中药质量控制和评价模式.

突破传统的二维平面局限，借助计算机图形学、计算机 三维重建、体视学和图像分析系统等手段，将生药组织 形态学研究推向三维化、可视化、定量化。
“数字可视化中药”技术（中药计算机三维重建与显示 技术）（中药计算机三维仿真技术）

组织连续切片图形
量化
得到深度信息
（将物体不同切片上的二维图像按照切片的空间位置关
测定板蓝根的NA 抑制生物活性, 并建立板蓝根抗病
毒生物效价检测方法。研究表明板蓝根具有抑制NA的 活性, IC50 = (0.90 ± 0.20) mg· mL−1 (相当于生 药), 其量效曲线形状与阳性对照药磷酸奥司他韦相 似, 提示二者对NA 的抑制可能具有相同的作用方式。

采用“质反应平行线”法设计和优化的板蓝根抗病毒
变化规律等。

比如，可以从不同来源、不同产地（道地）、不同规
格（三七多少头的、人参多少支的）、导管的长度、
木质化的药材木质化的程度、油细胞的大小多少、淀 粉粒的多少等等，分析出药材的质量，使过去经验鉴 别的东西变成了形象化的东西。
2 中药质控方向 2.1形性检测

不同种类不同产地的姜黄属植物叶： 供试材料处理:撕取表皮制片。 其中每份材料选取3－5片叶子,每片叶子撕取上下 表皮各5－10个视野。
中药质量控制和评价模式
要 点

建立多元化中药质量控制和评价模式: 形性检测＋化学检测＋生物检测（三位一体） 保证中药安全性、有效性和质量稳定性。
本章主要内容提纲
1 中药质控现状 2 中药质控方向 3 中药质控模式
1 中药质控现状

中药质量控制根本目标：保证中药安全有效。 而中药质控的现行目标：保证中药材或制剂的一致性和稳定 性。
程度随剂量的变化而有显著的改变；
2 中药质控方向 2.3生物检测

(4) “适用性”是指选取的检测方法应快速、高效、
通用性好、易于推广；

(5) “定性定量”是指所选取的检测方法最好应具 有定性鉴别(生物效应谱)和定量分析(生物效价值) 的双重特性。
2 中药质控方向 2.3生物检测

生物效价检测方法之一：“热谱图”（基于生物热动力


b 区分药材的不同部位；
d 追踪制剂的工艺过程及某些化学成分的变化； c 监测原料与成品之间、成品批间质量的稳定性、一致性。
2 中药质控方向 2.3 生物检测

生物检测
将生物检测方法引入中药质量控制与评价体系，不
仅可以辅助鉴定真伪优劣，又可不同程度地关联安全 性和有效性，尤其在无法对中药中未知复杂成分用成 分检控的方法控制其质量时，更显其优越性。
④数据倍数转换,求出目标实际大小值和密度值;
⑤采用系统聚类分析和主成分分析进行模式识别处理。
例如

“大小”表征：细胞直径、面积、体积、体密度，平 均间距等； “质地”表征：细胞体积、密度、壁厚，纤维和石细 胞密度等； “粉性”表征：淀粉粒和木质化细胞的数密度、体密 度、体积等； “油性”表征：油细胞数密度、体密度、油滴面积、

2 中药质控方向 2.3生物检测
“高效”是指一台生物热活性检测仪可拥有8—16个检测 通道，甚至更多，可同时对多个研究对象或目标进行检 测和分析，降低成本。

3
中药质控模式
——基于道地药材和生物效价检测的中药质控模式
3.1 道地药材在中药生产质量控制上的历史和现实意义 道地药材来源于特定产地且传统公认的名优正品药材, 是优质中药材的代名词,也是历代中医评价中药材品质的 一个综合而物质化标准。 以道地药材为参照物,克服了单一对照品的不足,有利 于体现中药多成分、多靶点、多环节、整合作用的特点和 优势。
2 中药质控方向 2.3生物检测

