药物化学论文范文

2022-05-10

评职称或毕业的时候,都会遇到论文的烦恼,为此精选了《药物化学论文范文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!摘要:本文根据个人教学实践经历,结合教育理论并参照了其他教育者取得的成果,深入思考总结了药物化学教学的流程和双语教学模式及多媒体教学手段,以期为提高药物化学教学质量提供参考。

第一篇:药物化学论文范文

药物化学教学心得浅论

摘要:从课程的同步教学、紧跟学科发展前沿、多元化教学以及基础与重点兼顾等四个方面论述药物化学教学方法,提高药物化学课的授课质量进行探讨。

关键词:药物化学;同步教学;教学方法

随着化学技术和生物技术的发展,药学进入了快速发展的阶段,在目前的大药学背景下,药物化学已成为医药学及其相关专业的核心基础课程。药物化学作为一门专业,阐明药物的化学稳定性和药物分子与机体细胞之间相互作用规律,目标是研发新药;但作为一门药学学科的基础性专业课,是以构效关系和药效、药代为重心。在几年来的药物化学授课的基础上,加以学生和同事的反馈,拟从以下几个方面讨论药物化学的授课体会。

一、与药理学同步教学

在教材内容上虽有各自的偏重,但相关内容有相通之处,章节的编排也类似:药物化学教材[2]中有中枢神经系统药物(镇静催眠药、抗精神病药、镇痛药等)、外周神经系统药物(肾上腺素受体激动剂、局麻药等)、循环系统药物、消化系统药物、抗菌药、抗病毒以及抗肿瘤等章节,药理学教材[2]中也有相通的章节编排。只是药物化学教材中,以化学和构效关系为重心,而药理学教材重在介绍药理、临床、作用机制、代谢等内容。因此在药物化学教学中,加强药理学的互动、沟通,有利于学生加深理解、掌握教学内容、提高教学效率。如:外周神经系统药物中,作用于肾上腺素受体药物的学习中,如果不对α,β受体的生理作用有所了解,则难以准确、深入地理解其作用机制,简单地学习化学结构和临床药效,反而会混淆;结合药理学的教学,先让学生学习肾上腺素受体的分布、药理、机制应答等方面的内容,然后讲解化学结构和构效关系,则容易理解和掌握。化学结构式生物活性的物质基础,药物化学可以从结构上解释药物活性。当然,药物化学和药理学的编排顺序不尽一致,所以可以适当调整授课顺序,因为药物化学和药理学的各章节之间具有比较强的独立性,调整先后顺序不至于有较大影响。尽量做到药物化学和药理学的同步授课,使两门课相互贯通,彼此照应。

二、跟踪前沿,兼顾历史

医药学科发展迅猛:新的药物靶点不断被发现;新的药物作用机制被阐明,甚至对教科书已有的观点或理论进行修正;每年都有二三十个左右的新药(NCE)上市。这对药物化学课程的讲授提出了挑战,应该获取课本以外的最新研究内容,掌握相关最新研究动态。比如在介绍神经退行性疾病治疗药物时,目前的教材收录的治疗阿尔茨海默症的药物主要是针对乙酰胆碱酯酶抑制剂,如盐酸多奈哌齐、石杉碱甲等,但现在基于抗神经炎症和Tau蛋白过度磷酸化的药物研究非常受重视;抗肿瘤药物研发是目前最为活跃的领域,每年都有新的抗癌药上市,无论是作用机理还是作用靶标都超过了教材收录的范围,在讲解经典的抗癌药物的同时,要补充一些代表抗癌药物研发前沿的新药或在研药物:针对肿瘤血管的抗癌药(Avastin),针对信号通路的抗癌药物(Cyclopamine)[7]。可以适度补充这方面的最新研究进展,使学生对药物化学这门课程有更深更宽层面的了解。

药物化学发展从阿司匹林的合成开始,已有100多年的历史,既有阿司匹林这样的百年老药,也有上市后旋即退出医疗市场的不成熟药物,但每个药物的背后都有一个值得关注的励志故事:或按部就班,反复优化如沙坦类药物和头孢类药物,或偶然发现,幸运得到如利多卡因、青霉素G。药物的发现需要药学家的严谨、细致的工作态度,善于发现新事物、新现象的敏锐洞察力,在讲授药物化学课程时,结合具体药物适当地插入相关的“历史故事”,既可以加深印象和学习兴趣,又可以让学生认识到新药研发的“不易”和“易”。如:弗莱明发现青霉素,Domagk发现磺胺抗菌药,从57个异芦竹碱类衍生物中筛选出局麻药利多卡因,从300多个吲哚类衍生物中发现抗炎药吲哚美辛,Bruce D. Roth 31岁既发现迄今为止最畅销的药物——阿伐他汀以及何大一发明“鸡尾酒疗法”等“幸运”案例,让学生了解新药研发的魅力,学生喜欢药物化学这门课,同时吸引更多优秀学生从事药物研究工作。另一方面。也要展示新药研发的高风险的一面:如辉瑞公司研发的伐地昔布(Valdecoxib)和默克公司研发的罗非昔布(Rofecoxib)因增加心血管风险,被FDA要求退市。

