第一章 绪论
第一节 概述
中药分析学是以中医药理论为指导，运用化学、物理学、生物学等现代科学理论和技术，研究中药质量评价与控制的一门学科。中药分析学是中药学科中的一个重要组成部分，是中药类专业的专业课程和核心课程。
中药分析的意义在于利用现代分析手段，通过科学评价中药的质量，采用适当的方法对中药进行质量控制，以保证中药质量稳定、疗效可靠和使用安全。
近几十年来，中药在化学成分、作用机理、物质基础研究方面取得了重要进展。但中药的作用机理和物质基础研究还比较薄弱。只有在中药化学、药理学、药剂学及临床和基础医学等方面进行深入研究，探明中药的作用机理、主要有效成分及相互作用关系后，才能提出评价其质量的客观指标，制定出比较完善的质量标准，采用合理的方法进行质量控制。
一、中药分析学的性质
中药分析学是研究中药质量评价与控制的应用学科。作为中药学的一个分支学科，中药分析学是中药学其他学科的“方法科学”“眼睛科学”。中药分析发挥分析的“眼睛”作用，采用化学、物理学、生物学及微生物学等学科的方法和技术手段，对正在研究开发过程中的中药，以及生产和临床使用中的中药进行质量评价和控制，是中药“安全、有效、质量可控”的保障。
二、中药分析学的任务
中药分析学的任务是运用现代分析技术研究适合中药（药材、饮片、提取物及中药制剂）质量评价和质量控制的方法，测定有效物质，分析有毒有害成分，制定质量标准，分析药物体内过程，评价质量优劣，保证中药的有效性和安全性。
中药分析学的研究内容涉及中药质量评价研究、中药质量控制体系研究、体内中药分析研究、中药分析新技术和新方法的研究、中药标准物质研究等范畴。
（一）中药质量标准体系研究
应用现代分析技术，进行中药质量标准体系研究，制定符合中医药特色的质量标准是中药分析的首要任务。中药质量标准应建立科学合理的评价指标和方法，充分体现中医药整体观，模糊与量化相结合，整体表征与局部指征相结合，保证建立的质量标准可以控制中药的有效性、安全性和质量均一性。
中药质量控制体系主要包括中药的定性鉴别研究、杂质及毒害成分限量检查研究、有效成分选择及定量研究等。围绕药品“安全、有效、可控”的基本属性，根据中药多成分、多靶点、整体协同作用的特性，应用现代技术和方法，开展中药复杂体系质量控制的科学内涵研究。如在质量标准体系中引入能体现整体学说的药效指纹图谱技术、有效成分群定量研究，以及能控制中药有效性的生物活性检测方法等，研究并建立适合中药的质量标准体系，丰富和完善中药质量控制的理论和方法。
（二）中药质量评价方法研究
古人一般直接利用感官，如看、摸、闻、尝等，对中药的外观性状（形、色、气、味）进行质量评价，有很大局限性。随着现代科学的发展，中药质量分析也逐步进入对内在指标进行分析的阶段，如显微分析技术于20世纪50年代引入中药质量评价，气相色谱法、高效液相色谱法等现代分析方法则是从《中华人民共和国药典》（1990年版）一部开始收载于法定中药标准，而中药指纹图谱技术、色谱-质谱联用技术等分析方法的引入促使中药分析研究水平达到了一个新高度。因此，借鉴化学、物理学、生物学等学科的新理论、新技术，进行中药质量评价方法研究，将为控制中药内在质量提供新的策略，是建立符合中医药特色的质量标准体系的基石。
（三）中药生产全过程质量分析
