基本信息
- 项目名称：
- 一种快速确定中药化学成分的新方法——经方“泻心汤”化学成分揭秘
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以《金匮要略》中记载的复方中药“泻心汤”为研究对象，通过文献检索共获得复方中药泻心汤中的大黄、黄芩、黄连三个药用植物中1288个天然化合物，以这些化合物为模板，采用分子拆分、重组、和分子量匹配的方法，即可快速获得中药复方泻心汤中的实际化学成分。这种以药用植物中的天然产物为模板，采用分子拆分、重组和分子量匹配的方法来确定复方中药里的化学成分的新方法，称之为“分子重组匹配法”。
- 详细介绍：
- “分子重组匹配法”是以药用植物中的天然化合物为模板，首先采用遗传算法和逆合成分析法，把药用植物中的全部天然化合物拆分成分子碎片（合成子），然后对所有合成子重新进行相互交叉组装，获得海量的虚拟化合物库（二维结构），虚拟化合物库中的分子包含了原来药用植物中的天然化合物以及药物炮制过程中可能产生的化合物（逆合成分析法把每一个分子拆分成最小化合成子，然后组装。理论上充分考虑到化合物分子之间所有可能发生的反应。因此，产生的虚拟化合物数量庞大，理论上应该包含了炮制过程中产生的化合物），最后借助ESI HR MS技术测定中药方剂中化合物的分子量，通过分子量的匹配，从海量的虚拟化合物库中进行分子量匹配，来确定复方中药里的实际化合物结构。 分子重组匹配法能够快速有效地揭示单方和复方中药药效的物质基础，为中药现代化提供了一种有效的解决思路，解决了中药现代化中的一个关键技术问题。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 【目的】通过药用植物中的化学成分来揭示中药药效的物质基础，并对千古经方“泻心汤”中的化学成分进行揭秘。 【思路】以复方中药“泻心汤”为研究对象，检索获得其中的大黄、黄芩、黄连中的天然产物，以该天然产物为模板，采用分子拆分、重组来构建中药复方泻心汤中的虚拟化学成分。用高分辨质谱对泻心汤进行分子量扫描。最后把测得的分子量和虚拟化合物库中的分子量进行匹配，即可获得中药复方泻心汤中的实际化学成分。
科学性、先进性及独特之处
- 【科学性】根据化学反应规律，以植物中的化学成分为模板，对其进行拆分、重组、和分子量的匹配，即可快速有效地获得中药复方中的化学成分，揭示中药药效的物质基础。 【先进性】综合天然产物化学、化学合成方法学、计算化学、数据库和ESI HRMS技术于一体，创立“分子重组匹配法”，用以揭示中药药效的物质基础。 【创新点】首次提出通过分子拆分、重组和分子量匹配的“分子重组匹配法”来快速确定中药里的化学成分。
应用价值和现实意义
- 国际医药界对中药提出最多、最频繁的问题就是“证据”，即中药作用的物质基础和分子水平上的作用机制（中药有效性和安全性）。多年来，人们试图通过分离、鉴定药用植物中的化学成分来揭示中药药效的物质基础，但是一直未能得到解决。本作品首次提出利用“分子重组匹配法”来揭示中药药效的物质基础，为中药现代化提供了一种有效的解决思路，解决了中药现代化中的一个关键问题。
学术论文摘要
- 国际医药界对中药提出最多、最频繁的问题就是“证据”。多年来，人们试图通过分离、鉴定药用植物中的化学成分来揭示中药药效的物质基础，但中药药效的物质基础一直是悬而未决的谜。 以《金匮要略》中记载的复方中药“泻心汤”为研究对象，通过文献检索共获得复方中药泻心汤中的大黄、黄芩、黄连三味药用植物中天然化合物1288个，以该数据库中的1288个化合物为模板，采用分子拆分和重组的方法来构建中药复方泻心汤中的虚拟化学成分，共获得723300个虚拟化合物库。根据《金匮要略》“泻心汤”的煎熬方法得到中药煎剂，用电喷雾离子化高分辨质谱（ESI HRMS）对中药煎剂进行分子量扫描，获得该中药的分子量指纹图谱。