三、多元化教学

目前高校中普遍重视科研,教学上用时用力势必减少。但本科教学关乎学生的未来,也是高校的基石,作为讲师应从学生的角度和学校长远发展的角度,坚守高质量教学的标准。

1.精心准备,热情表达。根据学生和同行的反馈,精心制作课件,并做好课前的准备工作。不仅需要补充前沿的内容,还要在重点和学生反映的难点上下功夫,合理设计药化课件、改变讲课角度,使学生易于接受。利用网络资源,学习国内外优秀同行的授课经验,扬长避短,精益求精。对于一些难以理解的药物作用机制,可以利用PPT的动画效果或flash制作动态课件。如:在解释抗癌药物顺铂(Cisplatin)作用于DNA的活性机制时,使用从网络下载的视频CisPlatin-Mechanism of Action,可以非常逼真地演示顺铂作用于DNA的过程,一目了然,印象深刻。还有诸如用锁钥比喻解释虚拟筛选(Virtual Screening),以卧底比喻解释抗代谢药物等,让学生易于理解。药物化学是药学院学生必修的专业课,学生自身也比较重视。但仍需要在授课时全身心地投入,张弛有度,重点突出,在一种良性互动的气氛中完成授课。

2.前后呼应,适当调整。目前的药物化学教材比较成熟,但毕竟是静止的教材。在讲课时可以适当地进行总结、对比。比如,讲解抗心律失常药物时可以与局麻药联系起来。因为这两种药物有共同的作用靶点——Na+通道[1,2],并且有些局麻药具有良好的抗心律失常作用;而抗心律失常药普鲁卡因胺就是优化局麻药普鲁卡因时发现的电子等排体。学习β受体阻滞剂(普萘洛尔等)时,对照β2受体激动剂(沙丁胺醇等),使学生从同一受体的激动和抑制正反两方面理解;在介绍非甾体抗炎药时,对照甾体抗炎药(糖皮质激素药)。在介绍NO供体药物(硝酸甘油等)时,补充一些NO抑制剂(抗炎免疫活性化合物)方面的研究进展[9],既可以拓宽知识面,又认识到NO在体内的含量调节是谨慎、敏感的,通过以点带面,认识到药物的生物活性必须控制在一点的安全范围内,过度地抑制或激活都会产生副作用。这样的对比和联系,既加深印象,又利于總体掌握。

3.结合实际、案例教学。在学习布洛芬时,可以补充儿童常用退烧药美林的相关资料。结合日常用药学习药物化学,既可以加深理解,又有一定的指导用药作用。在学习第二章镇静催眠药时,将唑仑类药物与误传甚广的迷幻药(被施药后一段时间内失去自制力,而受外人控制)联系起来,既提高学生的警惕性又起到廓清误传的影响。结合时下发生的医药事件也是一种不错的方法。如:2010年讲课时,在讲授抗肿瘤药物时结合博导制售假药案,实事求是地评价,既让学生正确了解是件始末,又了解目前药物研发面临的问题;在讲授抗HIV药物时,补充N Engl JMed报道的一种复方药Truvada,因为药效强烈而留下深刻印象;在讲授抗病毒药物时结合H5N1和H7N9的社会热点讲解,可以大大加深学生的印象。

4.强化实践教学。药物构效关系是药物化学课程中比较重要的知识点,如果仅仅是记忆教材上总结的规律,难以有深刻的理解。适当补充特殊的案例或目前正在进行的药化研究成果,鲜活的教学实例对学生的影响要明显优于教材。在讲解新药设计与开发章节中的脂水平衡常数时,笔者结合自己正在进行的利莫那班类似物的研究结论:引入-OH后再进行酯化,既可以增加生物利用度,又降低血脑通透率,降低中枢神经毒副作用。实例说明改善药物的脂水平衡对药效和药物副作用的影响。

同时鼓励学生对教材中的药物合成路线提出补充,自行设计或查阅资料,只要合成路线合理就可以采用,这一点在平常的学习和考试中都是可以接受的。药物化学是理论与实践并重的学科,不能鼓励学生以记忆和背诵的形式学习这门课。

