综述:传统与现代的融合:中药自组装驱动的配伍与炮制研究进展

时间:2026年1月18日
来源:Journal of Pharmaceutical Analysis

编辑推荐:

本综述系统梳理了过去30年间中药自组装研究的重要进展,揭示了中药活性成分在配伍与炮制过程中可自发形成纳米尺度聚集体(如胶束、囊泡等),为阐释中药“君臣佐使”配伍理论(如“相须/相使”增效、“相畏/相杀”减毒)及炮制(如炒、炙、煅)增效减毒机制提供了纳米科学新视角。文章详述了自组装体的药效物质基础、形成机制、分离表征方法及药代动力学特性,并探讨了其在提升药物溶解度、生物利用度及靶向性方面的优势,为中药现代化、国际化及精准应用提供了新思路。

广告
   X   

2. 中药自组装

中药自组装是指中药成分通过非共价相互作用(如氢键、静电作用、范德华力、π-π堆积、疏水作用及配位键)自发组织成有序纳米结构(如纳米管、纳米纤维、胶束和囊泡)的过程。该现象的发现灵感源于高通量筛选技术中小分子有机化合物聚集现象的观察以及中药煎煮过程中常见的自沉淀现象。早在1995年,红茶水提物中首次观察到自组装现象;至2008年,有研究者提出自组装纳米颗粒的形成可能是理解中药药理活性的新途径。
目前,中药自组装聚集体主要可分为三大类:i) 在挤压、煎煮或制剂制备过程中由中药成分自发形成的聚集体;ii) 中药成分与内源性代谢物(如胆汁盐)相互作用形成的聚集体;iii) 基于中药自组装原理设计的人工工程纳米颗粒。由于中药配伍与炮制主要涉及前两类(尤其是第一类),本文重点讨论这些天然形成的自组装体。

2.1. 中药自组装聚集体的药效活性物质与组装机制

中药的药效活性物质是指中药及其制剂中发挥临床疗效的化学成分或成分群,它们可能以单一化合物、总成分部位或粗提物形式存在。随着纳米技术及相关分离、表征技术和分析工具的发展,越来越多的证据揭示中药中出现了一种新的药效物质形式——自组装纳米颗粒。这些自组装纳米颗粒主要由皂苷、生物碱、甾体、醌类、蛋白质等多种小分子、大分子有机化合物及无机元素构成。其自组装由功能基团和多个相互作用位点驱动的非共价键合(如氢键、π-π相互作用、范德华力、疏水作用)所推动。
皂苷的自组装:皂苷由糖苷键连接的糖部分和非糖苷元(皂苷元)组成,主要分为三萜皂苷和甾体皂苷两类。其两亲性(亲水性的糖链区域和疏水性的三萜或螺甾烷骨架)以及羧基、羟基、C=C双键、烷基侧链和刚性骨架等功能基团,通过疏水相互作用和氢键促进自组装成纳米结构。
生物碱的自组装:其结构基础涉及三个关键特征:i) 带正电荷的季铵离子(如小檗碱中的季铵离子通过静电相互作用吸引带负电的官能团);ii) 芳香环结构(π-π相互作用促进自组装,如小檗碱与肉桂酸或大黄酸的组装);iii) 其他结构特征(如羟基、羰基、醚键或含氮杂环可作为氢键供体或受体,例如黄芩苷与血根碱可通过氢键、静电吸引和π-π堆积直接自组装成水凝胶)。
甾体的自组装:关键结构属性包括:i) 两亲性(羟基和羧基在凹面形成亲水表面,甾体环和三个甲基构成疏水表面);ii) 分子内的芳香或共轭体系 enabling π-电子云重叠;iii) 可能含有的羟基、羰基和羧基 enabling 额外的非共价相互作用。这些因素共同使甾体能够通过疏水相互作用、氢键和π-π堆积聚集成聚集体。
醌类的自组装:其不饱和环二酮结构赋予分子平面性,有利于分子间相互作用。此外,醌类中的羧基在不同条件下可发生质子化和去质子化,从而产生静电相互作用。例如,大黄酸的平面构象和羧基在pH 8.0–9.4条件下 enable 静电相互作用,促进其自组装成3D水凝胶。此外,苯环是醌类分子的组成部分,环间的π-π相互作用是自组装的主要驱动力。
蛋白质的自组装:蛋白质具有确定的氨基酸序列和二级结构特征(如α-螺旋和β-折叠),具备固有的自组装能力。此外,其分子结构通常包含疏水和亲水区域。在自组装过程中,疏水区域倾向于聚集形成内部核心,而亲水片段保持溶剂暴露状态,与水分子或其他亲水物种相互作用。疏水和亲水相互作用之间的动态平衡是蛋白质自组装的主要驱动力。

