半夏主要化學成分及檢測方法研究進展

李東梅 張思維 高向娜 孫建云 李擁軍 李衛(wèi)平

摘要：半夏作為一種常用的中藥材，化學成分種類繁多且復雜，了解其化學組分及其檢測方法，使其在臨床等各方面的應用更加安全和可靠極為重要。因此通過檢索和分析近年來國內(nèi)外有關(guān)半夏研究報告的文獻，并進行歸納與整理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，目前對半夏的研究主要關(guān)注在其栽培和組織培養(yǎng)等方面，對其化學組分的藥理作用方面的研究也比較成熟，但關(guān)于其有效成分的作用機理及檢測方法擴展和優(yōu)化方面的研究較少。因此本論述通過系統(tǒng)歸納和總結(jié)目前半夏的化學成分、檢測方法和研究進展，為更深入地了解半夏的藥理作用和藥物安全性提供參考價值。

關(guān)鍵詞：半夏；化學成分；檢測方法；研究進展

中圖分類號：R93????????????????????????????? 文獻標志碼：A

半夏是一種天南星科植物半夏[1]（Pinelliaternata （Thunb）Breit ）的干燥塊莖，別名守田、羊眼半夏、地文、麻芋果等，是記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》的一味經(jīng)典中草藥。其有毒、歸結(jié)與脾、味道辛辣，氣微、性溫燥，具有止嘔降逆、化痰燥濕、消痞散結(jié)、抗早孕和抗心律失常[2]、祛痰平喘[3]等作用。國內(nèi)大部分地區(qū)都是半夏的生產(chǎn)之地，其主要產(chǎn)地四川、河南、安徽、山東等省份，野生半夏在內(nèi)蒙古、新疆和青海也有分布。半夏是一種生長在海拔2500 m 以下的干燥地面上的雜草，通常見于草坡、雜地、玉米地、田野或稀疏的森林，另外，朝鮮、日本也被發(fā)現(xiàn)。

半夏作為一種傳統(tǒng)的中藥材，在我國已被廣泛使用數(shù)千年，常用的藥物入藥部位為半夏的干燥塊莖。半夏藥材的化學成分種類多且復雜[4-5]，近年來有關(guān)藥理研究顯示，半夏中藥材含有半夏蛋白、無機元素、揮發(fā)油、氨基酸、多糖和核苷類[6]等多種活性成分、具有范圍較廣的藥理作用，其藥理作用主要包括抗氧化、抗炎癥、抗腫瘤、抗肥胖等，臨床上主要用于治療痰多咳喘、嘔吐反胃、風痰眩暈和鎮(zhèn)靜催眠等[7]。

近年來，針對半夏所發(fā)表的相關(guān)綜述文獻內(nèi)容多側(cè)重于其化學成分、藥理作用、炮制方法、中藥栽培與鑒定等，而對其化學成分及其檢測方法的總結(jié)不夠直接和全面、針對性也不強。因此，本論述以半夏的“化學成分”、“檢測方法”和“研究進展”等為關(guān)鍵詞，通過查閱 CNKI、維普網(wǎng)、萬方資源庫、ScienceDirect 和 PubMed 等數(shù)據(jù)庫來檢索近年來發(fā)表的相關(guān)文獻，對半夏的化學成分、檢測方法和研究進展給予更加全面系統(tǒng)的綜述，為今后中藥材半夏化學成分的藥用價值以及檢測方法的研究進展提供理論依據(jù)和參考。

1半夏的化學成分

1.1生物堿

半夏的活性成分多種多樣，其中生物堿是其主要活性組分的一種，經(jīng)大量的科學研究表明，半夏的許多藥理作用主要體現(xiàn)于這種活性物質(zhì)。對于生物堿這種活性物質(zhì)而言，半夏藥理活性的體現(xiàn)主要源于生物堿的代謝產(chǎn)物。其具有抵抗腫瘤發(fā)生，抗各種細菌感染，抗生物氧化和抑制糖苷酶等的活性作用[8]。我國四川、江西、山東、江蘇等省份都是半夏藥材的生產(chǎn)之地，但有科學研究表明，不同生產(chǎn)地半夏生物堿含量會有所不同。王俊斐[9]等利用紫外-可見分光光度法對半夏中藥材中含有的總生物堿成分進行測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：不同生產(chǎn)地的半夏藥材總生物堿濃度在0.0147%～0.0428%，平均濃度為0.0238%，四川樣品所含有的總生物堿濃度最高，湖北樣品當中的總生物堿濃度最低，不同的生產(chǎn)地之間具有較大的差異性；最低與最高含量差異達3倍。