四、基础扎实,重点突出

目前,药学学科发展迅猛,药物化学教材也是颇多,在教学时需要根据所在学院的具体定位和学生基础,选用合适的教材。教材内容充分,收录的药物繁多,因此在教学时既要掌握扎实基础,又要选择代表性的药物或知识重点讲深、讲透。如局麻药普鲁卡因,既是临床常用药,又是天然产物研发新药的突出代表,因此在学习时,不仅介绍作用机理、临床药效,还着重介绍从可卡因到普鲁卡因的研发历程。抗生素发展迅速,教材中收录较多的药物,但在教学中,总体介绍青霉素和头孢菌素之后,重点介绍青霉素G和头孢噻肟钠,并在介绍过程中对比青霉素和头孢菌素的结构、药效、安全性的异同,让学生技能掌握抗生素的优良疗效,又能理解安全性的来源。

教师是决定教学质量的关键因素,新的教学形式对教师提出了较高要求,不仅要有理论基础知识,更要有专业经验和科研背景,既要做知识的传授者,更要做学习的引导者,培养学生的学习能力和創新能力。药物化学是一门既有“深度”又有“宽度”的课程,作为药学领域的专业性基础课,是药学学生必修科目,既要求学生掌握基础,又要培养学生具备新药研发的初步意识,这是培养学生学习能力和创新能力的良好契机和平台,也敦促教师努力提高教学水平。

参考文献:

[1]尤启东.药物化学[M].第7版.北京:人民卫生出版社,2011.

[2]朱依谆,殷明.药理学[M].第7版.北京:人民卫生出版社,2011.

[3].许士凯.药物发现史[M].北京:中国科学技术出版社,1993.

作者:汤建 李红霞 杨永青 周爱华

第二篇:药物化学教学探讨

摘要:本文根据个人教学实践经历,结合教育理论并参照了其他教育者取得的成果,深入思考总结了药物化学教学的流程和双语教学模式及多媒体教学手段,以期为提高药物化学教学质量提供参考。

关键词:药物化学 化学结构 双语教学 多媒体

药物化学(medicinal chemistry) 是建立在化学学科和医学、生物学科基础上,设计、合成新的活性化合物,研究构效关系,解析药物的作用机理,创制并研究用于预防、诊断和治疗疾病药物的一门科学[1]。它有着十分丰富的内涵和广阔的研究领域,既要研究化学药物的结构、性质和变化规律,又要了解用于人体后的生理、生化效应。在创制新药中,药物化学提供后续学科研究的物质基础,起着十分重要的作用,是药学研究领域中的带头学科。

1.药物化学和其它学科的关系

药物化学的发展经历了一个多世纪的时间,其发展过程与相关学科如化学、基础医学、计算机技术、现代生物技术等的发展有很大的关系。药物化学的发展与相关学科的发展是相辅相成的。一方面,不同的学科发展促成了药物化学的不同发展阶段。相关学科的发展不仅为药物化学研究提供了物质手段,也对其思维方式和研究方法产生了影响,出现了崭新的认识途径和方式,甚至使药学模式发生转变。另一方面,药物化学发展的需求又迫使相关学科进一步发展,以适应其研究的需要,为其提供更有力的工具。随着药学发展,药物化学与相关学科的合作日益增多,界限日益模糊,先后出现了生物无机化学、生物有机化学、生物药物化学等一系列交叉学科,使化学与生物学的理论和技术进一步相互融合、相互渗透,出现了一体化的趋势[2]。

2.药物化学教学

药物化学与其它学科的交相辉映,表明学好药物化学具有重要的意义。学好药物化学应以药物发展史为线索,以化学结构位中心,以实践应用为目的,结合双语教学模式和多媒体教学手段。

2.1 药物发展史教学

药物发展史教学是指对某类药物发展历程中的每个阶段药物进行优缺点评述,穿插一些药物发展史话。这种教学能增加学生的兴趣,调动学生的积极性,以利于每类典型药物的教学。

2.2 化学结构教学

学完药物发展史就进入典型药物的学习,将涉及多种多样且数量庞大的化学结构。化学结构是药物化学教学的核心。对于某个药物的教学,首先应分析结构,观察这个药物具有什么样的基本结构,包含什么样的官能团或结构片段。通过对结构的剖析可加深对结构的理解记忆;其次,展开对物理性质的讲授,学习物理性质要一看、二嗅、三测定。一看晶型,二嗅气味,三测定熔点、沸点、溶解度和旋光度等;再次就是主要的化学性质,通过对药物结构的剖析,观察某个官能团或片段或整体各能表现什么样的化学性质。再次就进入药物合成阶段,对已有路线进行机理分析和评价,之后和学生讨论是否还有其他合成途径;再次,讲授药物的临床应用,该药物治疗什么疾病,作用机理及临床使用应注意的事项;最后根据药物结构,分析药物在体内的代谢,在Ⅰ代谢中都发生哪种类型反应,在Ⅱ代谢中发生哪种结合反应。这就是一个药物教学的过程。由此可见化学结构的核心地位。

