（发酵工程专业论文）黄芩有效成分的提取及其生物转化.pdfVIP

摘要 摘要 本文以黄芩素为目标产物，旨在建立高效稳定的黄芩总黄酮提取方法和黄芩苷生物 转化方法。 考察了水煎煮法、乙醇回流法、乙醇室温浸提法对黄芩总黄酮收率和纯度的影响， 结果表明乙醇室温浸提法明显优于其它两种方法。确定乙醇室温浸提法的工艺条件为： 5 0 乙醇室温浸提3 次，每次2 4 h ；酸沉温度4 0 ；酸沉p h 为0 5 。平行试验显示， 该工艺稳定性好，黄芩总黄酮的平均收率为7 6 8 。精制后黄芩苷得率为2 5 6 ，纯 度为9 8 1 4 。 黄芩的保藏或炮制方法不当，均能造成有效成分含量的下降，究其原因是黄芩根部 的b d 一葡萄糖苷酸酶能够水解黄芩苷和汉黄芩苷。用醋酸缓冲液从粘毛黄芩根中抽提 出粗酶，继而用硫铵沉淀法、d e a e c e i l u l o s ed e 一5 2 离子交换法纯化了黄芩苷一p d 一葡 萄糖苷酸酶。s d s p a g e 测定为电泳单点纯，相列分子质量是5 8 4 k d a 。 以黄芩苷为底物进行酶性质的研究，结果显示，黄芩苷一b d 一葡萄糖苷酸酶反应最 适温度5 0 ，最适p h 5 0 ；在温度低于7 0 ，p h 在4 o 7 0 之间酶活力稳定；c a ”、 z n 2 + 对酶活力几乎没有影响，m 9 2 + 对酶有微弱的激活作用，而c u 2 + 有微弱的抑制作用， f e ”显著抑制酶活力。上述结果对黄芩生药的保藏、黄芩炮制方法的改进具有重要意义， 同时也可为酶法转化黄芩苷的可行性提供依据。 利用植物酶进行黄芩苷的生物转化成本较高，因此从自然界中筛选了能够诱导产生 黄芩苷b d 葡萄糖苷酸酶的微生物，并确定转化条件。结果表明s p 4 8 9 菌经诱导，产 酶活力最高。转化条件为：温度5 5 ，p h 4 0 ，底物浓度1 ，反应时间1 8 h 。黄芩苷 的实际转化率为9 7 5 ，以黄芩苷为基准，黄芩素得率为5 9 o 。 关键词：黄芩，黄酮，黄芩苷，黄芩苷一0 一d - 葡萄糖苷酸酶，提取，纯化，转化 a b s t r a c t a b s t r a c t i h ee x t r a c t i o no f t o t a lf l a v o n o i d sa n db i o t r a n s f o r i l l a t i o no f b a i c a l i na r es t u d i e d ，i no r d e r t oo b t a i na l le f f i c a c i o u sa n ds t a b l ee x t r a c t i n gm e t h o da n dr e a l i z et h ei nv i t r ob i o t r a n s f o r m a t i o n o f b a i c a l i nt ob a i c a l e i n ，w h i c hw i l lc o n t r i b u t et ot h em e d i c i n a li n v e s t i g a t i o no f s c u t e l l a r i a t h ee x t r a c t i o no ft o t a lf l a v o n e sf r o ms c u t e l l a r i ab a i c a l e n s i sg e o r g ib yt h r e ed i f f e r e n t m e t h o d si ss t u d i e d t h ee x t r a c t i n gc o n d i t i o n so ft h eo p t i m a lm e t h o da r ea sf o l l o w s ：t h e p o w d e ro f s c u t e l l a r i ab a i c a l e n s i sg e o r g ii ss t e e p e d3t i m e sw i t h1 0f o l d s5 0 o f t h e e t h a n o l f o r2 4 h ，p r e c i p i t a t i o no f f l a v o n e si sa tp h0 5a n d 4 0 。c c o m p a r e dw i t ho r i g i n a lp r o c e s s ，t h e m e t h o di ss t a b l e ，t h ea v e r a g ey i e l do f f l a v o n e si s7 6 8 ，t h ey i e l do f p u r eb a i c a l i ni s2 5 6 w i t hap u r i t yo f 9 8 1 4 b a i c a l i n - b - d - g l u c u r o n i d a s ew h i c he x i s t si ns k u l l c a pp l a n t sw i d e l yh y d