1.2有機酸

有機酸是半夏藥材中的有效成分之一。許多科學研究證實，脂肪酸存在于半夏塊莖中，其組分含量比較豐富，根據(jù)存在位置不同、化學結(jié)構(gòu)不同和穩(wěn)定性不同，可將其分為飽和性脂肪酸和不飽和性脂肪酸。張科衛(wèi)等[10]利用氣相色譜（GS）與質(zhì)譜分析的聯(lián)用技術(shù)，對半夏藥材進行成分提取與分離，然后對其中的甲醇提取物質(zhì)進行鑒定與分析，最終鑒定出了19種脂肪酸，包括15種飽和性脂肪酸和4種不飽和性脂肪酸，總結(jié)得出：半夏藥材中含有相對含量占49.152%的不飽和脂肪酸，其中，亞油酸占比為37.096%，而飽和脂肪酸則以棕櫚酸為主（15.157%）。吳皓[11]等采用經(jīng)典的柱層析方法對半夏醇提物的乙酸乙酯提取物進行了化學成分的分離和研究，結(jié)果從半夏藥材中首次分離得到琥珀酸和 N-乙酰谷氨酸。

1.3揮發(fā)油

揮發(fā)油作為半夏的主要化學組分之一，主要存在于半夏塊莖中，其內(nèi)含有2-甲基吡嗪、β-欖香烯、棕櫚酸乙酯、戊醛肟等多種成分。目前，國內(nèi)外有關(guān)半夏揮發(fā)油的研究報道也越來越多，涉及不同種類半夏揮發(fā)油成分的提取和檢測等。彭加兵等[12]利用幾種不同的蒸餾方法，如水汽蒸餾法和同步蒸餾水萃取法等，對潁半夏中所含有的揮發(fā)油組分進行提取，同時，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）對揮發(fā)油組分加以解析，從而計算各組分的相對濃度，實驗結(jié)果顯示：水汽蒸餾法并未獲得揮發(fā)油類。同步蒸餾水萃取法提煉的潁半夏揮發(fā)性油共分離出13個化學組分，其中大部分為酯類，揮發(fā)性油得率為1.33%、占66.41%。同時乙醚萃取法獲得的潁半夏揮發(fā)油共11個化學組成，大部分為烴類，揮發(fā)油得率為1.67%、占55.36%。同樣，蒸餾萃取法與乙醚萃取法所獲得的相同化學成分有7個，但相對濃度卻有所不同。

1.4氨基酸

氨基酸是蛋白質(zhì)和肽類的重要成分，也是半夏的化學成分之一。目前的科學研究已經(jīng)證實，半夏藥材中含有的氨基酸組分比較豐富，其中，有7種氨基酸是人體不可缺少的；與此同時，有關(guān)科學研究證實，半夏中藥草當中的氨基酸組分與疾病的治療息息相關(guān)，甚至對于某些疾病的治療尤為關(guān)鍵，被稱之為主要的有效成分或輔助成分[13-14]。目前，有研究表示，許多藥理活性的體現(xiàn)有時會受到氨基酸濃度的影響，其中，天冬氨酸本身含有鎮(zhèn)咳與去痰的臨床效果，但隨著其濃度的高低，半夏的功效強弱[15]也有所差異。另有研究表明，不同生產(chǎn)地的半夏藥材中含有的氨基酸種類基本一致，但每一種氨基酸的濃度相對有差異[16]。王俊斐[9] 等研究發(fā)現(xiàn)，不同生產(chǎn)地半夏藥材氨基酸濃度差異性較大，如果以氨基酸濃度為評價指標，S1甘肅產(chǎn)地樣品品質(zhì)最優(yōu)、S11貴州產(chǎn)地品質(zhì)最次。另外，有研究表明，對半夏中藥材采用不同的加工方法，其氨基酸組分的含量也會因此受到影響，張浩波[17]等研究結(jié)果顯示，采用兩種不同的加工方法時，例如硫磺熏制與焦亞硫酸鈉拌制，會大幅度使半夏中藥材中的氨基酸濃度降低，并因此在較大程度上影響半夏的藥理作用效果，但發(fā)現(xiàn)，當硫磺熏制的保質(zhì)期不一致時，并不會對半夏中藥材當中的氨基酸濃度造成較大影響。

