丹参中有效成分的研究进展.docx

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丹参中有效成分的研究进展

丹参中有效成分的研究进展

施洋

（天津中医药大学中药学院，天津，中国300193）

【摘要】目的：

1、通过高效液相色谱法（HPLC）对丹参中的有效成分进行测定；2、通过大孔树脂吸附法对丹参中的有效成分（主要是丹参酮ⅡA、隐丹参酮、丹参酮Ⅰ、丹参酚酸类化合物）进行分离；3、比较丹参和抗生素类药物的抗菌作用及机制，找出其药效团，并对其进行化学修饰。

【关键词】丹参有效成分HPLC测定大孔树脂吸附法分离药效团化学修饰

第一部分：

丹参概述

1.1丹参简介

丹参（SalviamiltiorrhizaBunge）是我国一种传统的中药，属于唇形科（Labiatae）鼠尾草属（Salvia）植物。

该署约包括700—1050余种植物，遍布在全球温暖地带，主要分布于地中海地区和西亚。

在我国该属植物约有83种，25个变种，9个变型，主要分布于西南地区。

由于该属是个大属，所以丹参有很多亲缘植物，如甘西鼠尾草SalviaprzewalskiiMaxim．栗色属尾草SalviacastaneaDiels．云南鼠尾草SalviayunnanensisC．H．Wright等，它们在许多地方被当作丹参的代用品。

【1】

自古以来，我国人民就对丹参的药用性能有所了解。

随着经验的不断积累和现代科学技术的应用，人们对丹参的了解和应用在不断的深化和发展。

我国最早的药书《神农本草经》就有对丹参的描述，“味苦，微寒，主治心腹邪气，肠鸣幽幽如走水，寒热，积聚，破瘤．除瘕，止烦满，益气。

”明末李时珍的《本草纲目》在《神农本草经》的基础上进一步强调了丹参在活血化淤、养血、安神、调妇人经血、止血崩带下及治疗丹毒的功效。

现在，随着科技的发展，大大突破了古代各种条件的限制，从丹参的植物学、植物化学、药理学到制剂与临床应用等方面均有系统的研究并取得重大突破。

2010年版的《中华人民共和国药典》把丹参的药理功效归纳为“祛淤止痛，活血通经，清心除烦”，用于治疗“月经不调，经闭痛经，积聚，胸腹刺痛．热痹疼痛，肿瘤，心烦不眠，肝脾肿大，心绞痛”。

【2】现在，丹参制剂主要有复方丹参注射液，丹参注射液，丹参酮IIA磺酸钠注射液等，在临床上广泛用于治疗心血管疾病、中风、慢性迁延性肝炎、肾脏疾患以及感染性疾病等。

【3】

丹参的形态如图l-l所示。

它为多年生草本植物，茎直立，高约35-80厘米，密被柔毛，多分枝，根圆柱形，肉质，外面砖红色，内乳白色，长约5-15厘米，直径4-16毫米，疏生支根。

奇数羽状复叶，叶柄长l-7.5厘米，小叶3-5（7）片，长1.5-8厘米，宽0.8—5厘米，顶端小叶较大，小叶卵形或椭圆状卵形，先端渐尖，基部宽楔形或斜圆形，边缘具锯齿，两面疏被柔毛，下面较密。

轮伞花序6至多花，组成顶生或腋生总状花序，密被腺毛和长柔毛；苞片披针形，被腺毛；花萼钟状，长约1-1.3厘米，先端二唇形，萼筒喉部密被白色柔毛；花冠蓝紫色，二唇形，长2-2.7厘米，冠筒外伸，上唇长约1.2-1.5厘米，镰刀状，向上竖立，先端微缺，下唇短于上唇，3裂，中裂片长宽，侧裂片短，简内有毛环，能育雄蕊，着生于下唇的中下部，伸至上唇片，花丝长3.5-4厘米，花隔长17-20毫米，上臂长约14-17毫米，药室发育，下臂的药室不发育，顶端。

小坚果黑色，椭圆形。

花期5-9月，花后见果。

其形态、大小与人参相似，因根部呈红色，故称丹参，又名赤参，大红袍等。

图l一1丹参，l，花枝；2，药材（丹参根）

Figure1-1Danshen，l，branch；2，root

丹参的同属其它植物在形态上与丹参（SalviamiffiorrhizaBunge）会有所不同，有其自身的特点。

如西藏林芝丹参属于唇形科鼠尾草属的绒毛鼠尾草（SalviacastaneaDielSf．tomentosaStib．）．它与其它唇形科鼠尾草属植物的区别，主要在于它具有双曲之字形向上的花形，叶披针形，下面密被灰白色绒毛，以及茎、叶柄、花萼外面均被长柔毛，后者的长柔毛具腺，有粘感，其根如图l—2所示。