r o l y z e sb a i c a l i nt o b a i c a l e i na n dg l u c u r o n i ca c i d t h ee n z y m ei sp u r i f i e da n dc h a r a c t e r i z e df r o mf r e s hr o o t so f s c u t e l l a r i av i s c i d u l ab g eb ya m m o n i u m s u l f a t ep r e c i p i t a t i o na n dc h r o m a t o g r a p h yo n d i e t h y l a m i n o e t h y l c e l l u l o s ed e 一5 2 i ti sp u r i f i e dt oo n eb a n do ns o d i u md o d e c y ls u l f a t e p o l y a c r y l a m i d eg e le l e c t r o p h o r e s i sa n d i t sm o l e c u l a rw e i g h ti sa b o u t5 8 4 k d a t h eo p t i m u mt e m p e r a t u r eo ft h eb a i c a l i n 一6 一d - g l u c u r o n i d a s ei s5 0 ca n dt h eo p t i m u m p hi s5 0 t h eb a i c a l i n - b d - g l u c u r o n i d a s ei ss t a b l ea tl e s st h a n7 0 。ca n dp h 4 o 7 0 c 一+ a n dz n 2 + i o n sh a v en os i g n i f i c a n te f f e c to ne n z y m ea c t i v i t y ，m 9 2 + i o nh a saw e a k l yp o s i t i v e e f f e c ta n dc u 斗i o nh a saw e a k l yn e g a t i v ee f f e c to ne n z y m ea c t i v i t y ，w h i l ef e 3 + i o ni n h i b i t s e n z y m ea c t i v i t ys t r o n g l y 9 7 5 o fb a i c a l i ni st r a n s f o r m e di n t ob a i c a l e i nb yt h em i c r o b ee n z y m eu n d e rt h e f o l l o w i n gc o n d i t i o n s ：b a i c a l i nc o n c e n t r a t i o n ，l ：p h ，4 0 ；r e a c t i o nt e m p e r a t u r e ，5 5 。c ； r e a c t i o nt i m e ，18 h k e y w o r d s ：s c u t e ii a r ia ，f i a v o n o i d s ，b a i c a ii n ，b a i c a li n 一1 3 一d - g iu c u r o n id a s e e x t r a c t i o n ，p u t i f i e a t i o n ，b i o t r a n s f o r m a t i o n 关于硕士学位论文使用授权的说明 论文题目：鳌蕴蠡避! 凌堕监玺查垒跹 本学位论文作者完全了解大连轻工业学院有关保留、使用学位论 文的规定，大连轻工业学院有权保留并向国家有关部门或机构送交论 文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等 复制手段保存、汇编学位论文，并且本入电子文档的内容和纸质论文 的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 是否保密( r 奄) ，保密期至年 月日为止。 学生签名：硇选导师签名：越 y d s 年只 日 第一章文献综述 第一章文献综述 中国传统中草药的应用已有上千年历史，我国科学家很早就从研究中国传统的中药 及民间行之有效的民间药入手，利用现代手段对中草药开展了生物学、化学、药理学、 生物化学等学科的综合研究工作。目的是为了使中草药的疗效得到近代科学理论的阐 明，以便更好地掌握药性，控制中药质量，提高中药的疗效。 1 1 黄芩属植物概况 黄芩始载于神农本草经，列为中品。书载：“黄芩味苦平。主治诸热黄疸，肠潞 泄利，逐水，下血闭，恶疮疽蚀，火疡。一名腐肠。生川谷。”本草纲目载于草部 山草类，李时珍曰：“芩，说文作莶，谓其包黄也。或云芩者，黔也，黔乃黄黑之色 也”。 