 麻黄碱 哌劳亭 去甲乌药碱 小檗碱 三尖杉酯碱 石蒜碱 l-吐根碱 蟾酥碱 麦角新碱 (七)其他类 脂类、有机酸类、植物色素类、树脂类、无机成分等。 党参——皮松肉紧狮子盘头 何首乌——断面有云纹花纹 茅苍术呈连珠状或结节状圆柱形,表面灰棕色;质坚实,断面黄白色或灰白色,散有众多棕红色油点,习称“朱砂点”暴露稍久,析出白色毛状结晶,习称“起霜”。