2.3实验教学

试验教学是理论教学的巩固和进一步深化。改革传统的药物化学实验教学方法和内容,改部分验证性实验为设计性实验。设计性实验只给实验课题,让学生自己动手查阅文献,设计实验步骤,集体展开讨论,在教师的指导下确定实验方案,并以科技论文的形式提交实验报告。新的教学方法不仅激发了学生的学习积极性,拓宽了学生的知识面,同时有利于提高学生分析问题、解决问题的能力,有利于激发学生的积极性和主动性,培养学生创新能力对学生解决实际问题的能力,更有利于培养学生成为全面复合型人才[3]。这种设计性试验何等也进行了尝试,阐述了药学本科药物化学设计性实验3 种类型(设立全新设计性实验,设立与生产实践相结合的设计性实验,设立新技术、新方法与传统方法对比型设计性实验)的选择,并以微波促进褪黑激素的合成为例进行了讨论,取得了较好的结果[4]。另外多媒体实验教学相对于传统教学具有课堂信县量大、节约教学时间、生动直观、可实现虚拟实验等特点,在素质教育中具有重要作用[5]。

2.4 见习实习

见习和实习又是在试验基础上的进一步深化,更贴近实际应用,通过见习让学生了解校内外实践的异同,进一步让学生明确今后学习的针对性及社会的需求。实习则是对所学知识的具体应用,也为走上工作岗位打下坚实的基础。通过见习实习,学生对自身有了较为清晰的认识,为今后工作学习指明了方向。

2.5 双语教学

药物化学在西方发展迅速,其涉及的药物大多来自西方国家,要在西药方面加强和西方的交流和合作,既要精通英语,又有丰富专业知识,因此高素质“复合型”人才培养势在必行,“双语教学”大势所趋。药物化学采用英汉双语进行教学对了解世界新药研制开发的最新信息、追踪临床新药应用最新动态,保持教学内容与时俱进等方面具有重要意义。双语教学为新型药物化学人才的培养提供了一种有效的教育模式。双语教学有助于学生阅读大量国外专业文献,快速有效地获取最新的相关药物化学信息和进展,了解药物化学领域的最新发展。双语教学还可以培养学生的外语应用能力,为学生今后在科研工作中撰写学术论文,进行国际学术交流奠定基础。双语教学也可以提高教师的外语水平,把握药物化学的最新发展方向与动态,有利于教学水平和教学质量的提高[6]。

2.6 多媒体

多媒体教学是近年来新兴起的教学辅助手段。在药物化学教学过程中采用多媒体教学方式,解决了传统教学方法信息量小、药物分子式书写麻烦等缺点,提高了教学质量。多媒体教学具有共享性和延伸性多媒体教学的课件、资源均可共享,教师之间可以很方便地交流,探讨。采用网络课件教学,还可以实现远程教学,特别是对成人教育的学生,他们对同一次课堂内容,可以多次重复学习,相当于将课堂延伸到了课外。但多媒体教学也有它的弊端:影响学生逻辑思维能力的培养;图文、声像并茂的多媒体课件分散学生学习的注意力;影响师生之间的感情交流和沟通[7]。在现代教学模式下合理运用多媒体做好药物化学的教学工作是一个教学工作者需要认真探讨的内容。因此综合多媒体的优缺点,合理利用好多媒体在药物化学中的教学意义重大。陈优生等[8]在《论药物化学多媒体教学》一文也提出,多媒体教学和传统教学都具有对方在教学里不替代的作用,如果合理运用多媒体教学,将这种先进的现代教学方法与传统教学方法有机地结合,优势互补,就能在药物化学教学中取得事半功倍的教学效果。

3.结语

药物化学的教学是一个复杂的工程,需要多方面综合考虑,尤其是要结合教学实际,因材施教,同时也要灵活运用各种教学方法,体现出课程的时代性、信息性、趣味性,这样才能收到良好的教学效果,实现这门课所具有的重要价值。

参考文献:

[1]仉文升,李安良.药物化学[M]. 高等教育出版社,2009

[2]徐丹丹,偶志红,李青山.药物化学的发展与相关学科的关系[J].医学与哲学.2004,25,(7):37-38.

[3]周小平,张明,杨晓虹,等.“设计性”药物化学实验教学的初探[J].吉林粮食高等专科学校学报,2003,18,(3):23-26.

[4]何菱,金辉,李举联,等.药学本科药物化学设计性实验类型及教学方法探讨[J].大学化学2004,19(5):20-23.

[5]梁林,龚海英,张丽,等.药物化学多媒体实验教学与素质教育[J].医学教育探索,2006,5,(3):283-284.

[6]董磊,赵芬琴,刘蕾,等.天然药物化学.实施双语教学的探讨[J].中国科技信息,2009,14:230-234.

[7]李福荣,段桂运,肖玉良.多媒体应用于《药物化学》教学的体会[J].中国科技信息,2007,8:204-205.