2.2. 中药自组装聚集体的分离与制备

中药自组装聚集体的分离和制备通常通过四种主要策略实现:离心、透析、超滤和尺寸排阻色谱(SEC)。超速离心或高速离心可提供快速的初步分离,但可能损害不稳定组装体的稳定性。透析因其成本效益而被广泛使用,但过程繁琐耗时,不适用于分散稳定性差的聚集体纯化。超滤结合了离心和透析的特点,操作方便且时间需求减少,但相关耗材相对昂贵,且可能存在分离不完全的问题。SEC能够基于相对分子质量实现高精度分离,并具有优异的灵敏度,但通常需要较长的预处理时间。实践中,研究人员经常结合多种技术以优化分离效果。
除了在中药生产、加工和煎煮过程中天然形成的自组装聚集体外,通过小分子天然产物的固有自组装或共组装合理设计结构稳定的纳米制剂,已成为中药和天然药物化学领域的一个突出研究热点。中药的人工组装聚集体通常由组成化合物直接组装形成,一般不需要额外的分离。与自发聚集体不同,这些工程系统通常包含功能性载体,以实现靶向递送、增溶或控制释放。

2.3. 中药自组装聚集体的表征

自组装结构具有广泛的尺寸分布,从几纳米到几百纳米,在某些条件下甚至可达微米级。这种尺寸变化直接影响其理化性质,包括形态、粒径分布、化学组成、电子结构及光电性质。这种结构多样性奠定了这些纳米颗粒在药物递送、诊断成像和治疗应用中的生物医学效用。
粒径和形貌表征:纳米颗粒的尺寸是影响生物相互作用的关键因素。考虑到人体内存在的生理尺寸阈值(如肝脏血管窗孔的100–150 nm,肠道紧密连接上皮细胞的1.6–2.6 nm,以及正常毛细血管内皮细胞连接处约10 nm),纳米颗粒尺寸在全身递送效率、靶向特异性和清除动力学中起着关键作用。此外,纳米结构的形态多样性(如三角形、棒状、线状、管状)影响其与蛋白质的相互作用面积和空间位阻,进而影响生物利用度、靶向性和应用。
粒径和形貌测量通常被视为纳米颗粒理化表征的首要步骤。电子显微镜技术(包括扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM))是广泛应用于尺寸和形貌分析的方法。此外,动态光散射(DLS)可用于筛选和稳定性研究中快速表征粒径分布。先进的多角度DLS(MADLS)技术通过检测多个角度的散射光,提供了比传统单角度DLS更优的分辨率。当与尺寸排阻色谱(SEC-MALS)或场流分离(FFF-MALS)等分离方法结合时,这些混合方法首先按尺寸对颗粒进行分级。纳米颗粒跟踪分析是另一种已广泛用于粒径分布分析的流行方法,其荧光兼容版本能够特异性检测标记或自发荧光的纳米颗粒亚群。最近,一种称为纳米流式细胞术的新兴技术已成功用于纳米颗粒的全面表征,包括粒径分布、浓度和表面生化特性。
化学组成与结构表征:中药自组装聚集体的化学组成和结构特征显著影响其体内分布、生物活性、细胞毒性和临床应用性。亲脂性成分表现出增强的皮肤/细胞膜渗透性、肠道吸收以及向脂肪组织的分布,并具有穿越生物屏障的能力。相比之下,亲水性成分倾向于留在血液和组织间液中。对于金属纳米颗粒,化学组成是活性氧(ROS)产生、毒性和生物活性的关键决定因素。
化学结构特征也显著影响药效。在当前临床治疗中,手性药物占药物制剂总数的60%以上。手性纳米材料进入体内后,将与手性纳米界面和生物大分子发生立体选择性相互作用,影响细胞膜受体的识别。
表征中药自组装聚集体的化学组成和结构是阐明其自组装机制的基础。常用的组成分析技术包括光谱分析、质谱(MS)、能谱分析、色谱分析和化学分析。虽然单一技术无法全面分析小分子、大分子和痕量元素,但结合优化样品制备的集成方法可以提供全面的表征。随着纳米技术的发展,纳米颗粒表征方法也取得了进展,例如基质辅助激光解吸/电离质谱成像(MALDI-MSI)。通过将MALDI-MSI与具有光敏性质的聚集诱导发光材料相结合,实现了外源性纳米颗粒和内源性代谢物的同步亚器官水平成像,从而能够对疾病模型中纳米颗粒的生物分布和治疗相关的代谢改变进行空间代谢组学分析。
光学性质表征:由于其独特的化学组成、表面官能团和非共价相互作用,一些中药自组装聚集体表现出荧光和光催化活性,使其在生物成像和传感应用中具有价值。例如,碳化枸杞子衍生的纳米颗粒表现出荧光特性,其表面富含-OH基团,这些基团可通过配位与Fe3+形成络合物,从而可用于Fe3+的检测。光致发光(PL)发射光谱可用于鉴定中药衍生纳米颗粒的固有荧光,确认其适用于细胞成像。通过多种技术(包括傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见(UV-vis)光谱和PL光谱)对桑葚来源的碳点(CDs)进行表征,证实了这些材料卓越的荧光特性。基于光学性质,系统表征能够筛选用于生物成像和传感应用的纳米中药。