黄芩属植物系唇形科植物，约有3 0 0 多种，全世界均有分布，但热带非洲少见。我 国黄芩属植物品种，据中国植物志记载有1 0 2 种，5 0 个变种，南北方均有，多为野 牛。 1 1 1 黄芩属植物分类 黄芩的产地，历代本草记载不同，李时珍转引名医别录记载：“黄芩生秭归川 谷及冤旬”。本草经集注载：“今第一出彭城，郁州亦有之”。唐本草载：“今出宜 州、郧州、泾州者佳，兖州大实而好”。图经本草和证类本草载：“今川蜀河东、 陕西近郡皆有之”。此外，植物名实图考载有“滇南亦有”【2 】。与以上本草记载的 产地对比，今日除江苏、湖北两省外，其余各地仍有黄芩的分布和药材生产。 我国药典只收载了两种黄芩属植物正品黄芩( s c u t e l l a r i ab a i c a l e n s i sg e o r g i ) 和 半枝莲( s c u t e l l a r i ab a r b a t ad d o n ) 【3 1 ，但同属中有多种植物在其原产地常被用作正品 黄芩的代用品。 1 1 1 1 正品黄芩 正品黄芩( s e u t e l l a r i ab a i c a l e n s i sg e o r g i ) 别名黄金条根、山茶根、黄芩茶、香水水 草瞄1 ，为唇形科多年生草本，以根人药。春、秋二季采挖，除去须根及泥沙，晒后撞去 粗皮，晒干。 本品呈圆锥形，扭曲，长8 2 5 c m ，直径1 3 c m 。表面棕黄色或深黄色，有稀疏 的疣状细根痕，上部较粗糙，有扭曲的纵皱或不规则的网纹，下部有顺纹和细皱。质硬 而脆，易折断，断面黄色，中心红棕色；老根中心枯朽状或中空，呈暗棕色或棕黑色。 气微，味苦。归肺、胆、脾、大肠，小肠经。有清热燥湿，泻火解毒，止血，安胎的功 效。用于湿温、暑温胸闷呕恶，湿热痞满，泻痢，黄疸，肺热咳嗽，高热烦渴，血热吐 衄，痈肿疮毒，胎动不安【3 。 野生正品黄芩广泛分布于我国西北、东北、华北北部和内蒙古草原东部。它喜生于 中高山地或高原草原温凉、半湿润、半干旱环境，喜阳光，抗严寒能力较强。在中温带 山地草原常见于海拔6 0 0 1 5 0 0 m 向阳山坡或高原草原等处。 正品黄芩植株高3 0 6 0 c m ，主根粗壮，遇潮时折断面由鲜黄色渐变为黄绿色。茎 方形，基部木质化。叶交互对生，具短柄，叶片披针形，长1 5 4 5 c m ，宽3 1 2 m m ， 全缘，略向下卷，上面深绿色，光滑或被短毛，下面淡绿色有腺点。7 8 月开花，总状 花序顶生，花排列紧密，偏生于花序的一边，具叶状苞片；萼钟形，先端5 裂；花冠唇 形，蓝紫色，雄蕊4 ，2 强，雌蕊1 ，子房4 深裂，花柱基底着生。小坚果近球形。 1 1 1 2 滇黄芩 滇黄芩又名腐肠、枯芩、小黄芩i5 1 、西南黄芩6 等。为唇形科植物黄芩的根s c “t e l l a ，i a a m o e n ac h w r i g h t ，彝药名为拉且高，五百多年前就被兰茂滇南本草所收录。 据中药大辞典记载，本品以根入药，味苦，性寒，入心、肺、胆、大肠经。其 主根粗壮，长圆锥形，扭曲，有分枝，外皮黄色【5 ，常有粗糙的栓皮，脱落处淡黄色， 断面纤维性，鲜黄色7 1 。 滇黄芩为多年生草本植物。多分布于旷野、山坡、林下或向阳山坡草地。海拔在 1 7 0 0 2 5 0 0 m 处仍有滇黄芩生长。茎直立，丛生，高2 0 3 0 c m ，方形，常带紫色，棱 上有白色柔毛。单叶对生，近无柄，叶片卵状椭圆形，叶背脉上及边缘有柔毛。总状花 顶生，小花成对腋生于花序之一侧，紫色，外面有柔毛。坚果细小陋1 。 1 1 1 3 甘肃黄芩 甘肃黄芩干燥根主根明显，多有分枝【，梢扭曲，长约7 1 8 c m ，直径约l c m ，根 头部有茎痕，微膨大。表面棕黄色，有纵皱纹。栓皮有时脱落，脱落处黄色，上下均有 2 第一章文献综述 稀疏的疣状支根痕，质硬而脆，易折断。断面不平坦，很少有中空或腐朽。形成层明显， 无臭，味苦。 根状茎斜行，茎直立，高1 2 3 5 c m ，略被短柔毛。叶具明显柄，叶片卯状三角形 至卵形，叶缘有不等的锯齿，上面被极稀疏的毛，下面脉上疏被细柔毛，边缘密被短睫 毛，几无腺点。花序总状，顶生；苞片卵圆形，常带紫色，小苞片针状；花萼果时增大； 花冠淡紫色或粉红色，花盘球形，前方稍隆起，子房无毛 9 1 。 另据鉴定，生于海拔1 3 0 0 2 9 0 0 m 的石质山坡或沟谷，分布于内蒙古、宁夏、陕西、 甘肃、山西、青海等地的阿拉善黄芩与甘肃黄芩应属同一种，其合法学名也为s c u t e l l a r i a r e h d e r i 口 口d i e l s 10 1 。 11 1 4 粘毛黄芩 粘毛黄芩系唇形科植物s c u t e l l a r i av i s c i d u l ab g e 的根，别名鸽子花、黄花黄芩，为 蒙古族常用药。它与同属植物黄芩s c u t e l l a r i ab a i c a l e n s & g e o r g i 的根一同作蒙药希拉巴 步入药。其性寒、味苦，具清热、凉血、泻火解毒之功。主要用于治疗黄疸性肝炎，热 性痢疾、血热引起的头晕、发热、肺热咳嗽等症【”】。 粘毛黄芩主产华北地区，生于海拔7 0 0 1 0 0 0 m 的沙砾、荒山坡1 2 】。