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1.1文献整理及经验总结首先要搞清炮制的历史和现状。炮制的历史文献比较分散,现代的炮制经验多数是“师徒相传,口传心受”继承下来,各地遵循不一。每类炮制方法及每药的炮制方法的起源、发展和临床应用的关系更应进一步深入研究,分析其演变原因,找出其理论依据,探知其炮制目的所在,从中可以找出一些规律,提出科研思路,做到古为今用。因此,认真进行文献整理和经验总结,是开展炮制研究必不可少的一项基础工作。做这些工作时,应采用取其精华,去其糟粕的态度。
1.2炮制原理及炮制理论的研究炮制原理是指药物炮制的科学依据和药物炮制的作用,即探讨在一定工艺条件下,中药在炮制过程中产生的物理变化和化学变化,以及因这些变化而产生的药理作用的改变和这些改变所产生的临床意义,从而对炮制方法做出一定的科学评价。可见,炮制原理的研究是炮制学研究的关键问题。
中药炮制在漫长的实践中,结合中医药的理论,形成自己独特的理论,这些理论虽然不能作为定论,但大多有一定的临床意义,因而探讨那些规律性的本质,不但有利于炮制原理的阐述,而且将指导炮制方法的改进及创新。
1.3炮制方法的研究中药的种类很多,品种繁杂,各地炮制方法也不一致。炮制工艺多属于手工作坊生产,尚难适应现今工业化的生产,因此研究炮制技术,改进炮制工艺是当务之急。在今天,由于科学技术的发展,新技术的不断应用,很多新的科技成果又可供借鉴,在搞清炮制原理的基础上,以炮制过程的本质变化为核心,向炮制工艺的机械化、自动化方向发展,最大限度的利用药材,充分发挥药效,是完全可以做到的。
1.4饮片质量标准的研究同一种饮片由于生产条件和环节不同,质量差异很大,直接影响疗效。当前用以控制饮片质量的标准是各省、市自治区制订的中药饮片炮制规范,而规范中的标准多数是依据广大药工长期实践经验制订的,主要依据形态、色泽、质地、气味等感观来判断饮片的真伪优劣,比较模糊,不易掌握。为了保证临床用药的准确必须进行饮片质量标准的研究。首先要制订统一的炮制工艺及饮片的质量标准,然后应用现代科学手段逐步以客观化的指标感官控制的经验性指标加以结合,建立起更为合理的质量标准,以更好的控制饮片质量,确保临床用药的效果。
2研究方法
2.1应用文献学方法进行研究中药炮制源于古代,所以搞清炮制历史才能搞清炮制意图,才能有目的地研究各种炮制原理及其优点。历史上炮制技术变化很大,其中有合理的,也有不尽合理的,也有误传误用的,现代使用的炮制方法并不完全正确,只根据现行经验进行研究,往往不能反映炮制的原来意图,得不到正确的结论。所以通过文献学研究手段,搞清炮制历史的原始意图、炮制方法及其变化,这是炮制研究不可缺少的基础手段。
2.2应用实验药理学方法进行研究中药的临床研究由于受到复方用药和患者对象的制约,一般不易进行,加之很多中药化学成分研究还缺乏与药效的紧密联系,或者上属空白,因此开展实验药理学的研究是最现实的选择。应用实验药理学的方法研究中药炮制,最好选用适合中医病理模型的方法和指标来进行。在化学成分不清的情况下,通过实验药理学的方法来研究炮制前后的生物活性变化,可达到控制炮制质量和指导工艺改革的目的。
2.3应用化学的方法进行研究中药的疗效,是由其所含的化学成分决定的。中药经过炮制后,所含的化学成分的性质和含量会产生不同程度的改变,因而药理作用、临床疗效发生相应的改变,可见,研究中药在炮制前后化学成分性质和含量的变化是中药炮制研究的核心,它的研究结果不但能阐明炮制原理,而且能指导炮制工艺的设计和改进,也是制订质量标准的依据。
2.4应用临床疗效观察方法进行研究中药炮制是为中医临床辨证治疗服务的,目的是保证临床用药安全有效。经药理学、化学等方法研究中药炮制的结果,最终也必须接受临床效果的检验。由于临床研究影响因素复杂,不可能用临床疗效指标作为炮制方法优选的手段,而往往都在各项研究指标比较成熟的条件下以临床疗效观察作为最后验证的手段。在炮制研究中,一定要注意同一药物不同炮制品的不同功效,并设法用现代科学技术手段阐明其科学性,切忌暂时说不清就轻率否定其炮制意义和作用的做法。
2.5应用多学科结合进行研究中药炮制是一门知识面比较广泛的综合性学科,应尽可能借助其他有关学科的新技术、新成就,采取多学科的研究是开展中药炮制研究的有效途径。
参考文献
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论文摘要 中药调配工作直接关系到中药临床疗效。调配质量的好坏,不仅影响到药物疗效的发挥,也影响到病人健康乃至生命安危。本文从中药调配剂量、处方应付、药物的炮制处理、药物质量等方面,分析了调配质量对临床疗效的影响。其目的在于提高配方人员的认识,确保调配质量,从而提高中药临床疗效。
中药调配系指按照中医处方要求,将中药饮片调配成适宜临床患者使用的过程,它具有临时调配方剂的特点,是祖国医学理、法、方、药理论和实践的辨证统一,也是医院药剂工作的重要组成部分。由于中药调剂工作量大,涉及专业知识面广,技术性强,因此调配质量的好坏直接关系到临床疗效与安全用药。现就中药调配中影响临床疗效的几大因素进行浅析。
中药调配剂量对临床疗效的影响
中药的“量”与疗效有重要关系,医界有“中医不传之秘在于量”之说。中药方剂依“君臣佐使”配伍组方,各药剂量变化会导致处方功能、主治发生变化。剂量的准确性直接影响着临床疗效。但在调剂中屡见主观估量,“抓药”代称的现象,造成配方总量、单剂量不准确。中药调配剂量对处方疗效的影响主要有以下几方面:①同一味药,剂量不同,作用亦异。以肉桂为例,小剂量有引火归原的作用;大剂量则有补肾阴,散寒止痛之功能。有些药物剂量不一,还可导致作用相反,如红花少量养血,大量则破血;还有些药物有双向调节作用,如黄连、黄柏之类,小剂量有兴奋作用,大剂量则有抑制作用。这些都说明了药物“量”与“效”的关系。②有些方剂中单味药剂量变化,会使整个方剂主辅换位,药效属性发生变化。如张仲景的小承气汤和厚朴三物汤,因各药用量不同,其所治病证方剂名称都不相同。③某些毒性中药,其治疗量与中毒量非常接近,应严格掌握。如马钱子等,用量不足则疗效不显,用量过大则极易中毒,故应慎选剂量,以防中毒发生。
处方应付对临床疗效的影响
在调配药物时,还要重视处方应付对临床疗效的影响,尤其要注意对药名脚注及附加术语的审定。
中药的处方脚注,是指医师开写中药处方时在某味药的右上角或右下角处所加的简明要求。其目的是指示调剂人员对饮片应采取的特定处理方法。脚注的内容一般包括炮制法、煎法、服用法等。常见的脚注术语有:先煎、后下、包煎、另煎、冲服、烊化、打碎、炒制等。中药脚注的特殊处理,直接影响着药物疗效的发挥。调剂人员必须按处方脚注的要求,认真执行,切不可有丝毫懈怠。有的处方虽未加脚注,但如果是需特殊处理的,仍应按炮制规范的规定处理。如生矿石类、动物角甲类,其饮片质地坚硬,应另包先煎,这样可使有效成分易于煎出;制川乌、制草乌等有毒饮片可先煎,可降低乌头碱含量,减少毒副作用。薄荷等气味芳香、含挥发性成分的饮片不宜煎时间过久,以免有效成分散失,降低疗效,故应后下。富含绒毛的饮片如旋复花、辛夷等包煎,可减少绒毛混入煎剂后刺激咽喉。阿胶、鹿角胶、饴糖、蜂蜜等胶类、蜜膏类中药不宜与群药同煎,以免煎液粘稠而影响其他有效成分的煎出及结底糊化,影响疗效。因此上述各类药物调剂时应执行脚注,单包注明用法。
药物的炮制处理对临床疗效的影响
中药炮制的目的在于降低或消除药物的毒性或副作用,改变或缓和药性,便于调剂、贮藏和提高药物疗效。炮制方法不同,功效各异。中医认为“酒浸外提,姜制发散,土炒健脾,醋制人肝止痛,入盐走肾软坚。”如土炒白术,长于补脾止泻,焦白术,补脾而不滞气;生甘草味甘偏凉,可泻火解毒;炙甘草味甘性偏温,可温中祛寒等。如醋制元胡索,其有效成分生物碱可与醋酸结合成易溶于水的醋酸盐,煎熬时易溶出,能增强止痛作用。因此在配方时应根据处方意图付药,应付炮制品者,一定要依方调配,不可混用、代用。此外,中医用药还讲究“逢子必捣,逢子必炒”的原则,现代研究也证实了这一做法具有增加疗效的作用。因此,如遇到预先不宜捣碎的完整类药材,如大枣、莲子、砂仁、豆蔻等,也必须在调配时临时捣碎。这些都是在中药调配时应遵循的基本规范。
药物质量对临床疗效的影响
药物质量是决定能否提高疗效的保证,中药饮片由于种类繁多,成分复杂,采收、加工、贮存保管不当,极易出现虫蛀、发霉、泛油、变色、气味散失、风化、潮解、粘连、腐烂等变质现象,也有由于药源紧缺,利益驱动导致劣药伪品混入等,这些直接影响着饮片质量和临床疗效,甚至病人的安危。如麦冬、杏仁等走油;白、橘红等变色,可使药物疗效下降发生不良反应;银柴胡,主治骨蒸潮热,退虚热;山银柴胡则有毒。还有如炮甲片以矾水或盐水浸泡以增重,水半夏充半夏,芸苔子充菟丝子等。所以,药房调剂人员更应把好关,坚决杜绝把伪劣、霉变、虫蛀等药物调配出去,以保证临床疗效和患者用药安全。