1.5其他

半夏中藥材的化學組分除了有機酸、揮發(fā)油和氨基酸之外，還包括甾醇類、刺激性成分、無機元素等多種化學成分、腦苷類成分以及多糖類成分等。目前科學研究發(fā)現(xiàn)，采用不同的炮制方法時，將會對半夏藥材中含有的β-谷甾醇含量產(chǎn)生影響。張素清[18]等采用紫外分光光度法對半夏的3種炮制品中β-谷甾醇濃度進行測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：清半夏中β-谷甾醇濃度最高，法半夏濃度次之，姜半夏濃度最低。另一方面，近年來有關(guān)半夏毒性成分的研究也越來越多，許多科學研究表明，其毒性主要體現(xiàn)在對皮膚和黏膜的刺激，但直到目前為止，關(guān)于其毒性成分的說法卻一直存在較大爭議。吳皓[11]等在利用溶劑提取法的基礎(chǔ)上，結(jié)合 X-衍射、電鏡掃描等多種方法，對半夏的化學成分進行測定，實驗結(jié)果顯示，存在于半夏中藥材中的草酸鈣針晶是使其表現(xiàn)出刺激性的一種物質(zhì)，該物質(zhì)的晶形大小和濃度高低都會影響半夏藥材的刺激性。

2半夏化學成分的檢測方法

2.1高效液相色譜法

高效液相色譜法（HPLC）又稱為高壓液相色譜法，是通過高壓泵的作用將流動相由進樣器輸送進色譜柱，等待基線等條件基本平穩(wěn)后，將待測樣品從進樣口注入，由流動相將其帶入高效的色譜柱，進而這些成分不同的物質(zhì)會被分離，分離后的各組分將依次進入高靈敏度的檢測器，此時濃度會被轉(zhuǎn)化為電信號，進而通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集與記錄，最后得到相應的色譜圖進行分析。HPLC 分析具有靈敏度高、定量準確、分析速度快的特點，適用于沸點高、分子量大、非揮發(fā)性和熱不穩(wěn)定性組分的分析。如今，隨著科學技術(shù)和檢測方法的不斷進步與發(fā)展，該方法在生物學和醫(yī)學、食品科學、藥物研究以及環(huán)境研究中應用極為廣泛，如氨基酸、多糖等的測定與分析。周霞[19]等通過建立高效液相色譜法測定半夏藥材中β-谷甾醇的濃度，實驗結(jié)果顯示：β-谷甾醇在0.200～2.000μg/mL 內(nèi)具有很好的直線相關(guān)性，r=0.9996，平均回收率為101.07%（n=5），RSD 為2.96%。孫全[20]等采用高效液相色譜法同時測定半夏中的3種核苷，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：尿苷、鳥苷、腺苷分別在6.19～43.33μg/mL、5.09～35.63μg/mL、1.37～9.60μg/mL，與峰面積的線性關(guān)系良好，線性方程分別為：Y=40.8110X-1.0926（r=0.9999），Y=49.5173X +2.1714（r=0.9999），Y=49.5006X+0.1857（r=0.9999），然后計算3種核苷加樣回收率的平均值，依次為尿苷（97.83%）、鳥苷（97.15%）和腺苷（98.08%）。