生物效价检测：是指在严格控制的试验条件下，通
过比较标准品和供试品对生物体或离体器官与组织 的特定生物效应，从而评价和控制供试品的质量或
活性。

适用于结构复杂或理化方法不能测定其含量、或者 理化测定不能反映其临床生物活性的药物。
2 中药质控方向 2.3生物检测

中国药典2005 采用了生物效价检测方法控制水蛭质量，
1 中药质控现状

中药个别或部分指标性成分一致性和稳定性≠制剂质 量一致性和稳定性≠临床上安全性和有效性！
2

中药质控方向
目前中药质量控制和评价的主要手段（《中国药典》
2005年版一部基本上是用这两种方法）：
形性检测法＋化学检测法

质控策略探索：多元化中药质量控制和评价模式 形性检测＋化学检测＋生物检测（三位一体）
生物效价检测方法, 重复性较好 (RSD = 5.78%), 实
际样品检测结果均能通过可靠检验 (偏离直线P > 0.05、偏离平行P > 0.05)。研究结果表明, 所建立 的生物效价检测方法可以作为板蓝根品质生物评价的 方法之一。
当前, 板蓝根的质量控制方法主要是依托常规性状 鉴别和精氨酸的定性检识, 该方法既难以做到客观定量, 又与板蓝根的药理活性几无关联, 也就难以保证它的临 床有效性。 生物效价检测方法与常规鉴别方法比较不仅在结果 上具有一致性, 而且具有灵敏度高、重复性好、操作简 单、客观、可定量、快捷等优点。本方法的建立提高了 板蓝根的质量控制水平, 并且能够为抗病毒类中药质量 生物控制的研究提供参考。
2 中药质控方向 2.3生物检测
生物热动力学方法——“热谱图”原理： (1)生物体的生长代谢都伴有能量的转移和热变化， 并在一定的阈值内呈规律性波动； (2)中药的生物活性实质上就是中药药效物质对生物 体生长代谢的干预作用，这种干预作用不可避免 地将影响生物体的能量转移和产热变化；
2 中药质控方向 2.3生物检测
3
中药质控模式
——基于道地药材和生物效价检测的中药质控模式 3.2 道地优级药材对照品采集和标化的技术要求
3.2.1 原料的选择 应当选择道地核心产区、主流优良品
种、优等商品规格的品种，同时还要有严格的标准操作规 程从根本上保证对照品原料的均一性、稳定性、代表性和 可延性。

一台仪器(生物热活性检测仪)、
一套指标(生物热谱图和热动力学参数)
2 中药质控方向 2.3生物检测

“实时在线”是指生物热活性检测仪有如多导生理检测仪，
可以在第一时间及时地直观地反映生命体系的宏观状态 变化； “灵敏、准确”是指生物热活性检测所需的药物样品量 少，一般是毫克级，同时由于研究对象和环境的可控性 好、操作步骤简单、自动化程度高，所以方法的精密度、 重现性和稳定性较好；
2

中药质控方向
中药质量控制和评价的方法可以简单概括为：


形性检测法、化学检测法、生物检测法。
形性检测主要指以药材的形状、大小、颜色、气味、 表面特征、质地、断面等表观性状来判别药材的种类 和真伪，并对部分药材辅以简单的理化试验。
2

中药质控方向
化学检测主要是利用药材所含化学成分的某些物理性质
2 中药质控方向 2.3生物检测

目前生物效价检测的常用方法有：酶活力、凝集素活 性、抗病毒测试、抗菌活性、抗炎活性等。这些方法 的专属性较强，而通用性较差，有限的实验条件难以 同时满足几百甚至几千种不同中药及中药制剂的质量 控制和评价。 另：生物热动力学方法

2 中药质控方向 2.3生物检测

或化学反应来对中药进行定性和定量分析，一般可用于
含不同化学成分的性状相似而又无明显显微特征的药材。

生物检测是利用生物体包括整体动物、离体组织、器官、 细胞和微生物等评估药物生物活性(包括药效和毒性)的 一种方法。
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中药质控方向
2.1形性检测

从主观性和模糊性
（趋向）组织形态特征三维化、
可视化、定量化。

1 中药质控现状

中药化学指纹图谱技术对中药质量控制有一定的促进 作用，但中药化学成分变化因素较为复杂，选择合理 的指纹信息难度较大，其重现性、耐受性及谱效关系 等还有待深入研究。

中药化学指纹图谱实质上是中药部分成分的“化学条 码”，与安全性、有效性关联意义不大。
1 中药质控现状

如冬虫夏草测定腺苷含量、板蓝根检测精氨酸, 既不
生物效价检测方法选取以下原则：

(1) “相关性”是指所选取的检测方法应与药物的功能主
治或现代药理作用有关，从而保证检测结果与临床疗效 的相关性； (2) “重复性”是指在严格规定的条件下，检测结果应有 一定的重复性，以保证试验的延续性和可重复性；