1 资料
1.1仪器使用 岛津LC2010高效液相色谱仪,Agilent色谱工作站,频率25k Hz的KQ2200DA型数控超声波清洗仪(昆山市超声仪器有限公司产品)。
1.2材料选择 芍药苷对照品购自中国药品生物制品检定所,(批号为110736-200933) 。色谱纯甲醇(美国Tedia试剂公司);水为重蒸馏去离子水。生白芍 (天津饮片厂产品) ,白芍炮制品(按天津市中药饮片炮制规范自制产品) 。
2方法
2.1白芍炮制 酒白芍:按白芍100kg用黄酒10kg的比例,将白芍片喷淋黄酒拌匀,放锅内文火炒干。醋白芍:按白芍100 kg加米醋20 kg将白芍片用米醋拌匀,用文火炒干放凉。炒白芍:白芍片放锅内文火炒至表面微黄色,取出放凉。
2.2芍药苷检测
2.2.1色谱条件 色谱柱:Aichrom Bond-AQ C18(4.6mm×150mm),流动相:乙腈-0.1% 磷酸溶液(14:86)论文的格式。柱温:30℃,进样量20u L,流速1.0mL/ min。理论板数按芍药苷峰约为4000。
2.2.2供试品溶液 将以上白芍炮制品中粉0.1 g放入50mL量瓶内,加入乙醇35mL,置80℃真空干燥箱内干燥,放冷,加稀乙醇至刻度药学论文,放置后取上清液微孔滤膜过滤后制成1.0g/L的溶液,为供试品溶液。
2.2.3对照品溶液 取芍药苷对照品2.1 mg用甲醇定容到5 mL量瓶内,即得对照品溶液。
2.2.4芍药苷测定 用供试品溶液10uL,对照品溶液 5uL,注入液相色谱仪中,按色谱条件测定,样品含量按干燥品计算,外标法计算芍药苷含量。
3 结果
芍药苷在白芍生药材中含量最高,白芍片和酒白芍含量相当,含量较少的是炒白芍和醋白芍。RSD的变化趋势基本一致。具体见表1。
表1 不同类白芍药材中芍药苷含量测定(%)
样品种类
芍药苷含量
RSD
原药材
白芍片
酒白芍
醋白芍
炒白芍
3.14
2.54
2.52
2.27
2.30
1.5
1.73
1.77
1.19
0.60
[关键词] 中药饮片; 药效物质; 体内过程
中药饮片处于中药产业的核心地位[1],中药饮片质量的优劣,不仅直接影响临床配方饮片的质量及其临床疗效,也严重影响中成药质量的稳定性及其临床疗效。中药通过炮制加工成不同规格的饮片,进而达到提高疗效、减低毒性、去除副作用、纠正药物的偏性,使有限的药物适应错综复杂病情的目的。因此,中药饮片药效物质及炮制原理的研究尤为关键,可为饮片质量的标准化和工艺的规范化提供坚实的科学依据,保证临床的安全有效,使中药独特技术的科学性得到体现。然而传统的研究方法往往只以饮片炮制前后所含的一种或几种化学成分的变化为对象,只能部分揭示饮片炮制过程中体外化学物质的变化规律,不能深入揭示中药饮片功效变化的整体性和复杂性,亟需充分利用现代多学科新的技术手段,研究中药饮片药效物质在体内的变化过程。本文就中药饮片有效物质体内过程研究现状加以概述。
1 中药药效物质基础研究方法概况
阐明中药药效物质,进而阐明中药作用的本质,保障中药产品安全有效,一直是中药研究的关键、核心科学问题之一。目前针对中药药效物质基础研究国内学者已提出了很多假说,并进行了多方面的探索性研究。以活性为导向的中药化学成分研究为国内外药效物质基础的主流研究模式,如治疗疟疾新药青蒿素的发现,治疗老年痴呆病的石杉碱甲、治疗心脑血管病的川芎嗪等。该方法可基本明确中药的化学成分,能够为中药的有效性、安全性等提供科学数据支撑。但独立的成分研究忽视了中药化学成分间的协同整合作用,成分分离后,彼此的相互整合作用消失。同时也忽视了生物体对中药所含成分的相互作用,与中医药整体观及多成分、多靶点整体作用特点不甚吻合。以体内有效物质动态变化过程研究中药药效物质基础的方法为当前研究的热点,中药经口服给药后,最终发挥药效的很可能是那些能够进入血液的药物成分或者药物成分的代谢产物,以及由药物刺激机体产生的内源性活性物质(比如激素、酶等)[2-3]。中药药效物质基础的研究应该紧扣人体对药物的作用,充分考虑中药有效成分在体内的动态变化过程(吸收、分布、代谢、排泄、靶向等),以阐明体内发挥疗效的真正药效物质基础。近年来血清药理学及血清药物化学[4-6]、药代动力学[7-8]、证治药动学[9]、中药胃肠药动学[10]、代谢组学[11]、网络生物学[12]、网络药理学[13]、网络医学[14]以及系统生物学[15-16]等技术的研究应用为深入阐明中药药效物质提供了可借鉴的思路和模式。同时各种组学技术,主要包括基因组(genomics)、蛋白质组(proteomics)、代谢组(metabomics)随着系统生物学新学科的产生和发展应运而生,在中医药方法学创新研究中目前受到高度关注。组学技术将是研究中医药“复杂科学”的强大工具,为揭示中药及复方治疗复杂性疾病的作用原理等重大科学问题提供了可能。
2 中药饮片体外药效物质研究现状
中药饮片药效物质基础研究主要集中在饮片质量和炮制原理的探索性研究中,包括采用化学分离,色谱分析,HPLC-LC,GC-MS等技术,剖析饮片炮制前后化学成分的变化,建立饮片的质量控制方法和炮制工艺评价指标;结合不同饮片药效学的比较研究,阐释饮片的药性变化的科学内涵。
从近年来大量的文献报道中可以看出,中药炮制原理的研究已经取得了较大进展,系统性的深入研究日益受到重视,科研思路更加活跃,促进了炮制研究水平的提高。修彦凤等[17]采用HPLC-ELSD对甘遂醋制前后的化学成分进行研究,发现甘遂经醋制后,绝大部分化学成分含量降低,个别成分含量增加,且不同成分间的含量比例发生变化,但成分的种类没有变化,炮制后含量降低的成分分别为3-O- (2,3-二甲基-丁酞基)-13-O-十二烷酞基巨大戟二萜醇、大戟二烯醇和β-谷甾醇;此外,其还以3-O-(2, 3-二甲基-丁酞基-13-O-十二烷酞基巨大戟二萜醇为对照品,建立生甘遂、制甘遂的HPLC-ELSD特征指纹谱,通过比较两者的特征指纹谱,发现生甘遂和制甘遂的特征色谱峰分别为31,19个,甘遂经炮制后,大部分成分含量下降,保留时间为89 min左右的成分含量升高,不同成分间的含量比例发生了变化,成分的种类没有变化[18]。
贾天柱等[19]采用高效液相色谱法对肉豆蔻及其炮制品挥发油中肉豆蔻醚、黄樟醚进行了测定,证明肉豆醚在炮制后有不同程度的降低,从而使毒性降低,一定程度上阐明了其炮制机制。赵淑杰等[20]用HPLC测定栀子产地加工炮制品酶解前后栀子苷含量,证明栀子经蒸气或沸水烫后,基本上起到了杀酶保苷的作用。王静竹等[21]用HPLC测定黄芪炮制品中黄芪甲苷的含量,结果发现,炮制对黄芪中黄芪甲苷含量的影响较大, 从0.272~0.842 mg・g-1不等,但总体上炮制品均比生品中黄芪甲苷的含量低。郝延军等[22]采用HPLC对白术炮制前后白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ的含量进行了测定,结果显示炮制后白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ含量增加,焦白术的白术内酯Ⅲ含量降低。
从上可以看出中药饮片体外药效物质基础研究虽然取得了一定的成果,但是这只能从一定程度上揭示饮片炮制过程中体外化学物质的变化规律,初步揭示了炮制原理的科学内涵,未能深入研究饮片炮制前后的体内变化过程,不能深入揭示中药饮片功效变化的整体性和复杂性。
3 中药饮片药效物质体内过程研究
随着现代科学技术的发展,许多新技术和新方法也被引入到中药炮制研究中,如血清药物化学、药代动力学和代谢组学等都十分注重整体的研究,这与中药饮片的药性、功效变化的整体观思维不谋而合,为全方位挖掘中药炮制的科学内涵提供了新的研究思路和方法。
3.1 血清药物化学研究 通过分析给药后血清中的药物移行成分,研究有效成分在体内的吸收、代谢情况,以阐明药物的整体体内过程。代表了药物在体内产生作用的真正有效成分,不仅反映药物中可吸收部分的直接作用,且能反映药物成分在机体作用下形成的代谢产物和药物诱生的机体内同源物质的间接效果,体现了体外和体内实验较好的结合。曹岗等[23]对山茱萸炮制前后血清药物化学进行了初步研究,结果山莱萸中5-HMF,莫诺苷,马钱素等成分入血,没食子酸、獐牙菜苷、山莱萸裂苷等没有检出,为深入开展山茱萸活性成分研究奠定基础。黄显峰[24]研究发现茜草、茜草炭给药血清的HPLC指纹图谱与空白组明显不同,茜草炭较茜草血清中多出1个成分,尚需深入研究。