2.4. 中药自组装聚集体的药代动力学和药效学

与传统汤剂或其相关制剂相比,中药自组装聚集体可能表现出增强的药代动力学和药效学优势,包括促进成分转化、改善肠道吸收、提高生物利用度和增强靶向能力。
研究表明,蜜炙附子促进了自组装聚集体的形成,同时降低了双酯型二萜生物碱(乌头碱、新乌头碱和次乌头碱)的含量,增加了单酯型二萜生物碱的含量,表明这些纳米聚集体可能促进了生物碱之间的转化。猪油与淫羊藿形成的纳米胶束显著增加了淫羊藿中总黄酮、淫羊藿苷和宝藿苷I的药代动力学参数,表明生物利用度提高。Caco-2细胞研究进一步揭示,猪油与淫羊藿苷或宝藿苷I的自组装胶束增强了渗透系数,促进了淫羊藿黄酮的肠道吸收和转运。与泻白散汤剂相比,其纳米聚集体的主要成分(桑皮苷A、山茱萸胺B、甘草苷、甘草苷芹菜糖苷和甘草酸)的药代动力学参数增加,同时桑皮苷A和甘草苷芹菜糖苷的总清除率显著降低,表明泻白散汤剂来源的纳米聚集体具有缓释特性,并提高了活性成分的口服生物利用度。BHT的纳米聚集体表现出高细胞亲和力和高效的细胞内化作用,具有时空特异性的体内分布,在注射后2小时在肺和脑中的富集显著高于其他器官。
计算技术的进步和药物开发成本的上升推动了预测模型在药物研究中的广泛应用。一些团队已应用计算方法研究中药单体成分的自发自组装,但其在预测中药自组装介导的药效学和药代动力学方面的应用仍有待探索。未来工作整合对这些聚集体体内命运的全面理解、药代动力学/药效学建模、预测分析和实验验证,对于阐明这些系统的行为和治疗潜力至关重要。

3. 基于中药自组装聚集体的配伍分析

虽然中医处方中存在单味药方,但大多数处方需要至少两味或更多中药配伍使用。这种配伍实践遵循结构化和理论驱动的方法,包括君臣佐使、七情、四气等原则。研究配伍前后化学成分、药效差异以及通路的变化,对于阐明药理作用的物质基础和机制,最终有助于药物的安全性和有效性具有重要意义。