其植株矮小， 高约2 0 c m 2 1 ，形态极似正品黄芩n 花冠淡黄，植株密被腺毛及柔毛。 干燥根呈圆锥形，长2 8 c m ，直径0 2 1 5 c m 。表面棕褐色，外皮脱落处呈黄棕 色或鲜黄色，有稀疏的疣状细根痕，全体具纵皱纹或顺纹。顶端膨大，有较短的根茎及 茎痕。质硬而脆，易折断，断面黄色，中心红棕色，很少中空或腐朽。气微，味苦。 由于所含成分与正品黄芩的差异较小，故常作正品黄芩的代用品入药陀】。 1 1 1 5 川黄芩 川黄芩又名连翘叶黄芩( s c u t e l l a r i ah y p e r i c i f o l i al 6 v e ) 。本种根较细长，呈圆锥形， 弯曲。茎高1 0 3 0 c m ，近直立或弧曲上升，沿茎棱被白色平展疏毛。叶多数卵圆形或 长圆形，全缘或偶有微波状，稀有少数不明显的浅齿。花蓝紫色，稀绿白色，小坚果卵 球形，具瘤。分布于四川西部【2 j 。 1 1 1 6 丽江黄芩 丽江黄芩别名小黄芩【4 】，根直径2 1 2 m m ，呈圆柱形，有分枝。茎丛生，褐紫色。 叶椭圆状卵形或椭圆形【2 ，下面密被腺点【5 。花黄白色、黄色至黄绿色，常有紫斑或条 3 第一章文献综述 纹。特产云南西北部2 1 。 1 1 1 7 半枝莲 半枝莲( s c u t e l l a r i a b a r b a r a d d o n ) 也为唇形科黄芩属植物，以全草供药用。别名 有小韩信草、半支莲、半向花、并头草等。其味辛、苦，性寒，归肺、肝、肾经，具 有清热解毒、活血祛瘀【“、消肿止痛和抗癌、抗流感等功能。主产于江苏、浙江、福建 等地【3 1 。 1 1 1 8 其它品种 除上述品种外，分布于东北至宁夏等地的薄叶黄芩( s c u t e l l a r i ai k o n n i k o v i ij u z ) f 5 j 和分布于四川会沙江一带的展毛韧黄芩( s c u t e l l a r i at e r t o xw w - 8 m l a q t 5 v a r p a t e n t n l l o s a c y w u ) 嗍也可入药。棱茎黄芩( s c u t e l l a r i as c a n d e n sb u c h h a me xd d o n ) 的叶在尼 泊尔作为治疗伤口和昆虫叮咬的传统药物，另外广泛分布于日本、中国大陆和台湾省、 朝鲜、印度的韩信草( s c u t e l l a r i ai n d i c al ) 具有祛风、活血、解毒、止痛之功效，用 于治疗咯血和呕血。 近年，周守标等发现了黄芩属的一个新种腺毛黄芩。刘晓龙等发现了安徽 黄芩的新变种繁昌黄芩。而分布在辽宁省西部和河北省山区的木根黄芩( s c u t e l l a r i a p t a n i p e sn a k e de tk r a g ) 由于叶片形状与同属植物差异较大，没能得到广泛关注和充分 利用，直至1 9 9 8 年张永煜1 6 1 等人才对其地上部分成分进行了研究。 11 2 黄芩属植物的化学成分 黄芩属植物化学成分的研究始于1 8 8 9 年，当时首次从黄芩根中分离出一种黄色素， 命名为s c u t e l l a r i n 2 】，后改名为汉黄芩素( w o g o n i n ) i t 7 。1 9 1 0 年，德国的g o l d s c h m i e d t 和l e r n e r 从越南产高黄芩s c u t e l l a r i aa l t i s s i m a 中分离出s c u t e l l a r e i n ”。迄今已从该属5 0 多种植物中分离出了多种化学成分。 黄酮类化合物是黄芩属植物的主要成分，也是它的有效成分。此外，黄芩属植物中 还含有萜类化合物及少量的苯乙醇苷、芪类化合物、甾醇、氨基酸队多糖1 8 】、挥发油 i ”j 矛口微量元素【4 1 。 1 1 2 1 黄酮类化合物 黄芩属植物普遍含有黄酮类化合物，可按苷元不同分为黄酮和黄酮醇类、二氢黄酮 4 第一章文献综述 和二氢黄酮醇类、查尔酮类、双黄酮类和较少见的黄酮木脂素类。它们在植物中可以游 离态存在，也可与糖结合成苷，多为单糖苷，极少数为双糖苷。 在黄芩属植物中普遍存在的黄酮类化合物有黄芩素( b a i c a l e i n ) 、黄芩苷( b a i c a l i n ) 、 白杨素( c h r y s i n ) 、汉黄芩素( w o g o n i n ) 、汉黄芩苷( w o g o n o s i d e ) 、芹菜素( a p i g e n i n ) 和千层纸素a ( o r o x y l i na ) ，以上这些成分可作为黄芩属植物的特征成分。 含有二氢黄酮类化合物的植物有黄芩、滇黄芩、半枝莲、地盒草、韩信草、棱茎黄 芩、孺状黄芩和吕宋黄芩，从中共分离出了3 3 个二氢黄酮类化合物。从地盒草、韩信 草和吕宋黄芩中分离出了7 个查尔酮化合物。1 9 9 1 年菊地佑一从平卧黄芩的根中分离出 了6 个由黄酮a 环与苯丙素缩合的黄酮木腊素，这是首次从黄芩属植物中得到黄酮木质 素类化合物。