2.2氨基酸分析儀

氨基酸分析儀，是利用經(jīng)典的茚三酮柱后衍生法，對蛋白質(zhì)水解液以及各種游離氨基酸的成分進行測定與分析。通常是指用來計算蛋白質(zhì)、多肽及其他藥物制劑中的氨基酸構(gòu)成量及濃度的方法。該方法的主要機理為：使用 L-8500式氨基酸分析儀將氨基酸洗脫后通過與茚三酮溶液發(fā)生顯色反應，在得到的有色物質(zhì)所對應的光吸收強度和洗脫后產(chǎn)生的各氨基酸的含量之間，遵循了朗伯-比爾定律的相互關(guān)聯(lián)。由此，即可對氨基酸各部分進行定性或定量分析。該方法在整個過程中全部是自動化的形式，并且具有操作簡便、重現(xiàn)性好、誤差小和干擾少的優(yōu)點。氨基酸作為半夏的主要化學成分之一，截至目前為止，很多研究者利用這一方法對半夏中藥材中氨基酸組分的濃度進行測定和分析。許衛(wèi)鋒[21]等采用 L-8800全自動氨基酸分析儀，測定同一生產(chǎn)地但批號不同的半夏和水半夏藥材中所含氨基酸濃度，并對兩者進行比較分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：半夏藥材中的總氨基酸濃度比水半夏中的低。魏運姣[22]等采用日立 L-8500型高速氨基酸分析計對半夏進行了測定，實驗結(jié)果顯示：法半夏當中含有的氨基酸種類有16種，并且占總含量的4.876%，其中，有7種氨基酸是人體所不可缺少的，占比為34.91%，大多數(shù)氨基酸的藥理活性都比較強，尤其以天門冬氨酸含量最高。

2.3紫外-可見分光光度法

紫外-可見分光光度法（UV-VIS）是依據(jù)各物質(zhì)分子對紫外光譜和可見光譜區(qū)電磁輻射的吸收特征以及吸收程度，而發(fā)展起來的一種定性和定量分析的方法。該方法與其他光譜分析方法相比，其儀器設備和操作過程都比較簡單易于掌握，且具有花費小、準確度高、重現(xiàn)性好和分析速度快等優(yōu)點，因此已被廣泛應用于藥物分析、食品分析及生物技術(shù)等領(lǐng)域。王俊斐[9]等利用紫外-可見分光光度計，對不同生產(chǎn)地半夏藥材中所含有的總生物堿和總多糖濃度進行測定，實驗結(jié)果顯示：不同生產(chǎn)地半夏藥材中總生物堿濃度為0.0147%～0.0428%；S6四川樣品濃度最高，S5山西樣品濃度最低。不同生產(chǎn)地半夏藥材所含總多糖濃度為14.60%～27.67%，S5山西樣品總生物堿組分濃度最高， S8湖北樣品總生物堿組分濃度最低。曹瑋娟[23]等利用紫外-可見分光光度方法，對山珠半夏中藥材中所含總游離氨基酸的濃度進行測定，實驗結(jié)果表明：該方法直線相關(guān)性良好，并且具有回收率高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

2.4其他檢測方法

目前，半夏中藥材的檢測方法主要是測定其各種化學成分的含量與種類等，如芳香族類、有機酸、多糖、揮發(fā)油、石油醚和甾醇類等。應用較多的檢測方法除了高效液相色譜法（HPLC）、氨基酸分析儀（茚三酮柱后衍生法）和紫外-可見分光光度法以外，還有電位滴定法[24]、固相萃取-液相色譜-熒光檢測法[25]和氣相色譜法等。王俊斐[9]等利用 UHPLC-QTRAP-MS/MS 測定半夏藥材中15種氨基酸和9種核苷類成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：不同產(chǎn)地半夏藥材氨基酸含量與核苷含量差異性均較大。若以氨基酸含量為評價指標，S1甘肅產(chǎn)地樣品品質(zhì)最優(yōu)，S11貴州產(chǎn)地品質(zhì)最次；若以核苷含量為評價指標，S2甘肅產(chǎn)地樣品品質(zhì)最優(yōu)，S7四川產(chǎn)地樣品品質(zhì)最次。郁紅禮等[26]利用電位返滴定法，對半夏生品和兩種炮制品當中所含總游離有機酸的濃度進行測定，結(jié)果顯示：相對于測定的三批半夏生品而言，兩種半夏的炮制品，包括姜半夏和清半夏，所含總游離有機酸濃度得到提高，加樣回收率為95.20%、RSD=1.81%。