3.1. 君臣佐使

在中药配伍中,“君臣佐使”的概念指的是处方中每味药的层级角色。“君药”代表治疗主证或主病的主要药物;“臣药”具有双重作用:辅助君药治疗主病主证,并治疗兼病或兼证;“佐药”支持君药和臣药发挥治疗作用,或直接治疗次要证候,有时也可缓和或减轻君药和臣药的毒性或副作用;“使药”旨在调和诸药,确保其最佳疗效,并可协调处方药物递送至特定组织或器官。处方中的每味药承担特定角色,它们通过从不同角度调节生理功能共同产生协调的治疗效果,最终达到治疗疾病的目的。
以白虎汤(BHT)方剂为例,研究发现BHT的纳米相表现出更好的解热效果。BHT纳米颗粒形成及其解热作用的机制可阐述如下:知母(“臣药”)和甘草(“佐药”)的合煎增强了具有解热特性的难溶性成分芒果苷和新芒果苷的溶解度;粳米(“使药”)的煎煮产生大量富含多糖的水膜颗粒,这些颗粒可作为包封或吸附其他化学成分的平台;石膏(“君药”)中的Ca2+、Mg2+、Zn2+等金属离子作为Zeta电位调节剂,在稳定溶胶-凝胶系统中起关键作用。石膏、知母、甘草和粳米的配伍增加了BHT中活性成分的溶解度,从而增强了解热作用。值得注意的是,BHT的纳米相靶向与高热密切相关的脑和肺。

3.2. 七情

古人将单味药的应用和药与药之间的配伍关系总结为“七情”,包括:“单行”、“相须”、“相使”、“相恶”、“相畏”、“相杀”和“相反”。其中,“相须”和“相使”具有增强疗效的作用,是临床常用配伍;“相畏”和“相杀”具有减毒作用,是使用毒药时需考虑的重要因素;“相恶”会减弱疗效;“相反”则会增毒,原则上应禁止配伍。
“相须”或“相使”配伍增强疗效:“相须”是指性能功效相类似的药物配合应用,可以增强原有疗效。“相使”则指一味药为主,另一味药为辅,提高主药疗效。研究表明,人参与五味子、人参与生姜的配伍均属于“相须”或“相使”。人参和生姜合煎后形成的纳米颗粒所含化学成分大多低于各自单煎液,但这些纳米颗粒的肠道吸收增强,且能保持稳定性。人参和五味子合煎中存在自组装现象,这些自组装纳米结构可包封活性成分和载体,起协同增溶作用,增强体外抗氧化活性。芍药甘草汤中芍药(芍药苷)和甘草(甘草酸)可自组装成纳米颗粒,改善芍药苷和甘草酸的肠道吸收,增强抗炎镇痛作用。人参与五味子代码coction可促进活性成分的溶出,并进一步自组装成纳米颗粒,导致抗氧化和免疫调节活性增强。黄芪和莪术的多组分组装体发挥协同抗肿瘤作用。“相须”或“相使”配伍可促进活性成分的溶解,并促进其自组装成纳米颗粒,从而增强疗效。
“相畏”或“相杀”配伍减毒:“相畏”指一味药的毒副作用能被另一味药减轻或消除。“相杀”则指一味药能减轻或消除另一味药的毒副作用。虽然概念不同,但“相畏”和“相杀”有相似之处,均旨在减轻或消除药物的毒副作用,主要用于毒药的配伍。例如,附子与甘草配伍可降低急性毒性实验中小鼠的死亡率,其机制与甘草蛋白可与乌头碱自组装形成稳定纳米颗粒有关,此过程使附子从游离态转变为结合态,从而降低生物碱溶解度。尺寸超过100纳米的制剂易被巨噬细胞吞噬,因此,尺寸超过200 nm的甘草酸-乌头碱纳米颗粒可被体内吞噬细胞直接吞噬,防止其进入血液,从而降低毒性。此过程中,甘草可缓解附子的毒性,也可称为“相杀”,而附子的毒性被甘草减弱,也可描述为“相畏”。
“相反”配伍增毒——配伍禁忌:“相反”指两药合用能产生或增强毒副反应。例如,藜芦不宜与人参、细辛、芍药同用;甘草不宜与甘遂、芫花、大戟同用。研究表明,芫花乙酸乙酯部位与甘草酸代码coction时,毒性成分芫花素的溶出率达54.8%,而芫花单煎时未检测到芫花素,且代码coction后L-02细胞存活率显著降低,这是由于甘草酸可将芫花的脂溶性成分均匀分散成纳米级颗粒,增强其在水溶液中的溶解度和稳定性,最终增加细胞毒性。
“相恶”配伍减效:“相恶”指两药合用,一味药能使另一味药原有功效降低,甚至丧失。经典例子包括干姜与黄芩、人参与莱菔子、以及白鲜皮与山药。研究表明,莱菔子可影响人参皂苷的溶出,拮抗人参的滋补作用。黄芩与干姜以2:1比例配伍时,两药相互拮抗,减弱清热燥湿功效。白鲜皮与山药配伍可降低白鲜皮碱含量。这种相互作用可能与酸碱中和反应有关,也可能源于各种成分通过非共价键形成不溶性复合物,导致溶出减少。