3.2 药代动力学研究 基于动力学原理研究中药活性成分、组分、中药单方和复方体内吸收、分布、代谢和排泄 (ADME) 的动态变化规律及其体内时量-时效关系, 并以数学函数加以定量描述,可为中药复方的组方原则、药效物质基础、复方作用机制及药物相互作用等提供基础和依据,通过药物动力学对这些物质基础的研究,不仅可以阐明其在体内的作用机制,还可以对中药饮片炮制理论赋予现代科学的解释。窦志英等[25]研究发现延胡索生品和醋炙品均能缩短延胡索乙素的达峰时间,说明两者起效迅速。延胡索醋炙品的AUC值高于延胡索生品,这可能与辅料醋的应用有一定相关性,初步表明了延胡索醋炙的科学性。王萍等[26]研究发现醋炙能加快延胡索乙素和去氢紫堇碱在体内的吸收,同时延缓二者的消除;酒炙对延胡索乙素的作用与醋炙相似,但作用较醋炙弱,同时对原阿片碱和去氢紫堇碱均有延缓消除的作用。顾雪竹等[27]通过研究发现醋制品中延胡索乙素在血浆及肝脏中浓度最高,这一结果为揭示“延胡索醋制增效”传统理论的科学内涵积累实验数据。高慧等[28]开展了知母、盐知母中芒果苷在大鼠体内的吸收动力学研究,结果表明盐炙能大大促进芒果苷在大鼠体内的吸收,是其滋阴降火作用增强的原因之一。赵艳红[29]以主成分肠吸收代谢动力学研究羊霍炮制机制,结果炮制可以提高羊蕾中黄酮类化合物在体内的吸收。陈鸿平[30]首次从体内和体外2个方面、多环节对土炒炮制的科学原理进行系统研究,研究结果提示辅料进入机体后可对有效成分的吸收代谢等产生影响,初步揭示了土炒炮制的科学意义。修彦凤等[31]研究炮制前后的补骨脂水煎液中补骨脂素和异补骨脂素在大鼠体内的药动学特性, 结果补骨脂盐炙后, 补骨脂素和异补骨脂素在大鼠体内吸收增加, 作用维持时间延长, 消除慢, 这可能是补骨脂炮制增效的原因之一。陈红[32]对栀子炒制前后变化明显的藏红花酸和藏红花酸糖苷-1的血浆、粪便药代动力学进行了比较研究,初步阐释了栀子炒焦后凉血止血作用增强的科学依据。崔莉等[33]比较研究了羊藿生品、油制品、加热品的小鼠药代动力学特征,结果三者的达峰浓度Cmax、药时曲线下面积 AUC 等药动学特征参数均具有显著性差异,油制品>加热品>生品;推测羊藿经加热后生物利用度提高,辅料羊脂油进一步促进其体内吸收。房敏峰等[34]研究发现霜制对苦杏仁在大鼠体内的代谢及组织分布有较大影响,为探讨苦杏仁炮制机制提供了参考。
目前中药饮片药代动力学研究基本上是以单成分探讨其体内过程变化,单一成分的药代动力学特征无法反映中药饮片整体作用。基于整体观构建多组分整合药代动力学研究方法,获得多成分整体药代动力学的信息,最大限度综合和表征中药多组份药代动力学行为与特征的参数,科学阐释中药的药效物质基础和作用机制是中药药代动力学发展的必然趋势,也是当前研究的难点。目前未见中药饮片在该领域的相关研究报道。
3.3 代谢组学研究 作为一种基于全局观点的整体性研究方法,是通过研究外源物质对体内代谢所产生的整体效应,以及对机体内源性代谢物的动态分析和定性定量研究,建立中药整体药效作用客观量化的评价体系。用代谢组学研究方法可将中药药效学研究与中药药动学研究相结合,以代谢组效应法阐释中药、复方的整体疗效、作用机制及配伍规律。代谢组学的这一优势特点对于建立中药、复方整体药效评价体系,以及开展中药、复方药代动力学研究具有尤为重要的意义。蒋宁等[35]运用代谢组学的方法研究六味及八味地黄汤对快速老化模型(SAM)小鼠的抗衰老作用,发现其在代谢网络的多个节点上对SAM小鼠的代谢紊乱起到调节和改善作用,这些结果的获得为深入研究六味地黄汤作用机制及肾阴虚、肾阳虚的现代生物学基础提供了新的线索和依据。黄玉荣等[36]进行的钩藤多动合剂的生物化学机制研究中, 应用代谢组学方法发现具有疗效的生物标志物, 认为药物的整体作用产生的生物化学物质神经递质是其药效的物质基础, 并证明这种药物的作用机制与脑内多巴胺受体有关。但中药饮片尚缺乏该方面的探索性研究。
由以上文献报道可以看出,只有少数中药饮片开展了相关的体内过程研究,特别在药代动力学研究方面,部分揭示了中药饮片炮制前后的体内吸收、分布、代谢等方面的差异,一定程度上诠释了不同饮片的炮制意义。但由于缺乏多种新技术方法综合的应用,中药炮制的科学内涵研究仍不够深入。亟需以多学科、多层次、全方位构建中药炮制机制的现代研究模式,实现连续监控中药体内动态变化过程,可以较为全面地阐释中药饮片体内过程变化规律,促进中药炮制学科的快速发展。
4 问题与展望
中药饮片的药效物质基础研究仍然有很多尚未解决的问题,目前以血清化学作为研究的切入点,以药代动力学、代谢组学相融合研究中药饮片炮制前后功效变化、药性变化的规律及其与化学成分组变化的关联性研究,以深入阐释饮片炮制原理的研究模式未见报道。因此必须加强对药物的从体外到体内的作用及其机制的研究,沟通现代药理和代谢组学的研究结果,从作用途径、作用机制、作用部分等层面上,研究相同炮制方法或相同成分饮片的体内外作用机制的共性,这样有助于揭示炮制前后功效变化、药性变化的规律及其与化学成分组变化的关联性。只有弄清中药饮片炮制的原理才能增强中药饮片的质量规范,促进中药迈向现代化、国际化。
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Research progress on processed Chinese medicine in vivo
CHEN Jian-hong1,2, LIU Hui2, YAO Lan2, CHEN Ying2, MA Yin-lian2, GU Xue-zhu2, ZHANG Cun2*
(1.Henan College of Traditional Chinese Medicine, Zhengzhou 450000, China;
2.Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China)
[Abstract] Processed Chinese medicine is the core of traditional Chinese medicine (TCM) industry chain,which directly affects the clinical efficacy and safety of Chinese patent medicine and clinical formula Decoction pieces. Studied the variation of effective substance in vivo Chinese medicine processing before and after processed, clarifying the effective substance and processing principle is a top priority of the development of Chinese medicine processing. The traditional research method chiefly focus on the variation about chemicals in vitro of processed Chinese medicine,it cannot reveal that the integrity and complexity of processed Chinese medicine efficacy changes, so the change process is the focus of future research in vivo on the base of effective substance of TCM This paper described the research on the base of effective substance of TCM and Processed Chinese medicine research status in vitro, discussed the analytical methods (plasma chemistry,pharmacokinetics, metabonomics) of the dynamic process in vivo about processed Chinese medicine, and pointed out development and related problems in process in vivo on the base of effective substance of TCM, which could provided research ideas and methods for in-depth interpretation of Chinese medicine processing mechanism.