[8]陈优生,刘晓庚.论药物化学多媒体教学[J].广东化工,2006,33(9):77-79.□

作者:戴 一

第三篇:中药血清药物化学研究进展

[摘要] 中药血清药物化学是通过口服给药后,对血中移行成分进行鉴定分析,从而快速筛选药效物质基础及揭示复方配伍规律的有效方法。在近20年的发展中,得到了众多学者的认可及普遍应用。随着血清药物化学和血清药理学、药代动力学、代谢组学、网络药理学、系统生物学等学科的交叉融合,其在沟通药物体内外变化、药物之间的相互作用、药物与机体之间的相互作用等方面体现出了较强的优越性,契合了中药配伍使用、多成分、多靶点、多种作用机制的复杂性。该文通过查阅2013—2016年CNKI Scholar 和 Pubmed 2个数据库中与中药血清药物化学相关的文献,对有关的研究成果进行了统计分析,并对血清药物化学研究中供试样品制备、实验动物选择、给药方案确定、取血方式和时间、血样制备和处理、血中移行成分分析等关键技术难题及多种解决方法进行了经验性归纳,同时,展望了中药血清药物化学的拓展及综合应用,以期为该方法在中医药研究中更好的应用奠定基础。

[关键词] 血清药物化学; 血中移行成分; 药效物质基础; 中药复方

Research progress of serum pharmacochemistry of traditional Chinese medicine

MA Feixiang, XUE Peifeng*, WANG Yuanyuan, WANG Yinuo, XUE Shuyuan

(College of Pharmacy, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010110, China)

[Key words] serum pharmacochemistry; constituents migrating to blood; effective substances; Chinese medicine compound

中藥是在中医理论指导下用于预防、治疗疾病或调节人体机能的药物。从古至今,中药经过数千年的临床实践,疗效确切,是维护我国人民健康的重要手段,也是中华民族传统文化的瑰宝。但由于中药化学成分和人体系统的复杂性,导致发现中药有效成分及药效物质基础、探索中药作用机制和复方配伍规律等问题很难阐明,大大阻碍了中药的科学应用和国际推广,使得中药的发展面临困境。基于此,我国学者王喜军教授经过大量实践和总结,于1997年提出了“中药血清药物化学”,即中药经口服给药后,制得含药血清,分析鉴定或表征血中移行成分,研究血中各个成分体内的变化过程,揭示药效物质基础,解析方剂配伍规律等问题的研究方法[1]。本文作者就中药血清药物化学在近年中的发展进行回顾,综述2013—2016年相关的研究成果及技术操作经验,展望中药血清药物化学与其他学科的交叉与应用。

1 研究成果及发展趋势

分别在CNKI Scholar 和 Pubmed中检索血清药物化学相关的中英文文献。所查范围为2013年1月至2016年11月,在 CNKI Scholar 以“血清药物化学”及“血中移行成分”搜索到相关中文文献208篇,Pubmed以“Serum Pharmacochemistry”检索到149篇文献。下载后,以是否建立血清指纹图谱,或是否对血中移行成分分析及鉴定为标准,使用Endnote 软件对其筛选,得到有效期刊论文93篇,相关学位论文43篇,综述21篇,见图1。

其中,共发现了959个血中移行成分,药物原型入血487个,鉴定239个;代谢新物质344个,鉴定49 个;还有128个未定性的入血成分,见图2。

综上,比较2003—2013年的论文数量、血中移行成分的分析及鉴别程度,都以成倍的速度发展,血清药物化学相关研究在近年的研究趋势可见一斑[2]。

2 血清药物化学中的关键技术

2.1 供试样品的制备

供试样品的制备多分为2种:①按中药原方配伍,以原剂型制备工艺制备,韩旭阳等[3]按原方汤剂比例将各药材称取后,其中4味药以10倍量水回流提取2次,每次1 h,合并,浓缩;后将剩余2味药以10倍量95%乙醇提取2次,每次1.5 h,合并,回收至无醇;将上述提取物合并,备用;②制备药物有效部位,王永林等[4]将杜仲的水提物经正丁醇萃取,回收溶剂后水溶,过D101大孔吸附树脂柱,收集40%乙醇洗脱部分,制得有效部位进行血中移行成分研究。