丹参的同属亲缘植物不但在形态上有自身的特点，而且在亿学成分和药用性能上也会有所差别，这些植物在许多地方作为丹参的代用品，因而对丹参同属植物的研究日益增多，但对丹参的一些种属的研究却尚未有文献报道，而对系统研究其化学成分和药用性能的文献却几乎为零。

图1—2绒毛鼠尾草的根

Figure2-1TherootsofSalviacastaneaDielSf．tomentosaStib

1.2丹参的化学成分研究

由于丹参广泛而显著的药理作用，从二十世纪三十年代开始，就有许多国内外的学者研究它的化学成分。

丹参的活性成分为脂溶性的二萜醌类化合物和水溶性的酚酸类化合物。

【4】

1.2.1脂溶性的二萜醌类化合物

二萜醌类化合物是丹参脂溶性的主要成分，它们在骨架上大多具有三元或四元碳环的邻醌或对醌结构．因此统称为丹参酮类化合物（tanshinones）。

如丹参酮I为菲醌并呋喃环的结构，丹参酮IIA为萘醌并呋喃环的结构，隐丹参酮为萘醌并二氢呋喃环的结构，丹参酮在结构上的特点是他们具有抗肿瘤、抗氧化等活性的结构基础，是解释他们具有许多共同活性和活性差异的根本依据。

1934年日本学者中尾万三就从丹参的乙醇提取物中分离出丹参酮I，丹参酮II，丹参酮III，但丹参酮III在40年代经我国化学家王序等证实了是丹参酮IIA与丹参酮IIB的混合物。

由于各种条件的限制，直到1971年才先后从丹参中分离鉴定了l1种丹参酮类化合物。

后来随着色谱与波谱技术的发展，至今已从丹参中分离出数十种丹参酮类化合物，见表1—1。

至今为止，关于丹参脂溶性化学成分的研究已相当透彻和深入。

【1】【7】

表1—1已报道的丹参酮类化合物

Table1—1SelectedtanshinonederivativesfromDanshen

注：

*,暂无中文名称。

**,名称为编者命名。

***,结构中

1.2.2水溶性的酚酸类化合物

丹参的水溶性活性成分主要为酚酸类物质．包括原儿茶醛．3,4一二羟基苯甲酸以及其缩合而成的多酚性酸等，除了酚酸类物质外，还有熊果酸（ursolicacid），黄岑甙（baicalin），异阿魏酸（isoferulicacid），原儿茶醛（protocatechuicaldehyde），原儿茶酸（protocatechuicacid）等。

目前已知丹

参的水溶性成分见图l—3。

图1-3丹参中的酚酸类化合物

1.3丹参的药理研究

1.3.1抑菌消炎作用

研究发现丹参总酮对金黄色葡萄球菌有较强的抗菌作用，抑菌效果比小檗

碱还要好。

其中，隐丹参酮、丹参酸甲酯、二氢丹参酮I，羟基丹参酮IIA。

丹参酮IIB等有较好的抑菌效果，而丹参酮IIA，丹参酮I，丹参新醌甲、乙、丙无明显的抑制作用。

另外丹参酮对人型结合杆菌、铁锈色毛发癣菌、红色毛发癣菌、霍乱孤菌等都有抑制作用。

【2】【5】

丹参酮具有明显的抗炎作用，对炎症的第一、第二期以及急性和亚急性炎症均有良好的治疗作用，如对菌液引起的大鼠脚掌关节感染性肿胀、渗出性甲醛腹膜炎、巴豆油致小鼠耳肿等均有良好的抑制作用。

对于丹参酮的抗炎机制尚不甚清楚，可能与丹参酮降低血液中的PGF和PGE水平、抑制中性粒细胞的趋化性及趋化移动距离等因素有关。

1.3.2清除自由基与抗氧化作用

丹参具有清除自由基的功效，它对Fe2+—H2O2系统产生的OH、黄嘌呤—黄嘌呤氧化酶系统产生的O-2以及佛波豆寇乙酸（PMA）刺激白细胞产生的O-2等均具有极为明显的清除作用。