摘要:本文以目前中药信息素材的现状为出发点,分析和研究了国内外现有中药信息及相关信息数据库系统,探讨了如何对中药信息素材进行“量子化”处理,以及对中药量子信息素材数据库系统进行系统设计与实现。关键词:中药量子信息素材;数据库系统;系统设计;页面实现doi: 10.3969/j.issn.2095-5707.2014.02.002The Design and Implementation of Traditional Chinese Medicine Quantum Information Material Database SystemXiao Fenfen, Zhang Xinyou*, Luo Shanshui, Li Weiwei(Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang Jiangxi 330004, China)Abstract: Based on the current situation of Traditional Chinese Medicine (TCM) information materials, this article analyzed and researched the existing domestic and foreign Chinese medicine information and related information database system, discussed the Quantization of TCM information materials, designed and implemented TCM quantum information materials database system.Key words: TCM quantum information materials; database system; system design; page implementation 中医药学是我国宝贵的文化遗产,随着中医药在长期实践中的应用以及中药现代进程的不断推进,中药信息素材呈指数递增趋势。由于中药本身的复杂性和临床应用的广泛性,以及在中药现代化的进程中对中药信息的不断挖掘,发现其潜在的中药信息素材具有多学科的相互交融,这些现象均造成了中药信息素材存在着分散性和模糊不确定性,本研究是将这些海量的数据通过分析、整理、量子化处理、补充和完善,使原来内涵比较庞杂的中药信息解析成若干个具有独立概念的“量子”,并将这些所谓的“量子”中药信息存入特定的数据库系统,将先进的智能技术、计算机技术、网络技术与浩如烟海的中药信息有机地结合起来,按照科学研究、教学和决策等的需要,建成一套具有大量中药信息支持的中药量子信息计算机管理系统,这将对促进中医药信息资源的开发、利用基金项目:江西省卫生厅中医药科研计划项目(2010A008);江西省研究生创新专项资金项目(YC2012-S105);江西中医学院研究生教育创新计划立项项目(JZYC11B05)第一作者:肖芬芬,硕士研究生,研究方向:中药信息资源管理。E-mail: *通讯作者:章新友,教授,研究方向:计算机应用与中药信息资源管理。E-mail: xinyouzhang@ 和共享,加快中医药信息化的建设,实现中医药现代化等具有十分重要的现实意义。1 国内外中药数据库的现状分析中药数据库是现代信息技术在医药领域中的应用,在当前的信息化建设中,将中药信息进行科学系统的管理,使用户能更高效地掌握或者搜索自己所需要的知识。也就是说管理信息系统(Management Information Systems,MIS)正深入到医药行业中,它为信息化的建设提供了有力的理论和技术支持。至20世纪末以来,国内外相继建立了大量的中药信息数据库以及天然产物的数据库。在国内建立的中药数据库有中国中医科学院中医药信息研究所的中国中药数据库、中国中药化学成分数据库、民族医药(包括藏药、蒙药、维吾尔药、苗药、傣药、瑶药)数据库等,中国中医科学院中药研究所的中草药数据库、中医药成果数据库、全国中药材资源普查资料数据库等[1-2]。还有近期的维吾尔医常用药材及新疆特有植物化合物样品数据库,它收集和整理了众多维医药现代和古秘方文献,以数字化形式系统地记载了常用维药药材的特征、不同部位的提取物制备方法。在国外,有美国化学文摘数据库、美国伊利诺伊大学的植物药化学库、韩国汉城大学的天然药物数据库等[3]。以上数据库均可在网络上检索使用。还有很多都是自建自用的,其联合建库的少,专题数据库比较多,缺乏一定的统一性、规范性、兼容性[4-6]。本课题将以2010年版《中华人民共和国药典》(以下简称《中国药典》)为蓝本,以国内外权威著作为数据源,利用计算机技术将原始数据进行“量子化”分析处理,提高信息获取效率,有助于从中挖掘出有用信息和未曾被人发现的隐含信息。通过对现有数据库进行整理,对中药信息素材数据库进行系统设计。2 中药信息素材的“量子化”处理方法数据库是知识发现的基础工程,要获得高信息含量、有用的知识,必须要更好地处理数据,理想情况是原始数据为不含噪音的数据。建立良好的中药量子信息素材数据库系统,实现数字化、智能化的科学管理,要求我们首先将中药信息素材进行“量子化”处理。中药信息素材“量子化”是指通过合理地分析、整理,将中药信息素材原始数据细化成由若干汉字或者数字组成的不可再行细分的、并且具有相对独立内涵及排他作用的最小信息单位[7-10]。中药的“五味”经“量子化”后被解析为甘、辛、咸、淡、涩、苦、微苦、酸、微酸9个“量子”。在中药炮制中,根据不同中药饮片所采用的炮制方法,进行分类与分析,分为清炒、麸炒、米炒、土炒、砂炒、蛤粉炒、滑石粉炒、炒炭、酒炙、醋炙、盐炙、姜炙、蜜炙、油炙、煅炭、明煅、淬煅、蒸、煮、炖、煨21个“量子”。通过将原始数据进行“量子化”处理,不仅使中药信息素材具有独立性、排他性,更是为中药数据的挖掘奠定良好的基础。这些不可再分的数据经处理后,可转换成一组可供计算机识别、计算的代码即“数字”后,计算机即可对这些“量子”进行“数字化”处理[7]。3 系统整体设计和开发工具的选择在系统设计中,我们选用了比较先进的系统开发工具,来适应对系统需求关系的梳理、细化与分割,达到条理清晰、易于编程、便于检测、方便扩充功能等要求。本系统是在微软Windows 8操作系统下,采用Microsoft SQL Sever 2012并应用Dephi和Visual Basic(VB)进行开发的。Microsoft Visual Studio 2012是目前比较流行、全面高效的专业开发系统,针对不同的开发人员,它提供了不同的版本,旨在帮助软件开发人员更好地应对一些比较复杂的挑战,并且创建新的解决方案,可以减少在关键任务环境中的平静修复时间(MTTR),增加团队生产力。Visual Studio的目的是改进开发流程,帮助人们更轻松地实现突破、获得更令人满意的结果,它能够提高工作效率,从单一集成开发环境(Integrated Develop- ment Environment,简称IDE)中的高效代码编辑器、IntelliSense、向导和多种编码语言,到Microsoft®; Visual Studio®; Team System中的高端应用程序生命周期管理 (Application Lifecycle Management,简称ALM)产品。