近年来，药品质量的理念在不断变化，从“药品质量是通过检验来控制的”到“药品质量是通过生产过程控制来实现的”，进而又到“药品质量是通过良好的设计而生产出来的”（质量源于设计，QbD）理念。药品从研发开始就要考虑最终产品的质量。在配方设计、工艺路线确定、工艺参数选择、物料控制等方面都要进行深入研究，积累翔实的数据，并依此确定最佳产品配方和生产工艺。对于中药来说，这个过程还包括中药源头，即中药材的种植、采收、加工和中药炮制等过程。
中药提取物和中药制剂生产过程中粉碎、提取、制剂成型等工艺条件的不同，以及生产过程中的辅料、包装等都可能影响制剂的质量。中药活性成分受到温度、湿度等环境因素的影响较大，在流通和经营过程中，必须注意严格按照中药规定的条件进行贮运和保存。
因此，中药分析的任务不是静态和消极地对中药材、中药饮片、中药提取物和中药制剂进行分析检验，而是深入中药的种植、炮制、制剂、销售的实际过程，进行全程质量分析控制和管理，从而及时发现和解决中药研发、生产和使用中的质量问题。
（四）体内中药分析研究
体内中药分析研究以中医药理论为指导，采用现代分离分析方法，研究中药进入体内后成分的变化规律及内源性成分受药物干预后的变化，建立生物样品的分离富集方法及符合定量要求的检测技术，研究生物体内外源性成分和内源性成分的变化规律，为药品质量评价、合理用药、物质基础研究等提供依据。
基于生物样品基质复杂、待测药物浓度低，应采用现代分离富集技术，如固相微萃取、分子印迹、微透析和电透析等技术，提高样品测定的灵敏度；建立生物样品分析方法，测定生物样品中的中药成分，阐明体内中药化学成分的变化规律，为阐释中药物质基础、丰富中药质量评价指标、指导临床合理用药、评价其药理药效等提供依据。
（五）中药标准物质研究
目前，中药分析和质量检测大多是检测样品中已知有效成分，所以建立符合中药质量评价要求的中药标准物质是摆在中药分析工作者面前的迫切任务。运用现代科技手段，研究符合中药分析要求的定性、定量用对照品，为中药质量评价提供支撑。
（六）中药的检验与分析
药品是一种特殊商品。中药是我国药品体系的重要组成部分，包括中药材、中药饮片，中药提取物和中药制剂等。中药质量控制和安全保障是其治病救人、保护健康的前提。为保证药品的质量，国家颁布并实施《中华人民共和国药品管理法》，成立了国家药品监督管理局，制定并实施了《药品生产质量管理规范》（GMP）等一系列药品管理法律法规，定期修订、颁布国家药品标准，设立各级药品检验机构，开展药品检验工作。
中药分析是国家对中药实施监督和管理，维护中药生产和使用正常秩序，打击假冒伪劣的重要技术支撑和工具手段。掌握常用的分析方法，依据拟定的中药质量标准，对中药进行检验与分析，评价中药的真伪、优劣是中药分析的重要任务之一。
此外，利用物理、化学、生物学、信息学及其他相关理论和方法，与中医药理论相结合，通过多学科渗透和结合，开展中药有效物质基础研究、中药生物分析方法研究、中药分析化学计量研究等也属于中药分析的学科内容。还需进一步拓展中药分析研究范畴，完善中药分析学研究内容，以促进中药分析学科的发展，形成完善的中药质量评价及控制体系。
三、中药分析学的特点
中药制剂多由复方组成，所含药味较多，成分复杂，含量差异大，杂质多。此外中药特定的生长环境、采收时间、加工炮制方法，以及贮藏条件等因素也会对中药质量产生影响。
（一）以中医药理论为指导原则综合评价中药质量