同年从高山黄芩中分离出黄芩属唯一的双黄酮双黄芩苷元i l 】，这类化 合物主要存在于裸子植物中，在唇形科植物中非常少见。 近几年，新型分离技术日趋成熟，因此新的黄酮类化合物得以不断地被发现。w a n g h 等从正品黄芩根中得到一种新的黄酮6 ，2 二羟基一5 ，7 ，8 ，6 - 四甲氧基黄酮，并确定 出其结构2 0 1 。日本的k a n j ii s h i m a r u l 2 1 】等从黄芩的甲醇提取物中得到两个新的成分，分 别是5 , 2 ，6 - 三羟基6 ，7 ，8 一三甲氧基黄酮2 - o 葡萄糖苷和5 ，2 ，6 一三羟基一6 ，7 二甲氧基黄酮 2 一o 葡萄糖苷。 1 1 2 2 二萜类化合物 自1 9 8 7 年从半枝莲中分离出第一个二萜s c u t e l l o n ea ，至今已从黄芩属的半枝莲、 盔状黄芩、柱黄芩中分离出了1 9 个新一克罗烷型二萜。这些二萜类化合物按其基本骨架 可分为两大类，二萜内酯和双环氧二萜。后者有一小类具有半缩醛功能基，据目前报道 此型仅在欧洲生长的黄芩属植物中被发现，因此二萜类化合物在黄芩属植物中存在的不 同类型具有一定的分类学意义【1 ac o l e l 2 2 1 等还发现黄芩属中的二萜化合物对某些病原菌 具有抗菌和抑制孢子萌发的生物活性。 1 123 其它成分 1 9 6 4 年川崎等用气相层析法证明黄芩中含有少量油菜甾醇( c a m p h e s t e r 0 1 ) 、1 3 - 谷 甾醇( 1 3 s i t o s t e r 0 1 ) 及豆甾醇( s t i g m a s t e r 0 1 ) 1 1 7 1 o 二十世纪八十年代，日本学者先后从黄芩根和尼泊尔产棱茎黄芩的叶子中分离得到 苯乙醇甙和芪类化合物【1 1 ，此类化合物的生物活性尚不明确。 肖丽和等【2 3 】采用c 0 2 超临界萃取技术及气相色谱一质谱联用技术对f 品黄芩挥发油 筇一幸文献综述 成分进行研究，鉴定了其中的1 8 种化学成分。g h a n n a d ia 和m e h r e g a ni 提取伊朗黄芩 的挥发油组分，确定出其主要成分是大根香叶烯( g e r m a c r e n e d ) 和b 石竹烯 ( b e t a - c a r y o p h y l l e n e ) ，含量分别为3 9 7 和1 5 o 1 2 4 1 。 此外，黄芩属植物中还含有多种氨基酸，少量葡萄糖、蔗糖【“、苯甲酸、苯甲醇 4 1 、 生物碱1 1 1 等。 1 1 3 黄芩药材的道地性 1 1 3 1 道地黄芩药材 我国历代医家均十分重视药材产地，在大量总结药性变迁与地域环境关系的基础 上，形成了道地药材之说，它是药材品质评价的独特的综合标准。肖小河【2 5 】提出，道地 药材指传统公认的且来源于特定产区的具有中国特色的名优正品药材。 商品黄芩除野生的和栽培的正品黄芩外，还有根断面为黄色的黄芩属的多种植物， 主要有我国北方一些地区习用的粘毛黄芩和甘肃黄芩以及我国西南一些地区的滇黄芩 等 2 6 】。但一般认为承德地区产的正品黄芩质量最好，被视为黄芩的道地药材【2 7 。 符洪【2 6 1 等收集了不同产地、不同规格和不同种的黄芩样品3 4 批，应用系统聚类分 析法对全部样品的整体化学成分的信息进行了分析。结果表明样品分聚为明显的5 类： f 品黄芩聚为一大类，粘毛黄芩、甘肃黄芩和滇黄芩分聚为不同的类。正品与非正品黄 芩之间的类距离明显大于正品黄芩不同规格之间的类距离，说明黄芩与3 个常见习用品 的整体化学成分有较大的差异，且未受规格和产地的影响，这势必决定了它们在整体功 效上的差异，它从另一侧面证实了中国药典将药材黄芩的基源规定为唇形科植物黄芩 s c u t e l l a r i ab a i c a l e n s i sg e o r g i 的f 确性。 1 1 3 2 正品黄芩的道地产区 正品黄芩是一个广布种，从俄罗斯的贝加尔到我国秦岭南坡( 北纬3 1 。5 1 。) 都 有分布，跨越了多个气候带和土壤带【2 ”，尤以河北承德所产最为地道，质量最好。 按品名、产地、质量等标准划分的道地药材在中医药界具有一定的普遍意义，但道 地药材本身是在不断地变迁着的，道地产区内同种药材的质量亦参差不齐【2 ”。现行的黄 芩质量标准，要求根粗条长、坚实、断面色黄不朽，黄芩苷含量不低于9 3 】。杨立新【2 8 】 等以高效液相色谱法对不同产地的家种、野生正品黄芩的质量进行研究，测定1 7 个产 地2 5 份样品中7 种苷及苷元的含量，结合外观特征，比较道地与非道地黄芩的质量差 6 第一章文献综述 异。结果表明，一些从外观上看，根条很细，颜色不很黄或栽培仅1 2 年就采收的样 品，黄芩苷类的含量高达i 9 。而河北道地产区黄芩颜色f 黄，黄芩苷的含量却较低。 因此单纯看黄芩苷的含量，可能得出片面结论，故提出用黄芩苷与汉黄芩苷的比值作为 质量评价的标准。 各产地毒性实验比较，河北围场产正品黄芩在最大浓度、最大给药体积时，仍不见 有小鼠死亡，而陕西太白产的f 品黄芩则表现出一定毒性f 2 ”。 1 1 3 3 正品黄芩的代用品 中国医学科学院药物研究所的宋万志等经对我国1 3 个省市所用黄芩的调查鉴定发 现，除丁f 品黄芩外，尚有同属其它6 种黄芩在不同地区使用，分别为粘毛黄芩、甘肃黄 芩、滇黄芩、川黄芩、丽江黄芩、展毛韧黄芩。