数据库则采用SQL Server 2012,可帮助处理每年大量数据的增长,相对于其它版本,它具备可伸缩性、更加可靠以及前所未有的高性能,可提供一个非常便于使用的数据库平台,并且能使应用的部署和维护、数据的管理和备份得到简化,这样管理数据及用户访问更加容易。4 系统设计与实现4.1 系统网络架构设计本系统采用了分布式多层结构。第一层是客户层,客户通过使用Graphical User Interface(GUI)可以与应用程序进行交互;第二层是中间层,通常由一个或多个应用服务器组成,应用服务器处理客户的请求,然后将结果返回客户层;第三层为数据层,是维护、更新、驻留业务数据的地方,在处理业务数据时,可以通过中间层访问数据层。通过采用多层结构,将数据库操作和事务管理转移到中间层中处理,可以避免在WEB应用程序中进行直接操作和事务管理。 系统结构如图1所示。本系统运行在Windows平台环境中,选用Component Object Model/Microsoft Distributed Component Object Model(COM/DCOM)为实现系统的标准。采用Microsoft的COM/DCOM标准设计系统时,我们不需要考虑兼容性问题,而且系统会很稳定。把多数据库系统与COM/DCOM结合起来,将分布式组件对象技术引入多数据库系统中,一定程度上提高系统的可管理性、可维护性、可伸缩性和可集成性等,使中药量子信息素材数据库系统的开发、使用和维护都变得简单。4.2 系统模块组成与功能4.2.1 系统总功能的设计 中药量子信息素材数据库系统主要由八个模块组成,包括中药基本信息模块、中药鉴定模块、中药炮制模块、配伍应用模块、中药现代研究模块、中医药文献模块、中药市场模块、留言本模块,如图2所示。图2 中药量子信息素材数据库系统总体功能模块图4.2.2 系统模块详细功能 8个系统模块功能各异。①中药基本信息模块。本模块提供中药的基本信息,包括中药的名称、拉丁名称、别名、药性、药效、主治功能等信息;与中药治病本源有关的信息素材,如药理、临床、专家论述等信息。以《中国药典》为蓝本,中医药典籍为依据,对由多个汉字组合而成的大文本复杂数据或图片进行量子化处理,有利于将纷繁复杂的中药信息处理成简洁、有效的信息单位,在一定程度上解决了信息量大、数据复杂不易处理的困境,提高了中药数据库的智能化水平。②中药鉴定模块。本模块主要包括了中药的来源鉴定、性状鉴定、显微鉴定、理化鉴定以及其他方法。来源鉴定包含中药材原植物的图片、中药材植物形态、核对标本、核对文献;性状鉴定包含药材的性状、大小、颜色、表面特征、气味等;显微鉴定包括组织结构、细胞内含物、细胞壁性质等;理化鉴定包括一般常数的测定、一般的理化鉴别等信息素材。用户可以通过该模块辨别中药材的真伪。③中药炮制模块。该模块主要包含了中药炮制方法、炮制目的、炮制对中药化学成分的影响,以及炮制品的质量要求和药材的贮藏条件等信息。可以收录或提供药名、炮制品名、炮制历史、炮制方法、炮制意义、饮片性状、储藏方法、炮制研究等各个方面的数据。若暂无某项目的古今资料,待有新的发现后可随时增补。④配伍应用模块。用户在此模块可以查找到中成药、组方、处方来源、功能禁忌等。⑤中药现代研究模块。本模块包括生物技术、现代药理与毒性研究、引种栽培、中药化学成分分析及其图谱等。⑥中医药文献模块。本模块包括中文文献、外文文献两部分,用户可以通过此模块查询到有关中药的典籍及文献。⑦中药市场模块。本模块包括中药材市场、中成药市场、中医药法规三个部分,用户可以检索到中药、中成药的价格变化、生产地点和厂家、管理等信息。⑧留言本模块。本模块主要用于用户留言,提供用户与管理员之间的交流通道。进入此模块,必须进行注册。本数据库系统具有维护更新功能,系统管理人员可以随时对数据进行添加、更新、删除工作,以确保中药量子信息素材数据的准确性、完整性、新颖性。4.3 系统页面的设计与实现4.3.1 系统首页的设计与实现 在中药量子信息素材数据库系统首页及子系统界面颜色的设计中,为体现出我国中药的韵味,本系统主要采用了淡绿色、白色的搭配,图片上采用了银杏叶、人参花等中药原植物等素材,充分体现了本系统的主题是中药。系统前台页面的首页也就是一级页面,是每一个用户均可浏览查看的界面,主要包括:简单搜索栏、网站介绍、登录口、友情链接栏,通过首页上方的导航可分别进入中药基本信息、中药鉴定、中药炮制和中药现代研究等页面。系统前台总页面如图3所示。 图3 中药量子信息素材数据库系统前台主页面 4.3.2 系统后台页面的设计与实现 针对中药量子信息素材数据库系统功能模块的设计,为了能够更好地实现系统管理,经过权限设定分为系统管理员和普通会员,普通会员经登录后可以实现查看信息及留言等功能。后台页面功能主要是针对系统管理员,系统管理员可以对普通会员、通知通告、中药信息数据库等进行新增、修改、删除等系列管理。系统后台功能逻辑如图4所示。图4 中药量子信息素材数据库系统后台功能逻辑图通过分析、整理中药量子信息素材数据库系统的整体功能,我们实现了系统后台管理,系统后台页面如图5所示。 图5 中药量子信息素材数据库系统后台管理页面5 总结中药信息素材的量子化处理,大大提高了计算机的处理效率,为中药的信息化、数字化做准备,加速了“数字化”进程,为知识发现奠定了基础。随着计算机技术的进步,中药数据库系统也在不断更新完善,并在科研中发挥重要的作用。本课题旨在建立与完善中药素材基本量子数据库系统,但是应该看到,这类数据库的建设水平也有待提高,中药数据库的设计思想也值得深入探讨。同时,伴随着中药信息素材数量的不断增长,将量子化技术应用于中药信息素材的分析、加工和整理,虽然可以使一些复杂的中药数据简洁化、精确化和规范化,但同时也带来了中药信息素材损失率增加的情况。将中药量子化技术与中药全文检索技术相结合,可在一定程度上解决该问题。我们相信,随着科学技术的不断进步和研究方法的日益创新,中药的现代化和国际化进程将逐步加快。最诚挚地感谢江西中医药大学研究生院柯瑜及其他老师们,在申报、开展创新课题及撰写论文期间,给予我耐心的指导和真诚的帮助;并定期组织座谈会及交流会,保证了更好地完成课题、论文。参考文献[1]万仁甫,徐伟亚.中药数据库的现状及发展趋势探讨[J].中国药房,2006,17(10):794-796.[2]彭勇,党毅,梁少伟,等.国内医药信息数据库简介[J].中国中医药信息杂志,1999,6(1):73-75.[3]陈峰,崔蒙.中药信息系统建立初探[J].中草药,2000, 31(11):81-83.[4]吴锦屏,简云江.中国自建医药数据库现状分析及对策探讨[J].卫生软科学,2001,15(6):52-56. [5]方晓阳,朱江,梅军,等.中药信息系统的设计与实现[J].中草药,2001,32(9):860-861.[6]顾东蕾.浅议网络环境下的中医药学古籍文献资源共
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论文摘要:分析当前医院中药人才队伍的现状和造成中药人才短缺的主要原因,提出解决医院中药人才短缺矛质的主要途径。
我国加人wto,对中医药发展是一个严重挑战和一次前所未有的发展机遇。中医药如何适应国际竞争的需要?中国传统医药精华如何走向世界?走向现代化?大家都十分关注。我国的中药事业发展缓慢,其原因固然是多方面的,但其中最根本的原因是中药人才缺乏,中药队伍人员素质低下。笔者认为,要实现中药现代化,要使我国传统医药在国际竞争中站稳脚跟,人才是关键,培养一支高素质的中药队伍是当务之急。
1医院中药队伍的现状
多年来,在我国医疗单位中存在着重医轻药、重西药轻中药的倾向,在中药人才培养、中药专业技术建设、中药加工炮制、中药质量管理等方面一直未引起高度重视,特别是忽视了中医药人才的培养。在目前医院的中药队伍中,从正规中药大专院校毕业的是极少数,绝大多数是非中药专业科班出身的人员在从事中药工作,中药人才的严重短缺和断层现象、后继乏人现象是严峻的。
2医院中药人才短缺的主要原因
2. 1各级部门缺乏对培养中药人才的重视
目前国家教育系统开办的中药大学很少,连专门的中药学校也不多,中药技术人才无源补充。从事中药管理的各级机构和组织存在重西药轻中药的倾向,没有把中药的技术建设放到应有的位置。在中药人才的使用上,也存在重使用轻培养的问题,只满足于师傅带徒弟的方式,很少举办学习班、函授班等形式来提高他们的理论水平,使中药从业人员得不到正规的训练和教育,这与中药现代化的要求和中药的发展极不相适应。