中药有四气五味、性味归经之说，中药复方的组方原则有君、臣、佐、使之分，君药是针对主病或主证起主要治疗作用的药物，其次是臣药，是辅助君药治疗主病或主证的重要药物。在进行质量分析时，首先进行组方分析，按功能主治分出君、臣、佐、使药味，选择合适的化学成分为指标评价中药制剂的质量，力求找到合理的检测方法。否则抛开君药和臣药成分，只进行佐、使药的研究，不能真正反映复方的质量。由于中药成分的复杂性、药理作用的多样性，很难以某个或某些成分的含量评价中药制剂质量。目前多根据制剂中单味药有效成分的特性建立控制制剂中某味药质和量的检测方法，随方分析主药或药群的有效成分，进行质量评价。如由黄连组成的中药制剂在不同方中的作用和地位不一样，在黄连上清丸中黄连是主药，在安宫牛黄丸中黄连则是辅药。在前者需测定黄连中生物碱含量，以评价黄连上清丸质量的优劣，后者若同样测定则尚感不足，需首先测定安宫牛黄丸中君药的有效成分含量。在检测成分上也要注意中药的功能主治与现代药理学相结合，如山楂在以消食健胃功能为主的制剂中，应测定有机酸含量；以行气散瘀治疗心血管病为主的制剂中，则应测定黄酮类成分，因黄酮类成分具有降压、增强冠脉流量、强心、抗心律不齐等作用。所以在研究之前要先进行组方分析，找出主药，选择合适的检测指标，再进行质量分析。
（二）中药化学组成的复杂性
任何一味中药的化学成分都十分复杂，如人参所含化学性质相似的人参皂苷类成分有几十种，单味药本身就是一个混合物，由几味乃至几十味药组成的中药制剂所含成分更为复杂，有些化学成分还会相互影响，给质量分析增加难度。例如黄连所含有效成分之一小檗碱能与大分子有机酸生成盐而降低其在水中的溶解度，因此必须注意，当黄连与黄芩、甘草、金银花等中药配伍时，小檗碱会和黄芩苷、甘草酸、绿原酸等成分形成难溶于水的复合物而沉淀析出，影响测定结果的准确性。又如在研究7种含柴胡的复方煎剂中，含牡蛎的3个处方中柴胡皂苷d的含量明显高于其他方剂约4倍，主要是牡蛎在煎煮过程中，使煎液pH值升高，减少了煎液中柴胡皂苷d的分解。
由于中药中成分众多，各成分之间相互作用，有时可能还会生成一些稳定、亚稳定的复杂化合物，给分析测定带来更大的困难。在一种溶剂提取物中往往含有多个性质相似的化合物，需要经过复杂的分离、净化过程，才可用于分析测定，这些分离净化过程要最大限度地保留待测定成分，除去非测定成分，使测定结果准确地反映中药的质量。
（三）中药质量的差异性和不稳定性
1.中药材 中药品种繁多，往往出现同名异物或同科不同种的情况，例如葛根，《中华人民共和国药典》（以下简称《中国药典》）（2000年版）规定野葛和甘葛藤（粉葛）的干燥根均作葛根使用，但二者所含葛根素含量差异较大，规定野葛不得少于2.4%，粉葛不得少于0.3%。《中国药典》（2005年版）起，将葛根（野葛）和粉葛分列为两味药材。黄连植物来源也有多种，但味连中生物碱含量最高，质量最好，《中国药典》（2020年版）规定，味连中含小檗碱不少于5.5%，表小檗碱不少于0.80%，黄连碱不少于1.6%，巴马汀不少于1.5%。此外，药材规格、产地、生长环境、药用部位、采收季节等均会影响药材中有效成分的含量，从而影响中药的质量和临床疗效。
2.中药饮片 中药材经加工炮制成饮片后，其化学成分、性味、药理作用等方面也会发生一定变化，为了保证中药的质量，应严格遵守中药炮制规范，对炮制工艺、成品质量严格把关，才能保证中药质量稳定、疗效可靠。例如延胡索中有效成分为生物碱类，为了增加生物碱的溶解性能，常用醋制，但醋的浓度对总生物碱的溶出率影响较大。又如含草乌的制剂，酯型生物碱属于毒性成分，毒性成分在制剂中含量高低与炮制条件有关，若用流通蒸汽蒸制草乌，随着压力和温度升高，总生物碱无明显变化，而酯型生物碱显著下降。