3結(jié)論與展望

半夏是我國中藥寶庫中的一味重要藥材，資源豐富，分布廣泛，千百年來廣為流傳。目前的研究表明，半夏的化學成分復雜且多樣，常見的如有機酸、黃酮類、脂多糖類、蛋白類、芳香族類、半夏淀粉、甾醇類和核苷類等。目前，許多藥理學試驗研究表明，半夏的藥理作用包括止嘔降逆、化痰利濕、消腫止痛、抗早孕、抗心律異常、祛痰平喘和抗腫瘤等。也有研究顯示，半夏生品具有毒性，而相關(guān)藥理學研究發(fā)現(xiàn)，半夏毒性可歸納總結(jié)為對肝、腎及妊娠的毒性損害，相對于前者毒性而言，關(guān)于后兩者毒性的研究較少，同時對于半夏毒性這一說法尚存在不少爭議，因此，關(guān)于其毒性物質(zhì)的理論基礎(chǔ)知識以及作用機理仍需要進一步研究和探索[27]?；诖?，目前臨床上應用最為廣泛的是半夏加工產(chǎn)品，常見的加工產(chǎn)品除生半夏、仙半夏和蘇半夏外，還有京半夏、陶弘景、半夏曲、膽制半夏和熟半夏等。由于每種加工后的產(chǎn)品所對應的臨床療效有所差異，故通過改變半夏藥材的加工和炮制方法，可以達到提高臨床效率的目的。除此之外，大量研究表明半夏的化學成分含量可能受到不同因素的影響，如光照強度[28]、炮制方法[29]、不同居群[30]和不同產(chǎn)地[31]、栽培方式[32]和不同干燥方法[33]等。

根據(jù)目前國內(nèi)外研究表明，對半夏尚未有直接的檢測方法，本論述通過檢索相關(guān)文獻報道發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)研究都是對半夏化學成分含量進行測定，主要的測定方法有高效液相色譜法[34-36]、紫外-分光光度法[37]、電位滴定法[37]、超高液相色譜法[38]、反相高效液相色譜法[39]和頂空氣相色譜法[40]等。研究表明，這些方法各自具有簡便、快速、準確、可靠、高效等特點，能夠從不同程度、不同方面對半夏中的一種或多種化學成分含量定量或定性測定和分析，從而為控制不同產(chǎn)地和規(guī)格半夏中藥材的質(zhì)量提供科學依據(jù)。

迄今為止，許多學者對半夏的研究多側(cè)重于半夏的活性組分、藥理作用以及種植栽培等，并在這些方面獲得了一定的研究成果，但仍有部分問題尚未解決。首先，對半夏中有效成分的代謝和作用機理的相關(guān)研究較少，應加強對這方面的研究和探索；其次，雖有研究表明半夏具有抗腫瘤和抗癌的藥理作用，并且有毒性和刺激性，但對于抗腫瘤和抗癌活性基因的結(jié)構(gòu)、作用機制及含量的研究比較缺乏，需要進一步研究，同時，對于半夏具有毒性的說法有待進一步證實；再者，根據(jù)目前的大量研究表明，半夏及其化學組分的濃度和產(chǎn)量會被許多外來條件和因素干擾，故要依據(jù)半夏的生物特性和生長環(huán)境，在半夏的生產(chǎn)上對其合理而系統(tǒng)的研究，以便加強半夏優(yōu)良品種資源的選擇；最后，由于目前半夏的檢測方法都較難全面而直接的反映其有效成分的結(jié)構(gòu)和功能，故期望以后的研究方向能夠?qū)Π胂牡臋z測方法進行優(yōu)化和更新，比如在目前已有的方法上考慮多種方法的聯(lián)合使用，以期為今后半夏藥材資源的開發(fā)和利用及藥材質(zhì)量的控制提供更好的條件和參考價值。

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