2. 2医院中药人员的地位和待遇得不到改善
中药和西药的关系应该是平等的,都是医院工作不可缺少的重要组成部分。然而,卫生部门的干部部门至今没有出台正常的中药专业职称晋升制度,致使从事中药工作的技术人员得不到正常的职称晋升,他们的工作环境得不到改善,他们的待遇得不到提高,中药科技工作者的积极性和创造性没有充分调动起来,甚至部分从事中药的人不安心本职工作,改行、调离的现象较普遍,中药队伍无法保持稳定。
3解决医院中药人才短缺的措施
3. 1国家应进一步完善中医药教育体系
21世纪建立一个具有中医药特色的教育体系是十分必要的,这个体系要根据中药现代化的要求,既要培养能从事中药科研工作和担当中药学术带头人的高层次的中药人才,又要培养大量从事中药加工、炮制、制剂生产所必须的初、中级实用型人才。教育部门要根据社会的需求制订长期规划和年度招生计划,并随着社会的进步和发展、随着国际竞争需要不断调整招生结构。在专业设置上,各院校要适应中药现代化需要,培养中药材加工、药剂、制药工艺、药理、检验分析、临床药学等各方面的人才。在教育形式上,既要发展中药的中高等教育,又要坚持职业教育、成人教育、电大、函大等多层次发展,形成完整的中医药教育体系,保证各种中药技术人才都有源源不断的输送渠道,以满足中药现代化发展需要。各医疗单位也要根据工作实际,因地制宜地采取多种形式培养人才,举办各种形式的培训班,组织在职继续教育,以不断提高在职中药人员的操作技术和专业素质。
全国各中医药院校也对此进行了大量的实践教学改革研究,主要集中在饮片观摩、上山采药或开展中药房实习、门诊见习等实践环节教学活动。这些都从不同侧面体现了对学生的临床实践能力的培养,但对中药学相关科研、职业技能训练的环节和方法,尚未做明确而具体的开展和实施。针对上述现状和存在的问题,在《临床中药学》的实践教学过程中非常有必要进行改革。教高[2007]1号文件规定,要“大力加强实验、实践教学改革,重点建设500个左右实验教学示范中心,推进高校实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新。”
二、实践教学的改革目标和措施
《临床中药学》课程涉及知识面广,内容庞大,根据专业理论以“必需、够用”为原则,淡化《临床中药学》课程中一些非重点药物的讲授,集中课时用于《临床中药学》实践环节的教学。目前国际先进高等教育着重于对学生分析问题、解决问题能力的培养,侧重于实践技能训练。因此,我们实践教学的目标就是要着重关注科研和职业两大技能的实践培训,并根据医药类专业的不同,灵活选用各种合适的实践教学模式,各有侧重,从而强化学生各种科研创新和职业实训实践能力。
1.科研技能。
《临床中药学》作为中医专业基础课,其教学内容主要体现以中药基础理论、基本知识技能为主体的特征,要求学生牢固掌握临床中药学药性和药效,以发扬中医药的特色和优势。考虑到中医药专业类的学生后期会学到药理学、中药药理学等药效相关课程,为避免重复性实验,因此在科研技能实践环节中我们主要强调中药药性理论。中药药性即中药性能,是中医药理论对中药作用(主要是功效)性质和特征的高度概括,也是在中医药理论指导下认识和使用中药,并用以阐明其药效机理的理论依据。中药药性实验研究,是对临床中药学总论部分的补充,是整个实践教学的基础,对中医学类专业学生在临床实践中有较高的指导性,有助于学生在未来从事临床工作时更好、更准确地处方用药,提高行医的能力,同时对中药学类专业学生后期开展药效实验或进一步科研深造也打下良好的基础。具体实践实施中,我们采用启发式、引导式等实践教学方法,因材施教,增设紧贴学生相关专业要求的操作简便、效果显著的经典中药药性实验,制定中药性能理论实验讲义,同时也增加部分探索性实验,在教师指导下,由学生自行选择规模较小,周期较短、难度适中的题目或结合教师科研课题,由学生独立完成,增强学生发现问题和解决问题的能力,培养学生初步形成良好的科研意识和科研习惯。最后通过研究报告、实验设计标书或者毕业论文的撰写来评估学生综合运用药性理论的实践教学效果。以大学生实践科研创新训练计划项目等系列大学生科技创新活动为载体,作为主要指导老师,我们已经指导数名本科生获得省级和国家级大学生创新科研项目,主要围绕药性理论的五方面展开:①四性,如选用寒热两性不同的中药附子、干姜和知母、石膏分别观察对发热动物解热或导致动物体温升高等作用。②五味,如观察辛味中药紫苏与紫苏芳香挥发油在辛味“能散能行”(刺激汗腺分泌、扩张皮肤毛细血管、抗菌、扩张血管、改善血循环等)的区别。③归经,如选用示踪剂,经尾静脉注入动物体内,不同时间取动物器官组织,测定各器官组织的放射性强度,将其换算成示踪剂含量,即可反映药物在体内的定位分布及特点,间接提示其作用于机体内敏感的靶器官,验证其归经部位。④升降浮沉,如观察黄芩生用、酒制、炭用等不同炮制方法对升降浮沉的影响。⑤毒性,如选用附子、细辛等有毒中药灌胃实验动物,观察其毒副作用。
2.职业技能。
今年6月国务院印发《关于加快发展现代职业教育的决定》,提出以促进就业为导向,引导普通本科学校转型发展为应用技术型高等学校,加快培养技术技能人才。现代职业教育改革的核心在于注重培养实践能力的同时,兼顾知识、能力和素质的协调发展,培养全面发展的复合型人才,提高学生的就业竞争力和发展潜力。响应国家号召,我们按社会对中医药类技术岗位的要求,采用虚拟和现实相结合的方法,成功建立以培养职业技能为目的的实践教学模式。首先,考虑到真实工作环境的局限性,我们采用现代创新教育技术的方法和手段,结合《临床中药学》课程的特点,建立生动形象的多元化模拟实践教学环境———互动式模拟中药房,并配合计算机软件应用,让学生身临其境,就像在真实的工作环境下参与相关工作,真正体会到所学专业知识在实际工作中的作用,可以大大激发学生的专业兴趣,并为学生走上社会和工作岗位做好充分的准备。互动式模拟中药房就是仿真中药房架构空间布置,将中医师用药处方和中药师调配等一系列过程融为一体,既节省教学时间,又降低教学成本。利用互动式模拟中药房交互特性,首先在CNK“I中国典型病例大全数据库”搜集典型病例,把一些真实的典型问题展现在学生面前,“患者”提出所患疾病的不适,“中医师”推荐正确的中药,“中药师”鉴别、炮制等调配和制备中药。对中医学类专业学生来说,互动式模拟中药房是培养临床应用能力和自主学习能力的好办法,能够让学生对所示病案进行分析、确立治法、选择用药,使学生提前进入中医师角色,加深理解选择用药的技能,体会到中药运用的规律性和灵活性。对中药学类专业学生来说,利用互动式模拟中药房交互特性,熟悉如何审方,如何规范拉斗、如何抓药、称量和倒药等,对中药的动植物形态、中药饮片的形状、中药炮制的具体操作方法、注意事项及中药汤剂的制备方法、特殊中药的煎服方法等有基本的认识了解,让学生能更好记住中药的性能、功效及主治。为使临床中药学的实践教学模式不仅仅拘泥于模拟实践环境,真实环境下的社会实践和毕业实习两个阶段对锻炼学生的职业技能必不可少。社会实践阶段,主要利用课余时间去药用植物园辨认中药,熟悉中药的形状和功效,或利用寒暑假时间,组织学生到野外开展中药资源分布调查,辨认采集动植药物并制作成标本或建立宣传中医中药的社会服务实践平台,向社会大众介绍中药相关的知识,弘扬中药文化,将知识运用于实践,并在实践中收获课堂上所没有的知识。毕业实习阶段主要指加强与医药企业的联系,开展产学研合作教育,建立校外大学生教育实践基地,有目的有计划地安排学生深入到实习基地,使学生在真实的环境下,获得第一手感性知识,真正体会到所学专业知识在实际工作中的作用,以进一步提高学生实际工作的能力。最终,通过资源调查研究论文、研究调查报告或者毕业论文的撰写来评估学生职业技能培训的实践教学效果。
三、结语
关键词:复方中药;发酵工艺;高效液相色谱法;单因素试验;响应面法