他们绘制了上述七种黄芩的薄层扫描图， 发现不同种黄芩中主要成分黄芩苷的含量，以正品黄芩最高，滇黄芩、川黄芩、丽江黄 芩的个别样品含量也较高，其它品种略低；汉黄芩苷以滇黄芩、川黄芩、展毛韧黄芩中 含量较高。7 种黄芩均含有黄芩苷和汉黄芩苷，甘肃黄芩素只在甘肃黄芩中含有【l ”。 1 2 黄芩的药理作用和临床应用 黄芩味苦能燥，寒则胜热，善于清热燥湿，泻火解毒，止血安胎，尤其以清上焦热 毒为著。本草经集注：“主诸热黄疸、肠游泄痢。逐水、下血闭，恶疮疽蚀火疡。”名 医别录：“疗痰热，胃中热【2 9 】。”医学启源：“黄芩，治肺中湿热，疗上热目中肿赤， 必用之药。”本草纲目：“治风热湿热头痛f 3 。】。”药性论：“能治热毒、骨蒸。”日华 子本草：“下气主天行热痰，疗疮，排脓，洽乳痈、发背1 2 。”滇南本草：“上行泻肺 火，下行泻膀胱火，除六经实火实热p w 。” 1 21 药理作用 1 21 1 抗病原微生物作用 抗菌作用黄芩有较广的抗菌谱，体外试验黄芩煎剂对金黄色葡萄球菌、白色葡萄 球菌、乙型链球菌9 ”、溶血性链球菌、脑膜炎球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、白喉 杆菌、枯草杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌3 0 】、宋氏痢疾杆菌、福氏痢疾杆菌、志贺氏痢 疾杆菌、沙门氏杆菌、绿脓杆菌吲、炭疽杆菌、幽门螺旋杆菌川敏感。黄芩甲醇提取物 第一章义献综述 可有效地抑制牙周可疑致病菌的生长【3 2 】。 黄芩素能抑制固着微球菌、表皮葡萄球菌、人型葡萄球菌和干燥棒杆菌的生长繁殖， 其活性可能与结构中第七位羟基的存在有关【33 1 。汉黄芩素对霍乱弧菌与会黄色葡萄球菌 有抗菌作用1 3 0 lo 汉黄芩素的铜、镍、钴配合物能提高其配体的抑菌作用，以铜配合物抑 菌效果最为显著【3 4 j 。 抗真菌作用黄芩水溶性部分对犬小牙胞菌、堇色毛癣菌、许兰氏黄癣菌、同心性 毛癣菌、铁锈色毛癣菌、奥杜盎氏小芽胞癣菌、羊毛样小芽胞癣菌、k w 氏表皮癣菌、 星形奴卡氏菌f 3 0 】、桔青霉【3 ”、红色毛癣菌、石膏样毛癣菌、絮状表皮癣菌、新型隐球菌 f 3 6 】、白色念珠菌 3 7 等有不同程度的抑制作用；而醇溶性部分只对红色毛癣菌有较强的抑 菌作用【3 6 】。l m g m l 的黄芩煎剂对加德纳菌( g v ) 高度敏感。叶元土 3 8 等在离体条件 下证明了黄芩能有效地抑制鲤烂腮病原菌的生长。 杨得坡【3 3 】等发现黄芩素对酵母型真菌有高度的选择抑制作用，黄芩苷对供试真菌几 乎没有作用。从滇黄芩中提取出来的黄芩素对尖孢镰刀菌和白色念珠菌有抑制作用口“。 抗病毒作用 c i e s i e l s k ae 等以黄芩根为原料制备出一种新型植物药a n t o k s y ds ( c e x x i ) ，对人白血病细胞系h l 一6 0 有显著的毒性1 3 。因内也曾报道黄芩素能够显 著抑制h l 一6 0 的体外增殖4 0 1 并诱导人白血病细胞k 5 6 2 凋亡。b a y l o r n w 等的研究表 明黄芩苷能够抑制人t 细胞白血病病毒h t l v i 4 列。小鼠体内实验表明，黄芩苷还能 显著抑制白血病病毒引起的脾肿大和白细胞升高1 2 j 。 黄芩苷和黄芩素【4 3 4 4 】可抑制艾滋病病毒h i v 一1 ，对其逆转录酶h i v - r t 的活性有抑 制作用，且黄芩索的抑制活性较黄芩苷科3 6 ，如果黄芩素的6 一羟基被遮蔽，则丧失上 述活性，说明6 一羟基为抑制活性所必需的【4 ”。 体外试验表明黄芩水提物对流感病毒p r 8 株和亚洲甲型流感病毒有一定抑制作用。 5 , 7 ，4 - 三羟基8 甲氧基黄酮对流感病毒唾液酸酶活性的抑制率为5 0 ，对流感病毒 a p r 8 3 4 有强烈的抑制作用，还可抑制鸡胚尿囊袋中的病毒的复制1 4 j 。 黄芩丙酮溶解部分具有显著的e b v 活性抑制作用【3 。黄芩对流行性出血热病毒感 染乳鼠也有一定的保护作用 4 1 。 抗原虫作用体内试验证明，较高浓度的黄芩素能抑制阿米巴原虫生长 3 叫。体外实 验表明黄芩水煎剂与醇提物能抑制钩端螺旋体，高浓度时对钩端螺旋体有杀灭效果【4 】。 1 2 1 2 调节c a m p 水平 c a m p 由腺苷环化酶催化合成，在磷酸二酯酶的作用下水解。黄芩对磷酸二酯酶有 8 第一章文献综述 较强的抑制作用 4 6 ，而对腺苷环化酶的抑制作用微弱1 9 1 ，所以黄芩总的效应是升高 c a m p 水平，尤其是特异地升高肺和支气管的c a m p 水平嘲。黄芩一系列生物效能大多 是由c a m p 中介的 “1 。 1 2 1 3 抗炎及抗变态反应 抗炎作用黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素具有消炎以及激活齿龈成纤维细胞的作用【4 ”； 上述成分灌胃可抑制醋酸所致小鼠腹腔渗出增加，对大鼠佐剂性关节炎和大鼠足肿也有 抑制作用3 0 1 。