3.3. 四气:温、热、寒、凉

根据中医理论,所有中药都具有温、热、寒、凉的固有属性。其中,寒凉同属一类药性,温热同属另一类。中药的四气影响机体功能状态和活力。温热性中药可增强机体功能,表现为改善代谢活动、增加产热和增强免疫功能,适用于功能减退的疾病。寒凉性中药可抑制机体功能,降低代谢和产热,并具有抗炎、抗病毒作用,适用于功能亢进的疾病。然而,由于外界条件的多样性和患者体质的不同,疾病表现出复杂性和多重性,仅依靠温热或寒凉中药的单药治疗难以达到治疗目标。在处方中同时使用温热和寒凉中药可以增强单用药所不具备的功能,从而产生显著的治疗效果。
例如,黄连(性“寒”)和厚朴(性“热”)配伍组成的黄连厚朴汤用于治疗胃肠疾病。受中西医结合研究的启发,研究发现,性“寒”的小檗碱和性“热”的厚朴酚在水溶液中可自组装成稳定的纳米结构。其自组装机制可能涉及小檗碱和厚朴酚芳香环之间的π-π堆积相互作用,以及厚朴酚电离羟基与小檗碱氮阳离子之间的静电相互作用。药代动力学和药效学研究表明,这些自组装纳米颗粒表现出增强的吸收、肠道靶向性和优异的溃疡性结肠炎治疗效果。尺寸小于200纳米的纳米颗粒表现出增强的黏液层穿透能力,更易被肠细胞吸收。由小檗碱和厚朴酚组成的自组装聚集体直径约为160纳米,这可能有助于提高其生物利用度和肠道靶向性。

3.4. 配伍增强药物溶解度并抑制活性成分降解

药物溶解度是评价药物溶出特性和生物利用度的关键指标。一些难溶性药物在水性溶液中溶解度低,影响其在体内的转运过程并最终影响疗效。许多中药含有难溶性活性成分,如葛根素、黄芩苷、大黄素。这些物质固有的低水溶性对其活性成分达到最佳生物利用度构成了重大挑战。幸运的是,这些中药与其他中药配伍可通过自组装机制改善溶出度。
例如,大黄的主要活性成分大黄素溶解度相对较低。研究表明,大黄与甘草配伍可增强大黄素的溶解度,并促进其跨上皮转运。体外研究表明,以甘草酸为载体的大黄素胶束的转运和吸收显著超过单独大黄素。

4. 基于中药自组装的炮制机制

近期研究发现,中药的功效不仅取决于其活性成分,还受这些成分存在状态的影响,例如煎煮过程中形成的自组装聚集体。中药炮制常涉及高温处理、辅料浸润、发酵和制备霜等过程。在这些过程中,常发生复杂的物理化学变化,导致中药自组装聚集体的形成。这些聚集体最终有助于提高溶解度、降低毒性或增强疗效。

4.1. 炮制增效

炮制是提高中药临床疗效的关键方法。炮制前后,成分、溶解度和药理作用发生变化。炮制增效通过多种途径实现。首先,切割或炭化增大了中药的溶剂可及表面积,促进活性成分溶出。其次,酒、醋、盐等炮制辅料可作为共溶剂增强溶解度。此外,炮制过程中产生新的化学成分,同时固有降解酶失活,从而增强药理活性。
例如,生淫羊藿在祛风湿、强筋骨方面作用强;而羊油炙后可增强其温肾助阳之功。这种增效可能源于三个主要机制:i) 加热过程引起主要黄酮类成分变化, notably 增加淫羊藿苷和宝藿苷I含量;ii) 炮制辅料羊油促进淫羊藿苷/宝藿苷I负载的纳米胶束自组装,显著提高淫羊藿苷和宝藿苷I的溶解度;iii) 羊油进一步提高了黄酮类化合物的体内生物利用度。这是因为羊油富含脂肪酸(如油酸、硬脂酸、棕榈酸)和甘油酯,具有类表面活性剂性质。这些两亲性成分与胆汁盐相互作用形成自组装药物载体(胶束、囊泡等),从而促进活性化合物的肠道吸收。