3.中药提取物或中药制剂 同一种中药提取物或中药制剂，由于不同生产厂家在生产工艺上，如浓缩方法、干燥方法等不同，将会影响制剂中化学成分的含量。如不同厂家生产的复方丹参片中丹参酮ⅡA、隐丹参酮、原儿茶醛、丹参素的含量差异较大。有时尽管工艺流程相同，但是如果浓缩、干燥等方法没有具体限定，不同的生产企业就有可能采用不同的浓缩方法，如常压浓缩、减压浓缩、薄膜浓缩等，也会对产品成分产生影响。
中药制剂的剂型种类繁多，制备方法各异，工艺较为复杂，很多在单味中药鲜品中存在的化学成分，经过炮制或制备工艺中加热处理后，结构发生变化，已不复存在或含量甚微，有些则在制备过程中因挥发、分解、沉淀等原因使质量分析更加困难。如鲜地黄中含有梓醇，长时间煎煮以后就很难检测到了。
（四）中药有效成分的非单一性
中药产生的疗效不是某一成分作用的结果，也不是某些成分作用的加和，是各成分之间的协同作用。用一种成分衡量其质量优劣有失偏颇，某一成分的含量高低并不一定与其临床效果具有简单的线性关系，检测任何一种活性成分均不能反映它所体现的整体疗效。研究中药的物质基础，应用灵敏可靠的分析仪器，从中医整体观出发，模糊与量化相结合，整体表征与局部指征相结合，采用多种手段，测定多种有效信息，才能更加科学、客观地评价中药质量。
（五）中药杂质来源的多样性
中药杂质来源要比化学药复杂得多，如药材中非药用部位及未除净的泥沙，药材中所含的重金属及残留农药，包装、保管不当发生霉变、走油、泛糖、虫蛀等产生的杂质。所以中药易含有较高的重金属、砷盐、残留农药等杂质。
（六）中药制剂辅料的广泛性
中药制剂辅料使用广泛、种类繁多，如传统中药制剂中使用蜂蜜、蜂蜡、糯米粉、植物油、铅丹等作为辅料，这些辅料的存在，对质量分析会有一定的影响，需选择合适的分离方法，将其干扰排除，才能获得准确的分析结果。
总之，中药分析与化学药物分析有很大区别，中药成分复杂，干扰较多，被测成分含量偏低、波动较大，有些测定混合物的分析方法，能很好地用于化学药品分析，但鉴于以上原因就不一定适合中药分析。从某种意义上讲，中药分析的难度更大，要求仪器的灵敏度更高，但随着分析仪器研究、中药化学成分研究、分析方法学研究的不断深入和发展，中药制剂分析的灵敏度、准确度和稳定性将会逐步提高，以满足中药质量控制的实际需要。
四、中药分析学的沿革与发展
（一）中药分析学的沿革
药物分析学已从20世纪初的一种专门药物分析技术，逐步发展成为一门日臻成熟的学科，成为药学学科中的二级学科。近年来，中药分析学科也逐渐形成，并不断完善。20世纪末，随着现代仪器分析方法的引入，中药分析的整体水平达到了一个全新的高度。1997年，魏璐雪教授主编了普通高等教育规划教材《中药制剂分析》，主要针对中药制药专业开设，分析对象以中药制剂为主，自此《中药制剂分析》一名一直沿用至第九版。从第十版开始，考虑到学科的发展，中药学类专业的中药制剂分析已经发展到以采用仪器为主要手段的现代中药分析，而且所有中药类专业都有开设需求，故将《中药制剂分析》中的“制剂”二字去掉，改为《中药分析》。近年来，中药分析学科内涵与外延逐渐清晰，从本版（十一版）教材开始更名为《中药分析学》。
（二）中药分析的发展趋势