(3) “灵敏性”是指所选取的检测指标应能客观体现反应



体积等) 。
2 中药质控方向 2.1形性检测 大小、密度和形状因子（3大类参数）
体视学原理 计算机图像技术
组织细胞显微图像的形态特征
数值分类
归纳出其形态学特征
建立
分类鉴定谱系图
2 中药质控方向 2.2化学检测

采用HPLC、MS、NMR、IR、UV、GC、CE等及其联用技术进行化学指 纹图谱定性和有效成分或指标成分定量， 结合化学计量学、人工智能等技术建立中药化学质量模式识别系统， 表征中药化学组分群特征 优势：a 检测中药材及其产品的真伪；
本品每1g含抗凝血酶活性应不低于16.0 U。

比浊法测定红霉素生物效价。 基于抗菌效价检测的板蓝根药材品质评价方法的研究。 生物效价检测研究进展（3000字）（50%外文参考文献） 中药质量控制中的生物效价检测的作用与进展
例：基于神经氨酸酶活性检测的板蓝根品质的生物评价

采用流感病毒神经氨酸酶 (NA) 体外活性荧光检测法
系依次叠加排列而组成物体的三维数据；再利用计算 机图像处理技术、图形生成理论及视觉心理学原理， 在二维平面上形成直观地显示出具有生动性和立体感 的三维图像。
“数字可视化中药”技术应用

全方位刻画中药材形态结构、甄别道地与非道地药材等
提供三维立体动态的鉴定技术和图像资料；

形象生动地再现中药和植物的外观和微观的立体结构； 形象生动地再现中药和植物的外观和微观的立体结构以 及组织细胞的空间关系，有助于揭示植物和中药材的生 长发育规律、次生代谢产物积累分布动态、中药材品质
是其主要有效成分,也不是其专属性成分, 对其中药
质量控制几乎没有实际意义。

即使是检测有效成分,往往量效关系不明显： 如人参的人参总皂苷：人参(主根) 约含2% , 人参须约含5%,
人参叶可达10%。
1 中药质控现状

大部分中药的有效成分仍未得以阐明。

据统计，《中国药典》2005年版(一部)共收载中药材 (含饮片和提取物)572种，其中只有60%有过化学成分 研究报道，约20%进行过较系统的化学成分研究，至今 已阐明其有效成分的品种不到5%。

目前中药内在质量控制模式基本上是“惟成分论”，即通过 对个别指标性成分进行定性或/和定量分析来实现质量控制和 评价。
1 中药质控现状

中药与化学药品质量标准的根本区别: 化学药品：分子结构清楚，构效关系明确，鉴别、检查、含 量测定可以直接作为疗效评价的指标。 中药：在中医理论指导下，尤其是复方制剂，检测任何一种 活性成分均不能体现其整体疗效。现行中药质量控制的基本 模式是参照国外植物药的质量控制方法，借鉴化学药品质量 控制的模式建立的。
学的微量热分析方）

测定不同中药与机体相互作用的能量转移和热变化， 将中药内在的药性品质表达为特征“指纹”——生物热 活性谱线图(简称“热谱图”或“生物效应谱”) ，可对 生物体在生长代谢过程中的相关信息进行定性、定量分
析，有较强的专属性、灵敏性和重现性，同时亦可按生
物统计学进行实验设计，属于生物效价检定中的量反应。

一般在叶片中部中脉附近撕取表皮组织。
观测：上表皮气孔，下表皮气孔； 上表皮副卫细胞，下表皮副卫细胞；
上表皮细胞，下表皮细胞。
2 中药质控方向 2.1形性检测
图像分析操作: ①图像采集,将制片置于配有CCD摄像机的显微镜下观察采样
②图像预处理,包括编辑、轮廓修饰、灰度变换、逻辑运算 和二值化操作等,以便获得清晰完整的目标灰度图像; ③参数测定,包括面数密度(个/mm2)、截面积(μm2)、周长 (μm)、最大直径(μm)、长宽比、圆形度、圆球度等参数。
(3)通过测定能量和产热的变化，可以间接地了解生 物体的生长代谢变化，从而判断药物的生物活性 情况； (4)生物热活性检测是以体系的状态参数为研究对 象，能实时、在线、快速地刻画机体的表观状态 及其变化情况。
2 中药质控方向 2.3生物检测

“热谱图”特点： “普适性好”即是指对不同的研究对象(如微生物、组织、 细胞、分子、基因)，均只需用： 一个方法(生物热活性测定方法)、