汉黄芩素还能够减轻乙醇导致的大鼠胃部损伤4 8 1 。 风湿性关节炎患者关节液中存在变性y 一球蛋白【4 6 1 ，黄芩黄素结构中一定位置上的 一o h 与c u 2 + 形成复合物嗍，可抑制c u 2 + 在热环境中使y 一球蛋白变性作用1 1 9 】。 抗变态反应黄芩作为较好的临床抗变态反应剂与其升高c a m p 水平是一致的，因 为c a m p 抑制肥大细胞释放化学介质并阻断这些介质的变态反应【2 】。最常见的与变态反 应有关的疾病是支气管哮喘 4 6 】，由花生四烯酸经加氧酶催化生成白三烯化合物而诱发， 黄芩素抑制此酶，故有抗过敏哮喘作用【2 j 。黄芩苷和黄芩素对实验动物的过敏反应有抑 制作用，且黄芩素的作用强于黄芩苷。黄芩苷的锌络合物抑制小白鼠被动模型反应的作 用比单纯的黄芩苷强 ”。 1 2 1 4 对中枢神经系统的作用 镇静作用黄芩对多种实验动物均表现明显的镇静作用。小鼠腹腔注射黄芩煎剂， 可抑制阳性反射，使潜伏期延长，需要强化的次数增加。家兔静注黄芩浸剂呈现轻度镇 静现象，增大剂量中枢抑制作用加深。黄芩苷可抑制小鼠的自发运动，这种镇静作用可 能是导致高血压患者服用黄芩制剂后自觉症状显著好转的原因之一 4 】。 解热作用黄芩煎剂腹腔注射，可使小鼠防御性条件反射时问延长，说明黄芩可加 强皮层抑制过程。对于人工发热的实验兔，注射或灌服黄芩煎剂均有解热效果。含黄芩 的血清及黄芩苷有阻止内生致热原产生的作用 4 】。用测大鼠直肠温度的方法已经证明黄 芩苷 4 9 】和半枝莲的主要成分野黄芩苷刚具有明显的解热作用。 1 2 1 5 对心血管的作用 对心脏和血管的作用黄芩苷对麻醉大鼠心肌收缩性能有抑制作用并降低心肌耗 氧量，提示黄芩苷可用于冠心病的治疗【5 ”。欧阳汉良等的研究表明黄芩苷还具有一定的 抗实验性心律失常的作用 5 ”。 9 第一章文献综述 黄芩素在低浓度时对离体大鼠肠系膜动脉表现为收缩作用，在高浓度时则表现为松 弛血管平滑肌作用，其机制是抑制了蛋白激酶的收缩作用【5 ”。黄芩苷浓度依赖性地收缩 大鼠血管平滑肌1 5 ，而汉黄芩黄素对苯福林引起收缩的血管标本呈浓度依赖性弛缓作 用。此外，黄芩新素i i 对缓激肽有强烈的抑制作用。 降压作用 黄芩醇提取物、黄芩煎剂【i ”、浸剂或酊剂及黄芩苷经各种途径给药，均 能使肾型或神经性高血压犬血压降低，系直接扩张血管的结果f 引。黄芩素可降低高血压 大鼠的血压【5 4 】。 1 2 1 6 对血液系统的作用 抗血小板聚集与抗血栓作用黄芩素、汉黄芩素、千层纸素a 、黄芩黄酮i i 及白杨 素均可抑制血小板聚集。黄芩素可抑制凝血酶诱导的纤维蛋白原转化为纤维蛋白过程。 木蝴蝶素可竞争性地抑制维生素k 3 在凝血过程中的作用1 3 。 花生四烯酸经环加氧酶及t x 或p g i 合成酶作用生成血栓素a 2 ，黄芩素抑制后两种 酶，减少1 2 - h e t e 合成，故能预防血栓形成和动脉粥样硬化【2 】。 降血脂作用黄芩水浸液、黄芩黄酮、黄芩苷、黄芩素【3 。】、黄芩新素i i 4 j 灌胃。可 降低高血脂实验动物的血清胆固醇、血清游离脂肪酸、肝甘油三酯、肝总胆固醇、肝游 离胆固醇。汉黄芩素可防止甘油三酯的沉积。黄芩素和汉黄芩素能够增加血清h d l ，c h 的含量【3 0 j 。 1 2 1 7 对肝胆系统的作用 利胆作用未麻醉兔静脉给药，可知黄芩水提取物、醇提物及黄芩苷均有利胆作用， 而汉黄芩素无此作用 3 0 1 。对兔总胆管结扎所致血胆红素含量升高，静注黄芩苷可使之下 降f 4 】o 黄芩素能使犬、兔胆汁分泌增加f 5 5 】。 保肝作用黄芩甲醇提取物腹腔注射，对异硫氰酸萘酯引起的大鼠肝损害有抑制作 用【4 】，对胆管结扎或四氯化碳所致的肝纤维化也有抑制作用1 5 6 】。黄芩苷对四氯化碳、 四氯化碳半乳糖胺 5 5 】、d 一氨基半乳纠5 ”所致的实验动物肝损伤有明显的防治作用，能 使肝糖原含量增加。黄芩素对培养的大鼠肝星状细胞显示强的抗增殖作用，有可能成为 抗肝纤维化形成的药物【5 9 1 。它又是一个很好的黄嘌呤氧化酶抑制剂，可用于治疗肝炎6 叭。 1 2 1 ，8 解痉与抗氧化作用 解痉作用黄芩配剂可抗毛果芸香碱引起的小肠兴奋反应，切断迷走神经不会影响 1 0 第一幸文献综述 其肠肌抑制作用；黄芩煎剂对离体兔小肠运动有抑制作用【4 1 。汉黄芩素对乙酰胆碱所致 离体小肠痉挛有解痉作用，黄芩素无效【3 0 j 。 抗氧化作用 过氧化脂质是自由基攻击细胞脂质双层中的不饱和脂肪酸，使之过氧 化的产物【6 ”。黄芩对酶促或非酶促两个途径生成过氧化脂质都有抑制作用，主要有效成 分为黄芩苷【6 2 1 、黄芩素、汉黄芩苷元一7 一糖苷、汉黄芩素、黄芩新素i i 、2 ，5 ，5 ，7 一羟基 6 。，8 一甲氧基黄酮i ”。 随着人体的衰老，体内组织中自由基的代谢逐渐紊乱，过多的自由基可诱发组织老 化和一些老年病f 6 ”。黄芩素和黄芩苷对羟自由基、超氧阴离子自由基、烷过氧自由基及 d p p h 自由基有较强的清除作用，原因是其结构中含有邻二酚结构【6 3 1 。在缺血再灌注模 型中，黄芩素可使细胞避免致死量氧化剂的损伤【6 “。 