丹参清除自由基的功能在生理上具有重要意义，它可以通过清除自由基而有效的防止氧化疲劳。

所谓的氧化疲劳，即化学因素和环境因素引起的免疫应激，造成体内自由基增加，从而导致DNA损伤，促进肿瘤的生长，导致心血管疾病或细胞调亡等。

研究表明，DNA氧化损伤在癌症、肿瘤、衰老等各种疾病的发生过程中起到重要作用，而DNA的氧化损伤通常是由于脂质过氧化产物与DNA反应造成的。

因此，为了防止DNA氧化损伤，必须有效地阻断脂质过氧化产物的形成。

丹参酮可以通过清除自由基从而阻断过氧化链式反应，抑制细胞内脂质过氧化产物与DNA加合物的形成，从而达到抗氧化，减少细胞毒性的目的。

例如丹参酮能清除Fe2+启动的心肌线粒体膜脂质过氧化过程中产生的脂类自由基，使线粒体呼吸功能不受影响。

1.3.3抗肿瘤作用

丹参酮是丹参抗肿瘤的活性成分，主要通过以下三种途径发挥抗肿瘤作用。

1、直接杀伤肿瘤细胞；

2、诱导分化作用；

3、诱导肿瘤细胞的凋亡【6】

1.3.4保护心血管系统的作用

丹参能增加离体灌流心脏的冠脉流量。

据报道小鼠腹注射丹参，能显著延长小鼠在常压或低压缺氧条件下的存活时间，其作用强度与潘生丁和普萘洛尔相似，表明丹参能提高大鼠低压缺氧的耐受力，另外丹参对急性心肌缺血引起的心肌也有保护作用，丹参酮能抑制中性白细胞的溶酶体酶释放，吞噬及粘附，从而对梗塞起到防治作用。

小鼠肠系膜血管标本局部使用肾上腺素引起微循环障碍．当加入丹参后，可恢复徽血管血流或延缓发生微循环的障碍，可见丹参具有改善微循环，增加单位时间体心肌血液供应，从而使缺血区心肌的循环得以改善。