1.建立符合中医药特色的质量标准体系 目前中药的质量控制还局限于研究制剂中某一成分或某些成分存在与否、含量高低，所制定的质量标准只能作为生产和质量控制部门检验产品一致性和真伪优劣的依据，无法对中药的有效性进行评价。中药具有化学成分高度复杂性和整体治疗性，只对中药的某些成分进行定性、定量测定，既难保证中药的疗效和质量，也无法说清有效物质与作用机理的关系。一个理想的中药质量标准应该能够说明质量与疗效，即疗效与化学成分的关系。研究中药的有效物质并对其进行质量控制，才可保证中药的有效性、可靠性和稳定性。
目前还没有一种方法可以简单明了地用于中药质量的全面控制，常见的中药质量控制方法有两大类，一是化学法，如单一成分分析法、多成分分析法、多维（多种分析仪器联用）多息（化学、药效等信息）分析法、指纹（特征）图谱法等；二是生物法，如生物效应测定法（生物效价测定法、体外活性检测法、药效指标测定法）、基因鉴定法、细胞生物学鉴定法、免疫鉴定法等。无论采用哪种方法，药物质量控制的最终目的就是要保证临床疗效，只有将所检测的信息与临床疗效联系起来才可以达到中药质量控制的目的。在中药质量控制体系研究中，应从中医药整体观出发，以中医药研究成果为基础，采用整体表征与局部指征相结合、宏观整体控制与多成分量化相结合、化学物质基础指标与有效性生物信息相结合，尽快建立符合中药特点的质量控制体系和质量标准。
2.中药分析技术向微量化、快速化发展 随着现代科学技术的进步，中药分析方法向仪器化、自动化、快速和微量的方向发展。采用分离能力强、灵敏度高、稳定性好的分析仪器已成为趋势。如高效液相色谱、气相色谱、高效毛细管电泳、超临界流体色谱、高速逆流色谱及色谱-质谱联用技术等已广泛应用于中药分析，这些分析方法与技术符合中药复杂成分分析的要求，可起到分离分析的双重作用，能有效地进行定性鉴别，确认中药的真伪，并对其主要成分进行定量分析，全面控制药品质量。
今后在仪器联用技术、微量检测技术、智能色谱、高效分离技术、中药活性检测技术等方面进行研究，以适合中药分析的要求，提高分析灵敏度和准确性。
3.中药分析方法向智能化发展 智能感官分析技术是将现代传感技术与人工智能技术相结合，模拟人的嗅觉、味觉和视觉，对样品进行分析和评价的一种智能化仿生技术。该技术模仿人体的感官感知过程，对检测对象无破坏，可进行在线和现场检测，已广泛应用于食品检测、农业生产、环境监测、医学诊断等领域。在中药鉴别、中药炮制和中药生产过程的监控等方面也有着广泛的应用前景，可使眼看、手感、口尝、鼻闻、耳听等传统方法数据化、快速化、智能化，实现在线分析和快速分析。
近年来发展较快的有电子鼻、电子舌和机器视觉等。电子鼻技术常用于鉴别含有挥发性成分的药材，通过气味分析，可判断药材种类、基原、产地、生长年限等。电子舌技术可用于中药味道的识别，鉴别感官上具有苦味、辛味、涩味、甜味和酸味的药材。智能感官技术可通过气、味、外形和颜色客观地综合评价中药质量，通过在线、实时、原位分析，能动态评价中药真伪、质量优劣，监测中药生产过程，规范生产工艺，为保障中药的质量提供了一种新的方法。
4.加强有毒有害成分的检测 近年来，中药的质量标准在有毒有害成分检测方面有了很大进步，《中国药典》近几版先后增加了农药残留量、真菌毒素、二氧化硫残留、有害元素、内源性有害物质等项目的检测，加大了对中药安全性的控制。但是，许多有毒中药还缺少有针对性的安全性控制指标，特别是对于有毒中药所含的有毒物质、毒性机理还不十分清楚。中药毒性成分来源复杂，有些是中药本身所含的内源性成分，有些是污染造成的外源性成分；有些是毒效成分，既有毒性，又有疗效，有些则是纯有害物质。要针对具体情况进行研究，制定合理的检测方法和限度，保证临床用药的安全性。