4.2. 炮制减毒

根据炮制理论,许多有毒中药必须经过炮制以降低毒性,确保疗效和安全。炮制有毒中药时,需在减毒的同时保留药性,避免毒效俱失。通常,炮制减毒可通过以下四个环节实现:i) 降低毒性成分含量(如巴豆制霜去除毒性油);ii) 改变毒性成分结构(如加热煮制使乌头、附子中双酯型生物碱的酯键水解,生成毒性较小的单酯型生物碱或无酯键生物碱);iii) 破坏毒性成分(如炒苍耳子可使毒性蛋白变性);iv) 利用辅料解毒(如姜制、矾制可降低生半夏毒性)。
例如,半夏临床常用矾、姜汁、或甘草汁与石灰水混合炮制以减毒。甘草汁和石灰水协同作用在炮制过程中形成自组装复合物,加速凝集素蛋白沉淀;此外,甘草汁和石灰水浸泡可破坏毒性成分凝集素蛋白的结构,显著降低其含量。据报道,矾制和姜制也可破坏毒性针晶和凝集素蛋白的结构,推测与纳米自组装有关。此外,矾呈酸性且含无机离子,可作为pH调节剂和纳米颗粒Zeta电位调节剂。

4.3. 炮制矫味

植物中固有的次生代谢产物和动物药中令人不快的异味成分共同产生了不良口感特性。这些独特的气味属性显著降低了患者的接受度。此外,大多数动物药对胃肠和口腔黏膜有刺激性。因此,炒制、甘草浸、醋制、酒制等炮制技术常用于减轻不良气味和减少黏膜刺激,提高治疗依从性。
以地龙为例,通过顶空-气相色谱-质谱联用分析鉴定醛类和胺类是其不良气味的主要贡献者。研究表明,炒制、酒制、甘草浸和醋炙等炮制技术显著降低了这些不良气味。新证据表明炮制辅料可能在制备过程中参与自组装。例如,醋含有食物来源的自组装聚集体和高浓度乙酸,可能作为pH调节剂促进氨基酸或蛋白质自组装。推测醋炙诱导异味醛/胺在自组装蛋白质内的结构包封,从而掩盖不良味道。酒制中的乙醇不仅增强疏水/挥发性成分的溶解度,还通过水/乙醇比例调节非共价相互作用,促进挥发性异味物的自组装。此外,甘草的主要成分(甘草酸、甘草苷、甘草蛋白)具有自组装能力。甘草蛋白自组装聚集体可包封乌头碱以降低其毒性,提示类似机制:甘草蛋白自组装聚集体可能螯合动物药中的异味成分,有助于改善口感。

4.4. 炭制诱导荧光特性

炭药是炮制产物之一,主要通过炒炭制备。该炮制品发生显著的物理化学转化,包括形态改变、结构重组和化学组成改变,从而增强生物利用度和治疗效果。自2004年发现并报道碳点以来,中药来源的CDs逐渐引起科研人员的极大关注。作为继石墨烯、碳纳米管和富勒烯之后的新兴碳纳米材料,CDs通过各种前体通过自上而下或自下而上方法合成。与CD制备的自下而上法类似,中药高温炭化产生的尺寸低于10 nm的碳质药物纳米颗粒。中药来源CDs的生物活性因来源药材的活性成分而异,大多发挥止血作用,而一些CDs表现出保肝、抗氧化、抗痛风、抗肿瘤或镇痛特性。值得注意的是,中药来源CDs也具有与CDs相似的优异光电性能,可用于离子检测、药物分子传感、细胞成像、药物递送和光催化等领域。
例如,紫苏子来源的CDs具有高量子产率,适用于Hg2+的高灵敏度检测以及Ag+的传感分析。生姜和荔枝核来源的CDs可作为荧光探针用于多种细胞系成像。值得注意的是,一些中药来源CDs表现出近红外荧光发射、低细胞毒性、肿瘤靶向能力和高溶解度,使其能够用于癌细胞系的NIR荧光成像。除了体外成像,中药来源CDs也已应用于小鼠模型的体内成像。体内成像研究表明,静脉注射后,三七或红豆杉来源的CDs通过血液循环迅速分布全身,随后通过肾脏系统排泄。