也有学者以含药血清中峰数、峰面积以及主要入血成分含量为指标,对药物的水提物、醇提物、传统剂型提取物及现代剂型提取物进行了考察,最终选定较好的制备方法[5]。

2.2 实验动物

通常依据药物的性质和适应症对实验动物的种类、性别、生理状况等进行筛选,一般以大鼠为实验对象。其中实验动物的生理状况对研究结果的影响已引起部分学者的关注,Wang等[6]分别用正常大鼠和急性血瘀模型大鼠进行大黄和酒炙大黄的血清药物化学研究。给予大黄后,发现芦荟大黄素O二葡萄糖醛酸苷和大黄素O二葡萄糖醛酸苷仅存在于正常大鼠血清。给予酒炙大黄后得到相同结果,且在正常大鼠血清中还发现了大黄酸1O葡糖苷和决明酮8O葡萄糖醛酸苷2个新的代谢产物。姚红锐等发现毛菊苣有效部位在正常大鼠中有6个入血成分,但在高脂模型大鼠中仅检测到1个微量成分。有学者认为病理模型的含药血清因更能反映药物的体内变化而更具研究价值。但在近年文献中,绝大多数学者选择正常动物作为实验对象,可能由于病理条件下机体免疫能力激活,对含药血清较正常状态下存在一定“消耗”,导致血中移行成分减少,不便于检测分析[7]。

2.3 给药方案

给药剂量一般为临床等效剂量或极限给药剂量(最大耐受量或半数致死量),可通过预实验研究确定。通常以水溶样,灌胃给药,一般大鼠的灌胃量为0.02~0.03 mL·g-1。由于药物水溶性的问题,可能使给药体积太大,导致大鼠出现呕吐不适或检测不到血中移行成分的现象。遇此情况,可将药物通过冻干粉干燥及喷雾干燥技术进行提取物浓缩,其中前者较后者要求更好的水溶性,但其回收率较后者更高。李越峰等[8]将四逆散以芍药苷等主要化合物含量为指标,制成冻干粉后给药,通过10批样品建立了血清指纹图谱,具有良好的特征性和专属性。此外,也可加入适当比例的助溶剂(CMCNa,1,2丙二醇等)制成灌胃液。刘佳丽等[9]对逍遥散乙醇提取物的石油醚萃取物进行血清药物化学研究,用1,2丙二醇水制得灌胃液,得到了可喜的研究成果。

不同研究所采用的给药次数不尽相同,通常有几下几种:①给药前12 h禁食,自由饮水,早晚各给药1次,连续给药3 d,取血备用,李永军等利用此法给药,对不同的单药[10]及复方[11]进行了血清药物化学研究;②给药前12 h禁食,自由饮水,一次性给药适量,取血备用,李广雷等[12]以此法给药,对西洋参枸杞子胶囊进行了入血成分的分析;③以原药治病原则为指导,以人服药方式及疗程为依据,对实验动物等效实施,雷志丹等[13]以临床为指导,每天1次,连续给药12 d,研究建立了舒胸片的含药血清指纹图谱;④短时间内连续给药,Wang等[14]以连续灌胃3次,每次间隔1 h的形式,对当归芍药散进行了血清药物化学研究,向青等[15]也以此形式对栝楼桂枝汤的血中移行成分进行分析,鉴定了其中16个成分。

2.4 体内样品的采集、制备、处理

2.4.1 血样采集 通过以上文献统计,总结近年血清药物化学研究中血样采集方式,见表1。

肝门静脉取血 操作较简捷,取血量较多,实验动物不能存活,适合单次取血 包含最原始吸收入血成分,也包含体循环中血液含有的成分,便于血清药物化学初探研究

腹主动脉取血 操作简单,取血量更大,实验动物不能存活,适合单次取血 血中移行成分多为代谢产物,为血清药物化学研究后期主选,如血清药理学研究、制备血中移行成分等

眼眶后静脉丛取血 取血量较少,但可多次取血,操作要求较高,检测器要求高,一般为LCMS等 可考察一段时间内,同一实验动物的血中移行成分的变化

尾静脉取血 与眼眶后静脉丛取血特点相似,但操作容易,在多次取血方面更易达到要求

由于不同药物在机体内的ADME截然不同,需根据研究目的及预实验找到具体的采血时间。李强等[16]在三黄汤的血清药物化学研究中,采用腹主动脉取血,于0.08~12 h的12个时间点进行采血,发现32个主要入血成分,鉴定和归属了其中29个成分。Zhang等[17]将刺五加灌胃给药60 min后,肝门静脉取血,发现了12个原型成分,9个代谢成分,较体外131个成分得到了快速的筛选。Fan等[18]将通脉养心丸的甲醇提取物灌胃给予大鼠,分别于给药后1 h和2 h,眼眶后静脉丛取血,通过UPLCQTOFMS检测,發现40个血中移行成分,并对其中甘草素、异甘草素、甘草酸、甘草次酸的药代动力学进行了深入研究,证明了方中桂枝对甘草中这4个成分的体内吸收起到促进作用,表明方中甘草桂枝配伍具有增效作用。卢芳等[19]采用尾静脉取血的方法对黄连1,1.5,1.75,2,2.25,2.5,3,4 h入血成分进行研究,最终发现在2 h时血中移行成分的含量达到峰值。除上述4种常用取血方法外,向文英等[20]采用股动脉取血的方法,检测到了头花蓼含药血清中的18个血中移行成分。