中图分类号:R283.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2014)04-0073-05
中药经净制或处理后,在一定温度和湿度条件下,利用霉菌和酶的催化分解作用,使药物发泡、生衣的方法称为发酵法[1]。发酵是一种重要的炮制方法,目的是改变原有药性,产生新的治疗作用,扩大药物品种,并具有去毒存效、增强药效、提高中药提取率等作用[2]。随着生物技术的不断发展以及微生物越来越受到广泛关注,微生物发酵为中药炮制的发展开辟了新的研究空间。但传统的中药发酵采用天然微生物发酵,菌种不纯,代谢理论、药效成分理念模糊不清,生产可控性差,且发酵中药所包含的成分极其复杂,对其成分分离纯化有较大难度,中药发酵研究有限,投入生产的品种更少。鉴于发酵类中药成分复杂,缺乏指标性成分,以高效液相色谱法(HPLC)测定发酵后醇提液的总峰面积来代表发酵后总有效化学成分含量,对复方中药制剂质量评价有一定的参考意义。
本试验以某企业委托的一种复方中药制剂为研究对象,因其传统的发酵炮制工艺生产周期较长,且制剂的质量难以控制,故通过对复方中药发酵过程中影响因素(如发酵菌种、发酵时间、发酵温度、接种量等)进行优化筛选,并采用HPLC分离分析技术测定,对发酵前后醇提液进行监控和对比评价,由响应面法分析确定最佳发酵工艺,为复方中药发酵工艺开发提供一定的基础和参考。
1 仪器与试药
Surveryor高效液相色谱分析仪(美国 Finnigan), SHP生化培养箱、净化工作台(扬州鸿都电子有限公司),ZD-85气浴恒温振荡器(金坛市荣华仪器制造有限公司),HH-S4型电热恒温水浴锅、DZF型真空干燥箱(北京利伟永兴仪器有限公司),RE-3000旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂),SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵(巩义市予华仪器有限公司),KQ5200DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。分析纯乙醇,色谱甲醇以及无菌水。
复方中药及其组方药味由某公司提供(委托方要求复方中药及组方保密);发酵菌种为酒曲,均来自市场商品,分别为醇正醇牌第四代“高效增香型酒曲”(哈尔滨醇正醇酒曲厂)、苏州蜜蜂牌“甜酒曲”(苏州粮油食品有限公司)、安琪牌“甜酒曲”HY12-11、ANGEL、Q/YB2002S(安琪酵母股份有限公司),分别命名为CZC-4、SZ-2、AQ-1、AQ-2、AQ-3。
2 方法
2.1 工艺流程
2.2 工艺要点
2.2.1 浸泡、蒸煮及灭菌 精确称取复方中药原料5.000 5 g,加无菌水至药材表面,浸泡2~3 h,高温(100 ℃)蒸煮1~2 h,至水分被药材完全吸收,密封置于紫外灯下灭菌,待温度降至室温时,放置无菌恒温箱(33 ℃)中备用。
2.2.2 活化 精确称取发酵菌种0.150 5 g,置于灭菌后的试管中,于净化工作台上加入约3 mL无菌水,加棉花塞,放置恒温振荡器中,500 r/min,活化0.5 h。
2.2.3 接种 取出恒温箱中药材(发酵培养基),将活化后的菌种倒置药材表面,边搅拌,边接种。再用少许无菌水将试管壁上的菌种涮下。上述操作过程尽可能迅速完成,以确保菌种的发酵温度维持在一个最适的范围,缩短发酵周期。
2.2.4 发酵 取出接种后的药材,密封置于恒温培养箱中,33 ℃发酵至醇香产生,一般为3~5 d。
2.2.5 制样 将发酵后的药材,按固液比1∶15,80%乙醇热回流提取2 h,提取2次,抽滤,收集滤液,经真空浓缩至膏状无醇味;将浓缩液浸膏用无水甲醇溶解洗涤,定量转移至250 mL容量瓶中,无水甲醇定容至刻度备用。
2.3 分离分析检测与评价依据
采用HPLC进行分离分析[3-4],测定复方中药制剂中各组分的色谱峰面积,依据各组分色谱峰面积的变化来评价复方中药制剂发酵炮制效果的优劣,色谱峰面积越大说明发酵后有效化学成分含量越高,复方中药制剂有效成分越优良。
2.4 色谱条件
色谱柱:Thermo HYPERSIL GOLD C18(150 mm×2.1 mm, 3 μm);流动相A为乙腈、B为1.0%甲酸水。采用全梯度洗脱模式,优化的梯度洗脱条件如下:0 min,3%A;15 min,15%A;35 min,50%A;60 min,100%A;63 min, 100%A;65 min,3%A;75 min,3%A。流速:0.2 mL/min;检测波长:257 nm;柱温:35 ℃。
2.5 发酵前后指纹图谱对比
精确称取复方中药各组成药味,共5.000 5 g,按上述检测工艺,对发酵前的原料进行HPLC分析。精确称取复方中药各组成药味,共5.000 5 g,按上述发酵及检测工艺,对发酵后的复方中药进行HPLC分析。
2.6 单因素试验
以甲醇定容后,采用HPLC测定复方中药制剂醇提液中的各组分色谱峰的总峰面积,以总峰面积提高率为评价指标,评价各影响因素下的发酵效果[5]。总峰面积提高率(%)=(发酵后总峰面积-发酵前总峰面积)÷发酵前总峰面积×100%。
2.6.1 菌种 以CZC-4、SZ-2、AQ-1、AQ-2、AQ-3为发酵菌种,接种量3%、发酵温度33 ℃、发酵3 d,以HPLC总峰面积提高率为评价指标,考察不同发酵菌种对复方中药发酵的影响。
2.6.2 接种量 以SZ-2菌种为发酵菌种,发酵温度33 ℃、发酵3 d,接种量分别为1%、2%、3%、4%、5%、6%,以HPLC总峰面积提高率为评价指标,研究接种量对复方中药发酵的影响。
2.6.3 发酵时间 以SZ-2菌种为发酵菌种,发酵温度35 ℃、接种量为5%,发酵时间分别为1、2、3、4、5、6 d,以HPLC总峰面积提高率为评价指标,研究发酵时间对复方中药发酵的影响。
2.6.4 发酵温度 以SZ-2菌种为发酵菌种,接种量为5%,发酵时间3 d,发酵温度分别为30、31、32、33、34、35、36 ℃,以高HPLC总峰面积提高率为评价指标,研究发酵温度对复方中药发酵的影响。
2.7 响应面法优化发酵工艺
通过单因素试验,根据Box-Behnken中心组合试验设计原理,以复方中药制剂中各组分总峰面积的提高率为响应值,设计3因素3水平响应面分析试验,包括12个析因试验和3个中心试验。因素水平编码见表l。数据用Design-Expert 8.0程序分析确定最优发酵工艺参数[6-7]。
3.3.2 响应面分析 利用Design Expert 8.0软件对二次回归模型进行规范分析,以SZ-2菌种为发酵菌种,发酵温度、发酵时间、接种量之间交互作用对总峰面积提高率的影响见图6~图8。
等高线的形状可以反映出因素之间交互效应的强弱,圆形表示两因素不显著,而椭圆则表示较为显著[12]。比较3组等高线图可直观地看出:AC之间的交互作用显著,等高线呈椭圆形,而AB、BC等高线呈圆形,说明其交互作用不显著,这与方差分析结果一致。从响应面图可以看出此试验模型都能够达到极值点,且稳定点是最大值,即为总峰面积最大的点。
由图6可知,温度在(30,32.87)℃范围内、发酵时间在(1,3.46)d范围内时,两者存在显著增效作用,总峰面积的提高率随着温度和时间增加而升高;而当温度在(32.87,36)℃区间,发酵时间在(3.46,5)d范围时,酒精度反而随着两因素的增加开始下降。由图7可知,温度在(30,32.87)℃范围内,接种量在(1%,3.96%)范围内时,两者存在显著增效作用,总峰面积的提高率随着温度和接种量的增加而升高;而当温度在(32.87,36)℃区间,接种量在(3.96%,6%)区间,总峰面积的提高率反而随着两因素的增加开始下降。由图8可知,接种量在(1%,3.96%)范围内,发酵时间在(1,3.46)d范围时,两者存在着显著增效作用,总峰面积的提高率随着接种量和发酵时间的增加而升高;而当接种量在(3.96%,6%)范围时,发酵时间在(3.46,5)d范围时,总峰面积的提高率反而随着两因素的增加开始下降[13]。