4.5. 其他炮制方法

除上述炮制方法外,水飞法、发酵法等也可能诱导纳米结构形成,但现有文献尚未记载。水飞法适用于不溶性矿物药,如朱砂和雄黄。雄黄主要成分二硫化二砷在受热或暴露于空气中时会被氧化生成有毒的As2O3,加剧其固有毒性。水飞后,氧结合态砷显著减少,表明毒性降低。推测该解毒机制源于雄黄成分内的自组装行为,形成稳定的砷纳米颗粒,表现出增强的结构稳定性和抗氧化性。
朱砂中的毒性元素汞在水飞后显著降低。此外,其粒径减小,铁、铝、锶等微量元素含量显著增加。值得注意的是,这些微量元素是构成金属纳米颗粒的关键组分。因此,推测水飞过程中可能形成自组装金属纳米颗粒,在降低朱砂毒性的同时增强其功效。
发酵是一种涉及微生物过程的传统炮制方法,通过酶生物转化植物化学成分提高生物利用度。值得注意的是,各种微生物已被报道可合成多种形态的纳米颗粒。因此,发酵过程中产生的微生物有可能与中药中存在的微量元素或化合物发生自组装行为,但具体机制有待进一步探索。

5. 中药自组装形式的环境影响与可持续性

尽管中药自组装研究取得显著进展,但关于自组装聚集体潜在环境和安全影响的实证数据仍然严重不足。与任何新兴创新技术一样,中药的发展和应用也伴随一些缺点。人们对自组装聚集体可能对环境完整性和安全造成的不利影响日益担忧。积累的证据证实了工程纳米材料在各种环境介质中的检测, substantiates 这种担忧。银纳米颗粒已显示对鱼类、藻类、细菌和其他水生生物产生不利影响;而二氧化钛纳米颗粒已报道可触发植物细胞中ROS生成,破坏光合系统,诱导抗氧化酶应激反应并造成DNA损伤。在其整个生命周期中,从制备、生产过程中的意外泄漏到废物处置,自组装聚集体可能被无意、偶然或故意释放到生态系统中。这种环境污染为人群创造了不可避免的暴露途径。因此,了解释放的聚集体的物理化学和生物转化对于评估其环境持久性和生态毒理效应至关重要。
除了潜在的环境影响,使用自组装形式的中药也可能对可持续性产生影响。尽管自组装聚集体的环境影响尚未完全表征,但初步证据表明其对可持续性的潜在贡献。例如,以荔枝核和花生壳为前体合成的CDs可有效作为生物成像应用的荧光探针。类似地,榴莲皮来源的蓝色荧光CDs具有高比表面积,引入的表面官能团 enabling 赝电容行为,从而作为有效掺杂剂提高电极性能和超级电容器效率。此外,有报道通过果胶和纤维素的氢键介导自组装将柑橘皮废物转化为可生物降解的生物塑料。中药生产过程中产生大量废物,如果皮、果肉、果核和提取后残渣;然而,这些副产物往往缺乏高效的回收或增值途径。因此,必须加大力度提升这些废弃物的价值,减少温室气体排放,减少废物产生,并减少不可再生原材料的消耗。这些措施将确保中药的未来应用符合2030年可持续发展议程中设定的目标和目的。

6. 结论

本综述总结了过去三十年间中药自组装配伍/炮制研究的相关文献。首先,概述了中药自组装的物质基础和形成机制进展,强调自组装结构是中药中一种新型生物活性实体。其次,总结了自组装聚集体的分离制备方法、性质、表征技术、药代动力学和药效学,为未来研究提供了方法学框架。此外,进一步讨论了使用自组装形式的中药的环境影响和可持续性。最后,重点总结了中药配伍和炮制中的自组装行为,揭示了自组装聚集体的形成机制,并有助于对中药配伍和炮制理论进行现代阐释和理解。总之,中药自组装研究提供了一个将传统知识与当代药物科学联系起来的新范式,值得进一步探索。
尽管基于自组装的配伍和炮制研究取得显著进展,但仍存在几个关键挑战:i) 缺乏系统研究;ii) 对中药自组装机制理解不完整;iii) 质量控制体系不足;iv) 与中医理论脱节;v) 缺乏监管体系。
中药与自组装的有机结合代表了中药未来发展的一个新方向,可促进中药的现代化和国际化进程。未来将配伍/炮制理论与现代科学方法相结合的研究可面向以下六个方向:i) 开发新型中药制剂;ii) 探索阐明中药自组装的先进表征方法学;iii) 规划和开展全面的临床前和转化研究;iv) 推动中医理论的现代化和

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有