丹参酮ⅡA的磺酸钠（DS一201）能够影响血管平滑肌细胞增殖相关基因C—myc的表达，从而抑制了平滑肌细胞的增殖，达到了抗动脉粥样硬化的作用。

另外丹参对血小板聚集和凝血有抑制作用，在血浆中加入丹参，可使复钙时间和加胶原复钙时间延长，加大剂量可抑制血浆的凝固。

冠心病是由于心脏的供氧和需氧之间的平衡失调而引起的，丹参能增加心肌的血流量和提高心肌组织缺氧耐受力，因而起到治疗冠心病心绞痛的作用。

【1】【6】

1.3.5对中枢神经系统的抑制作用

1.3.6对肝、肺、肾的保护作用

1.3.7丹参的其它药理作用

丹参除了具有以上各种药理作用外，还有抗结核，性激素样活性等作用。

【1】

综上所述，丹参酮在消炎，抑菌及对治疗心血管、肝、肺、肾等疾病方面均具有极其重要的作用。

第二部分：

研究的主题及方法

2.1有效成分的测定：

通过对文献的收集和分析，了解到目前对丹参中有效成分的测定有以下4种方法：

【8】

1、紫外分光光度法

2、平板色谱法；

3、气相色谱法（GC）；

4、高效液相色谱法（HPLC）；

以下是其各自的优缺点：

1】紫外分光光度法：

丹参酮ⅡA在270nm波长处有最大吸收，可利用这个特点对其中的丹参酮总量进行分光光度法测定。

紫外分光光度法多用于丹参液体制剂中有效成分的测定，其特点是操作简便。

2】平板色谱法：

平板色谱主要包括纸色谱（PC）和薄层色谱（TLC）。

PC的选择性和重现性较差，一般只用于定性分析。

TLC操作简便快速，不需贵重仪器，杂质对色谱系统地干扰和破坏性小，分析成本低。

但是其缺点是分析时间长，结果的重现性差。

该方法主要利用比移值Rf进行定性，利用斑点的大小进行定量，也可将它洗脱后用分光光度法进行定量测定，但操作烦琐，误差较大，要更准确快速可用薄层扫描法。

3】气相色谱法（GC）：

气相色谱法（GC）是分离分析中最重要的方法之一，所用的柱子绝大部分为毛细管柱，它的分离能力强，灵敏度高。

但是气相色谱对于沸点高或热稳定性差的物质不能进行分离检测。

由于丹参酮类化合物沸点较高，一般不使用气相色谱进行检测。

4】高效液相色谱法：

一般来说，高效液相色谱（HPLC）的检出限比气相色谱的要高。

高效液相色谱对于气相色谱不能分析的高沸点或热不稳定的物质可以进行有效的分离检测。

HPLC在进行分析时一般用C18、C8填充柱，以甲醇、乙腈等水溶性溶剂做流动相的反相色谱。

与气相色谱相比，液相色谱的流动相参与分离机制。

其组成、比例和PH值可以灵活调节，这样更有利于分离。

HPLC连接的检测器一般为紫外吸收（UV）、质谱（MS）、荧光、二极管阵列检测器和电化学检测器。

目前，HPLC是丹参药材和丹参酮类药物质量检测最常用的方法。

综上所述，在丹参有效成分的测定中将选择高效液相色谱法（HPLC）进行测定。

2.2有效成分的分离

目前所了解的分离方法有以下3种：

【8】

1、柱层析法；

2、大孔树脂吸附法；

3、液相制备色谱；

1】柱层析法：

选择合适的填料，将丹参酮的提取物进行层析分离。

常用的填料为硅胶和氧化铝，淋洗液为苯、丙酮、二氯乙烷等。

该方法的缺点在于使用了大量有毒溶剂，对环境和操作人员的身体健康是一种威胁。

另外操作的时间长，劳动强度大。

2】大孔树脂吸附法：

大孔树脂是近10年发展起来的一类有机高分子聚合物吸附剂，它的特点是物化稳定性高，吸附选择性好，而且不受无机物存在的影响，再生简便，解吸附条件温和，使用周期长，费用少等。

广泛用于物质的分离纯化。

3】液相制备色谱：

液相制备色谱分离效果好，操作简单，自动化程度高。

但是它的条件选定比较困难，一次制备量少，不能用于提取物的大量分离制备。

综上所述，在丹参有效成分的分离中，将选择大孔树脂吸附法进行分离。

2.3对丹参抗菌作用的药效团研究和化学修饰

丹参对多种细菌均有抑制作用，而对金黄色葡萄球菌的抑制力尤甚。

而西药抗生素类药物中，青霉素、红霉素和庆大霉素也对金黄色葡萄球菌具有很强的抑制作用。

抗生素的杀菌作用有4种主要机制:

1、抑制细菌细胞壁的合成；2、与细胞膜相互作用；3、干扰蛋白质的合成；4、抑制核酸的转录和复制。

而中药中由于含有的成分较多，加上人们对于中药的认识目前尚不够全面，因而中药的某些药理作用机制至今也没有完全研究清楚。

经过对文献的收集和分析，明确了丹参中主要对细菌有抑制作用的两种物质是：

丹参酮ⅡA和隐丹参酮。

两种化合物的分子结构如下：

丹参酮ⅡA隐丹参酮

由于这两种化合物的分子结构基本相似，故先可比较丹参酮ⅡA的抑菌活性，再比较隐丹参酮的抑菌活性，得出它们的抑菌强弱关系。

之后在理论上推测出它们的药效团，并在实验中予以检验。

最后对药效团进行化学修饰，得出药性更强的新化合物。

第三部分：

总结

人们都知道西药的副作用大，而且很容易使细菌产生耐药性。

相对于西药来说，中药的副作用小，有的甚至可以通过配伍来消除用药过程中所带来的副作用。

因而可以使用中药从而渐渐代替西药的不足之处，这就是本课题的最终目的。

所以，本课题的核心内容是比较丹参和抗生素类药物抗菌的效果，找出其药效团，推断其抗菌的作用机制，以及对药效团进行化学修饰和结构改造，达到增强药效的目的。

参考文献

【1】覃江克，丹参酮类化合物的分离及化学转化的研究，中山大学博士学位论文，2005

【2】中华人民共和国卫生部药典委员会编，《中华人民共和国药典》，化学工业出版社，2005版

【3】朱春霞、白育庭，丹参酮的临床研究进展，咸宁学院学报（医学版）2008年第22卷第6期

【4】沈建芳、王强、汪红，南丹参的化学成分研究，中国野生植物资源，2006年4月第25卷第2期

【5】高艳，中国实用医药2009年5月第4卷第14期

【6】王建江，袁汇宁、钱晓园，刘小玲，丹参酮IIA的主要药理作用及临床应用研究现状，杭州师范学院学报（医学版）2007年12月第27卷第6期

【7】李文结、王勇、姚世芳，丹参药用成分研究进展，人民军医2008年第51卷第3期（总第580期）

【8】姚建国，丹参酮的提取分离及微胶囊改性初探，中国日用化学工业研究院研究生毕业论文，2003.6.30