2.4.2 血样制备 血样通常分为血清及血浆。若需制得血浆,则需在取血管内加入适量抗凝剂(多为肝素),血清则无要求,见表2。实际研究中,为提高血中移行成分的检测浓度,减弱个体差异性,增加研究的合理性和操作性,可将同组中不同实验动物的血样混合处理[2123]。

2.4.3 血样处理 血样中含有的多种内源性蛋白严重干扰血中移行成分的检测分析,故应首先去除蛋白质。主要方法有溶剂法、酶解法、超滤法、加热法等。处理后,有时因其他内源性物质的干扰或待测组分的含量较低等原因,导致检测时干扰物质过多不便分析或未达到检测限度的现象,可通过分离纯化法进行选择性提取及富集予以解决。总结所查文献,发现近年除蛋白质的方法以溶剂法为主,分离纯化法以萃取法为主,见表3。

2.5 血中移行成分分析

血中移行成分的确认、鉴定及分析方法,多是建立在不同级别的LCUV及LCMS技术上,通过不同的分析方法得出结果。除直接将体外图谱、体内空白图谱、对照品与血样的图谱通过保留时间及一些特征性指标核对外,吴贤波等[32]采用HPLCQTOF Ⅱ技术对防风的血中移行成分采用有机溶剂沉淀 加入与水混溶的有机试剂,一般多为甲醇与乙腈,得到其上清液pH 8.5~9.5,较乙醇、丙酮等试剂影响pH小。血样与有机试剂体积比一般为1∶(1~4)时,可将97%以上的蛋白除去。离心参数:1万~14 000 r·min-1离心5~10 min[2425]

强酸溶液沉淀 加入强酸,例如不同百分比的三氯乙酸、高氯酸等,pH 0~4.0,遇酸分解的含药血样不易使用本方法。血样与强酸溶剂体积比一般为1∶0.5左右时,可将90%以上的蛋白除去。离心参数:1万 r·min-1离心1~5 min[2627]

液液萃取(LLE) 通过待测组分与干扰物质的油水分配系数不同达到分离。常用溶剂:乙酸乙酯、正丁醇等。体积比多为1∶(1~2);操作简单,选择性强。但易出现乳化现象,可加适量中性盐减少此现象。多液液平衡后,离心制得。离心参数:1万r·min-1左右离心5 min[2829]

固相萃取(SPE) 根据待测组分的性质,选择不同分离原理的小柱填料,通过改变流动相,使药物与内源性物质在小柱的保留时间不同,选择性收集,达到分离。一般的操作流程:活化—加样—冲洗—收集。因现使用的填料多为亲脂性键合硅胶,则一般以甲醇润洗后,应用水或适当缓冲液冲洗小柱,保证回收率。加样体积大多为固定相质量的1%~3%,体积最多不可超过2 mL,流速1~2 mL·min-1,样品溶剂不能过强,以防出现“穿漏现象”,降低回收率。冲洗及收集时的溶剂体积为每100 mg固定相0.5~0.8 mL,其特点是回收率、重现性较好;可避免乳化现象等,但也因价格昂贵,技术要求高,使得现使用学者较少[3031]

主成分分析法(PCA)进行比对鉴别,分别通过Plant Medica,Chem SPIDE,MASSUNION检索出防风的原型化合物,建立其化学成分的鉴别数据库,再与实验获得的数据全部通过Mzmine 2.9软件进行标准化处理,后再以PCA分析得出5种原型成分,鉴别4种;代谢物22种,鉴定2种。董巍等[30]利用UHPLCQTOFMS对蜜炙对叶百部的血样进行采集后,采用MassLynx V4.1工作站进行扫描,后采用Waters代谢物鉴定软件MetaboLynx与建立好的数据库进行核对,表征了40个血中移行成分。Wang等[33]建立了一种以UPLCESIQTOFMS数据收集,MassLynx软件建立表征成分,后经PCA和正交偏最小二乘判别式法(OPLSDA)综合分析的方法,快速筛选鉴别目标化合物。并成功的应用到了关黄柏的血清药物化学研究中,从46个质谱峰中,快速准确的确定了其中12个原型入血成分,12个代谢成分。Yan等[34]综合利用背景减法和多数据处理方法(BsMpa)快速的归属及鉴定了双黄连方剂入血后的39个原型成分和29个代谢产物。