4 小结
本研究通过单因素试验和响应面法对复方中药的发酵条件进行优化,建立了发酵时间、接种量和发酵温度3个因素对总峰面积提高率的二次回归方程模型,该模型准确有效,可用于分析预测各因素对总峰面积提高率的影响。由单因素试验和响应面优化模型确定了SZ-2菌种发酵复方中药的最佳工艺条件,进一步试验证明,采用响应面分析法对复方中药发酵工艺进行优化是非常有效的。本研究结果为复方中药发酵工艺开发提供了一定的基础和参考。
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1调研与总结
在进行中药学本科专业教学内容与课程体系调整改革前,我们专门召开教师和学生的座谈会,讨论中药学本科专业的教学内容与课程体系,提出意见和建议,并到国内兄弟院校如南京中医药大学、广州中医药大学、成都中医药大学等进行调研,对收集到的建议和到兄弟院校学习的经验与调研结果,进行全面总结分析,提出我院中药学本科专业教学内容与课程体系改革的方案。
2调整与改革
按照“教育部和国家中医药管理局颁布的《高等学校本科教育中医学专业设置基本要求(试行)》”[教高厅(2008)3号]文件中有关本科教育中药学专业设置基本要求(试行),参考国内多所中医药院校中药学专业的教学内容与课程体系,对我院中药学本科专业的教学内容和课程体系进行了修订和调整,对课程体系和教学内容进行优化、整合和重组,完善了基础课、实验课、选修课课程体系,精炼和确立中药学的基本知识、基本理论和基本技能,构建中药学本科生合理的知识结构,达到教学内容与课程体系的整体优化。
2.1教学内容调整中药学专业各课程的教学内容要体现现代教育理念和时代要求,及时反映和吸收本学科领域的最新研究成果,根据中药学专业教育的目标和社会的需求及时进行必要调整、补充新的内容,使课程具有科学性、先进性,反映出本学科领域的最新科技成果,体现当前经济和社会发展对人才培养提出的新要求。在教学内容方面,突出各课程的主要内容,教师讲授基本的和共性的部分,减少讲授个性的和特殊性的部分;重点是讲方法,当向导,训练学生的思维方法和基本实验操作技能,在传授基础知识和技能的同时,及时讲授反映专业前沿的新理论、新知识、新技能。加强理论与实践的内在联系的教学,突出实践对促进知识理解和掌握、培养独立工作能力和创新能力的作用。
2.1.1理论教学课堂讲授要精讲,讲方法、讲重点、讲难点和疑点。结合广西丰富的中草药资源和中药产业的需求,理论教学中融入广西特产药材和民族药知识,丰富教学内容,突出民族特色。教学过程加强传授中药的功效、鉴定、种植、采集加工、养护、炮制、质量分析、提取工艺、中药制剂和中成药的生产研究、强化中药安全性评价、中药临床实践等知识。
2.1.2实践教学中药学专业的实践教学占很大比重,主要由实验教学和毕业实习两大部分组成。在实践教学中,完善学生自我训练为主的教学模式,实验采用循序渐进的方法,前期、中期培养学生掌握基本实验操作方法和技能等,注重学生对理论知识的综合应用,特别注重学生创新能力、综合能力的提高,使所学的知识能够灵活地运用并指导实践,提高发现问题、解决问题的能力;后期结合产学研基地实习、科学研究等,重点培养学生查阅文献、自行设计和独立完成实验的能力。在实验教学的前期、中期,采取统一集中教学和开放式教学相结合的手段。对于基础性、验证性实验,主要采取集中教学,教师讲授和学生动手实验相结合,有利于巩固基本实验技能;对于研究性、设计性、综合性实验,主要采取开放式教学,逐步建立学生自我训练为主的教学模式。后期重视毕业实习的开展,加强实习检查,及时与实习单位、实习同学沟通反馈,切实抓好后期教学实习质量,在实习点紧密结合生产实际使学生在实践中培养实干能力,提高学生动手实践能力,成为复合实用型人才。结合社会对中药学专业人才素质的要求,培养学生利用专业知识分析、解决各种问题的能力,鼓励学生利用课余时间到野外认药,到药材市场调查,在大二、大三假期组织学生开展专业见习和社会实践活动,使学生提前接触药品生产、流通、管理第一线,不但巩固了课堂所学的理论知识,又能更好地了解目前药品的质量及市场流通情况,增加学生对社会实际情况的了解,为学生毕业后走上工作岗位打下了良好的基础。
2.2课程体系改革重点是加强基础,拓宽专业口径,加强素质教育,加强创新能力和实践能力培养,培养学生学习能力。对中药学专业课程体系进行优化、整合和重组,调整基础课、实验课、选修课结构,完善课程体系。注意基础课之间、专业基础课与专业课程之间的衔接,精简融合相关课程内容,注重中药学与现代科学技术的融合,构建以中医药学为主干,以化学、生物学和基础医学为基础,以外语、计算机、管理学知识为支持工具,辅之以社会人文科学知识的课程体系。
2.2.1确定主干学科和主干课程确定了中药学、药学、中医学为中药学专业的主干学科,中医学基础理论、中药学、方剂学、生理学、高等数学、物理学、无机化学、有机化学、分析化学、生物化学、物理化学、仪器分析、药用植物学、药理学、中药鉴定学、中药化学、中药药理学、中药炮制学、中药药剂学、药物分析学(含中药制剂分析)、药物化学、药事管理学等课程为主干课程。在必修课中保证中药传统特色课程如中药学、中药炮制学、中药鉴定学、中药化学、方剂学等占有重要地位外,还开设现代药学课程,如药物化学、药物合成、药物分析等课程,使学生除了掌握传统的中药理论知识外,还具备现代医药研究的理论和方法。
2.2.2减少必修课,增加选修课中药学专业的课程设置分为必修课、选修课(包括限制性选修课和非限制性选修课)。确立主干课程后,尽量减少必修课程比重,选修课程达到总课程的10%左右;将中药资源学、药学科研方法等传统必修课列为选修课,增加本草选读、药用植物栽培学、药学综合知识技能等专业选修课,结合学生毕业后部分到医药公司从事营销工作,增加了医药市场营销等选修课程。增加选修课程后,减少了统一要求,满足了学生能力拓展需求,促进学生的个性发展。
2.2.3减少上课学时,增加自学时间学分不变,减少学时。专业课和专业基础课的理论课时、实验课时由原来的18学时计1学分改为16学时计1学分,实习环节1周计1学分,所有课程减少总学时10%。在减少上课学时的同时,通过改革教学方法,加强多媒体教学,提高单位学时的使用效率。学生获得相同学分情况下,上课学时减少,自学和课外时间增加,为学生提供个性化发展的空间。
2.2.4减少理论课程,增加实践课程减少理论课教学学时,增加实验课学时和实习实践环节,理论课和实践课程的比例达到1︰1,提高学生的动手操作能力和实践能力,通过改革,实现理论素养和实验技能并举,强化实验操作能力培养。
2.2.5增加学生毕业实习前的岗前培训为了加强学生热爱中药专业和服务社会的意识,提高学生对专业学习的主动性,培养学生分析、解决实际工作中遇到问题的能力,并且能够顺利完成毕业论文,在学生毕业实习前进行岗前培训,邀请校内经验丰富的实习带教老师,医药生产企业、营销企业、食品药品检验所等单位和学校领导、专家分类分块做实习前的综合技能培训,使学生了解实习单位的情况和实习要求,能够尽快地适应实习岗位,安心实习。
3取得的成效
改革和调整后的中药学本科专业的教学内容与课程体系从2007级中药学专业开始实施,4年来,中药学专业的学生平均就业率达97%以上,特别是2011年中药学专业毕业生的就业率达到99%。教师共指导学生公开58篇,获专利授权2项;学生参加广西全区高校大学生化学化工类论文及设计竞赛,获一等奖11项,二等奖15项,三等奖15项;参加广西普通高校大学生化学实验技能竞赛,获二等奖1项,三等奖4项,优秀奖1项,参赛奖1项;参加全国大学生数学建模竞赛,获广西赛区二等奖5项,三等奖7项,成功参赛奖4项;参加“挑战杯”广西大学生课外学术科技作品竞赛,获一等奖1项,获二等奖2项,三等奖1项;参加“老百姓杯”药师精英赛,获一等奖2项。升硕率也有大幅提升,考上区外重点高校的学生也不少。