1 2 1 9 对糖尿病的治疗作用 醛糖还原酶能催化葡萄糖转变为山梨醇，是多种糖尿病慢性并发症发病的主要环 节，黄芩苷能使糖尿病大鼠红细胞山梨醇含量显著降低团，有醛糖还原酶抑制作用 6 5 l 。 黄芩苷对实验性糖尿病大鼠的神经病变也有一定防治作用。黄芩黄酮能改善肾脏的血液 循环，防止肾小球硬化，具有防治糖尿病肾病的作用【”1 。 1 2 1 1 0 利尿作用 黄芩水提取物、醇提取物、黄芩苷、黄芩素及汉黄芩素静脉注射均可使麻醉兔的尿 量增多3 0 】。难常小鼠腹腔注射黄芩苷和黄芩素均有利尿作用h l ，并且黄芩素的作用强于 黄芩苷俐。 1 2 1 ，1 1 抗肿瘤作用 从黄芩醚提取物中分离得到的黄芩新素i i 【6 7 】对小鼠l 1 2 1 0 细胞的e d 5 0 为1 5 9 9 m l ， 另一成分白杨素对人体鼻咽痛( k b ) 细胞有细胞毒活性，其e d 5 0 为1 2 9 9 m l 。用乙酸 乙酯从黄芩的丙酮提取物中洗脱出的5 , 7 ，2 。三羟基黄酮和5 ，7 ，2 ，3 。四羟基黄酮能显著抑 制1 2 一o 一十四烷酰佛波醇一1 3 一乙酸酯( t p a ) 对小鼠皮肤癌的促进作用 3 6 1 。 l i u 等的研究表明黄芩素和黄芩苷具有抗肿瘤血管新生的活性 6 8 1 。黄芩素和汉黄芩 素对培养小鼠b 1 6 黑色素瘤细胞的生长及分化均有抑制作用1 3 6 1 。黄芩素6 9 1 、黄芩苷、汉 黄芩素可诱导人肝癌细胞株凋亡【”l 。黄芩苷能够抑制人乳腺癌细胞的增殖 7 。1 。黄芩素在 非细胞毒剂量时能逆转卵巢癌耐药细胞株a 2 7 8 0 a d m 对a d m 的耐药性【7 ”，它也是有 第一章文献综述 前景的治疗膀胱癌和前列腺癌m7 5 1 的药物。 另掘报道，黄芩酊剂也有抗癌作用，种子达到成熟期的黄芩植物有抑制肿瘤作用【3 “。 黄芩还具有减轻因肿瘤化疗造成的免疫功能抑制和骨髓抑制的作用【7 6 】。 1 2 1 12 其它作用 黄芩苷对紫外线有很强的吸收能力例，可美白祛斑，它能保护脑组织 7 s 1 ，还可 用作d 一葡糖苷酸酶抑制剂，防止因服用喜树碱衍生物所致的腹泻【m 。黄芩苷对中枢兴 奋性递质谷氨酸的释放有抑制效应，可拮抗某些物质所致的谷氨酸神经毒性1 7 9 1 。 黄芩素可抑制人肠道糖苷酶的活性。黄芩苷【6 3 】和汉黄芩素 8 0 】有逆转内毒素休克 的作用并保护机体。此外，黄芩水提物及其有效成分还具有防辐射的作用8 2 】。黄芩的 根、叶提取物有很强的抗溃疡活性【7 “。 1 2 2 临床应用 1 2 2 ，1 适应症 黄芩有效成分及其制剂可用于预防猩红热、治疗布氏杆菌病4 1 、钩端螺旋体病、小 儿肺炎、病毒性肝炎1 9 】、急性胆囊炎1 4 、慢性支气管炎、传染性肝炎、肾盂肾炎、急性 菌痢1 2 9 、银屑病川、沙眼、麦粒肿、龋齿、小儿呼吸道疾病、鼻衄、痤疮、妊娠恶 阻、带状疱疹f 4 j 、高血压瘸、高脂血症f 2 9 j 。还可用于流行性脑脊髓膜炎带菌者4 坳铅中 毒者【5 “。 1 2 2 2 不良反应 临床经验表明，黄芩毒性低。其粗制剂口服，黄芩苷注射给药，除个别病人出现胃 部不适与腹泻外，其余无明显不良反应。黄芩银花注射液眼内注射，局部有较重的胀痛 感，可加适量普鲁卡因缓解。对于内寒中虚的患者，配伍不当可致腹痛、恶心呕吐等 胃肠道反应【。 1 2 2 3 制剂稳定性 黄芩的主要成分黄芩苷制成各种制剂，用于临床，效果甚佳。然而黄芩苷的水溶液 在一定条件下能发生水解，覃树先8 3 】对其稳定性进行了研究，发现黄芩苷注射液应严格 控制p h 在7 ，0 以下，以免在碱性过高或消毒受热时黄芩苷分子中y 一吡酮环发生裂解。 又由于黄芩苷分子中含有葡萄糖醛酸羟基，p h 过低易游离析出，难得到澄明的液体制 1 2 第一章文献综述 剂。因此，在不影响注射液澄明度的前提下，p h 应尽可能接近最稳定p h 4 2 8 。 张婷辟4 】等采用经典恒温法考察了不同赋形剂对黄芩苷溶液稳定性的影响。结果发现 黄芩苷在加入助溶剂后有效期变短，在加入增溶剂和稳定剂后有效期延长。提示可利用 普朗尼克f 6 8 和h p d c d 来增加药物稳定性。 1 2 2 4 人体内药物代谢研究进展 通过对黄芩苷在人体内的药物代谢进行研究，发现它在消化道内很难被直接吸收， 主要经肠道菌丛( h i f ) 产生的b 一葡萄糖苷酸水解酶水解为黄芩素【85 1 ，后者在空肠段吸 收入血，因此黄芩苷经胃肠道吸收缓慢，口服后1 h 左右才在血液中被发现，于5 h 左右 达到血药最高峰1 8 6 】，然后再经肾脏等途径消化【8 7 】。也有学者认为，吸收入血的黄芩素， 在体内又重新转化为黄芩苷 8 8 。 为进一步探讨黄芩苷的作用机制，车庆明【8 9 】对口服黄芩苷后人的尿液进行检测，鉴 定出3 种主要代访f 产物的化学结构，分别为5 , 6 ，7 一三羟基黄酮一6 - 0 一葡萄糖醛酸苷；5 ，7 一 二羟基一6 一甲氧基黄酮- 7 一o 一葡萄糖醛酸昔；5 , 6 ，7 一三羟基黄酮一7 一o 一葡萄糖醛酸苷。对 黄芩素的药物代谢研究表明，其主要代谢产物与黄芩苷的相同，所不同的是黄芩素吸收 较快，并且生物利用度优于黄芩苷 9 0 1 。 1 3 黄芩中化学成分的分离 中