3 血清药物化学的方法拓展

3.1 血清药物化学血清药理学方法

近年,血清药物化学和血清药理学方法在中药的药效物质基础及作用机制研究中得到了广泛的认可及应用,但二者联用的报道甚少。唐峰等[35]利用上述结合方法探讨了麻黄附子细辛汤抗炎和免疫抑制的物质基础,首先制备15,30 min,1,2,4,6 h各时间点含药血清,通过LCMS进行血中移行成分分析,与此同时利用ELISA法及MTT法检测不同时间点含药血清的相关药理活性,最后利用逐步回归法对各成分与药理指标进行相关性分析,得出甲基伪麻黄碱、苯甲酰次乌头原碱等7个原型成分及1个未知代谢成分与其抗炎和免疫抑制的药理作用密切相关。刘菊燕等[36]也采用了类似方法,以茅苍术提取物的含药血清为实验对象,推测11个入血成分均可能为该药保护心肌细胞氧化损伤的物质基础。此类方法的特点在于均以含药血清为实验对象,确定其药效活性的同时初步判断其有效成分,将体内、外实验结合,操作过程中存在相互穿插,大大减少了实验周期,是一种有效、快速、准确的药效物质基础寻找途径。

3.2 血清药物化学网络药理学

2007年,Andrew首次将网络药理学定义为一种基于系统生物学、多向药理学及计算机辅助技术,将药物作用网络与机体生物网络整合,分析药物在网络中与特定节点或模块的相互作用关系,揭示药物与机体之间相互作用的学科[37]。网络药理学的“整体探究、系统调节”与中药“多成分、多靶点”的研究内容相呼应,在寻找中药作用靶点及药效物质基础,阐述作用机制、配伍规律等方面体现出独特的优势。血清药物化学在中药中的应用主要集中在快速筛选药效物质基础上,但对探寻作用机制需另寻他法。唐峰等[38]将血清药物化学血清药理学与网络药理学进行结合,首先利用血清药理学方法对含药血清进行药效学研究,同时对其血中移行成分进行鉴定分析,最后利用网络药理学预测靶点,初步揭示了细辛挥发油抗过敏性鼻炎的有效成分及其潜在靶点。周文斌等[39]通过血清药物化学研究确定了土家药天珠散的5个血中移行成分,并使用Discovery Studio3.5软件进行反向找靶,获得Fit value≥0.6的药效团模型861个,后通过KEGG,BIOCARTA 2 个 pathway数据库筛选到9個与血管性痴呆有关的信号通路。Zheng 等[40]将血清药物化学与网络药理学等多学科相结合,建立有效组分(血中移行成分)靶蛋白网络,经代谢组学筛选生物标志物,进行通路富集分析,最终建立“基因蛋白质代谢物”层次的分子网络,通过组织病理、免疫组化技术相互验证,揭示了蒽醌类化合物(大黄酸和大黄素)和黄烷醇类化合物(儿茶素和表儿茶素)是大黄抗肾间质纤维化的药效物质基础,其作用机制是通过调节细胞外基质的异常积累,控制炎症因子的释放,保持凝血和纤维蛋白溶解平衡的协同作用发挥疗效。

3.3 中医方证代谢组学

王喜军教授继1997年血清药物化学概念提出后,根据近20年的研究实践经验,于2012年提出了中医方证代谢组学,即利用多维联用分析技术,以体液中小分子代谢物为取向探寻中医证候实质,表征证候的代谢轮廓及生物标志物;以生物标志物桥接动物模型和证候,建立反映证候本质的动物模型;以方剂对证候/模型代谢轮廓及代谢标志物的影响评价方剂整体效应,同时采用一体化研究模式,在有效状态下,分析口服方剂后体内直接作用物质及其与代谢标志物的关系,揭示方剂的药效物质基础,阐明方剂有效性及配伍规律[41]。其特点在于将血清药物化学与代谢组学整合,实现系统生物学与中医药整体观念相呼应,以“体内内源性物质药物外源性物质体内代谢物质”为媒介,并通过PCMS分析方法,确定药效物质基础,得出物质之间的变化与关联,即“中医证候生物标志物方剂体内直接作用物质药效生物标志物”,构建“中医方剂证/病整体效应调控”网络,对中医药中的“证侯和方剂”进行更深层次的阐明。王喜军课题组运用中药方证组学对茵陈蒿[42]、金匮肾气丸[43]等多个不同的复方及对应的病证进行了相关研究,并在SCI源杂志发表论文80余篇,取得了可喜的成果[44]。

4 结语

中药血清药物化学结合多种系统生物学方法,可构建体内与体外、病证与疗效的桥梁。通过HPLC图谱表征中药成分体内外动态变化,分析鉴定血中移行成分,并归属有效成分,不仅有利于中药药效物质基础的快速筛选与复方配伍规律的探索,也可通过血中移行成分性质及含量的变化,为中药的质量控制[4546]、品种鉴定[47]、炮制机制研究[6,30,48]等开辟出更广阔的研究思路,从而丰富中医药标准化、现代化、国际化研究方法。可以预见,随着血清药物化学和其他学科的融合,其在中药研究中必将发挥越来越重要的作用。

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[责任编辑 曹阳阳]

作者:马飞祥 薛培凤 王媛媛 王怡诺 薛淑媛

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