最后用ESI HRMS得到的分子量和虚拟化合物库中的分子量进行匹配，即可获得中药复方泻心汤中的实际化学成分。这种以药用植物中的天然化合物为模板，采用分子拆分、重组和分子量匹配的方法，并借助ESI HRMS技术和计算机软件来确定复方中药里的化学成分的方法，称之为“分子重组匹配法”。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- “分子重组匹配法”是以药用植物中的天然化合物为模板，首先采用遗传算法和逆合成分析法，把药用植物中的全部天然化合物拆分成分子碎片（合成子），然后对所有合成子重新进行相互交叉组装，获得海量的虚拟化合物库（二维结构），虚拟化合物库中的分子包含了原来药用植物中的天然化合物以及药物炮制过程中可能产生的化合物（逆合成分析法把每一个分子拆分成最小化合成子，然后组装。理论上充分考虑到化合物分子之间所有可能发生的反应。因此，产生的虚拟化合物数量庞大，理论上应该包含了炮制过程中产生的化合物），最后借助ESI HR MS技术测定中药方剂中化合物的分子量，通过分子量的匹配，从海量的虚拟化合物库中进行分子量匹配，来确定复方中药里的实际化合物结构。 对以下数据库进行“分子重组匹配法”相关信息检索，没有检索到利用“分子重组匹配法”相关信息来研究中药复方中的物质基础。 1、google 学术高级检索 2、Web of Science 3、中国知网全文数据库 4、维普全文数据库 5、Wiley InterScience电子期刊全文库 6、Springer Link电子期刊 7、Kluwer Online 8、ACS（美国化学学会）数据库等等。
同类课题研究水平概述
- 单方、复方中药是是中医药理论的精髓所在，具有重要的临床价值。虽然多年来对中药复方药效物质基础和作用机理进行了大量的研究，但迄今为止，中药复方药效物质基础和作用机理仍然是一个未解的谜。 从药物本质上讲，中药复方药效的物质基础是方剂中的化学成分，这是普遍形成的共识[1-3]。但是对于中药里化学成分如何发生药效却有着许多不同的观点。靳凤云等[4] 认为中药复方药效为主要成分与次要成分的综合效应。吴风锷等[5] 认为中药中全部的化学成分都是有效成分。罗国安等[6] 认为中药复方是一个复杂体系，起药效作用的物质基础应是广义的化学成分。姚新生等[7] 将复方作为一个整体，采用自行设计的提取分离模式，对有效组合成分进行提取，再对提取物进行活性筛选。 中药复杂的化学成分来源于三个方面，一是中药材中的化学成分。二是炮制过程中形成的化学成分。三是中药在体内代谢形成的化学成分。因此，分阶段分别进行研究有利于复杂问题的简单化。分子重组匹配法，是以中药材中的化学成分作为研究的切入口，以其为模板，依据化学反应规律性，把这些模板分子拆分成碎片，然后重新组装起来，来虚拟构造中药炮制中形成的化学成分，并借助HR ESI MS技术最终确定中药里的实际化学成分。 【参考文献】 [1] 刘建勋，任均国．中药复方作用物质基础研究探讨[J], 中药研究与信息, 2004, 6(12):8-11. [2] 王智民. 中药药效物质基础的系统研究是中药现代化的关键[J], 中国中药杂志, 2003，28(12):1111-1113 [3] 邱峰, 姚新生. 中药体内直接物质基础研究的新思路[J], 中药药理与临床，1999, 15(3):1-2. [4] 武孔云, 梁光义, 靳凤云等. 中药复方药效物质基础研究的思路和方法[J], 世界科学技术, 2003, 5(6):13-16. [5] 吴风锷, 吴蔚, 田军. 中药现代化理论和方法研究[J], 天然产物研究与开发, 1999, 11(2):93-96. [6] 罗国安，王义明. 中药复方的化学研究体系[J], 世界科学技术－中药现代化, 1999, 1(1)：11-15. [7] 何祥久, 邱峰, 姚新生. 中药复方研究现状和思路[J], 化学进展, 2001, 13(6):481.
