一种用于中药研究的仪器系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于中药或其它复杂组分作用靶点研究以及从中分离、筛选生物活性成分的仪器系统，由蛋白质分子识别结合亚系统、色谱分析或者其它分析亚系统以及计算机数据分析处理亚系统组成。本发明专利技术还公开了制造用于中药或其它复杂组分作用机理研究以及从中筛选、分离、纯化、制备生物活性成分的仪器设备的方法。本发明专利技术可以解决中药或其它复杂组分作用机理研究及其生物活性成分的筛选、分离、纯化、制备的问题，推动中药研究的全面进步，从根本上解决中药研究面临的共性关键技术瓶颈。

An instrument system for the study of traditional Chinese Medicine

The instrument system of the invention discloses a research target effect for traditional Chinese medicine or other complex group and isolation and screening of bioactive components from the protein by molecular recognition with sub system, chromatographic analysis or other analysis sub system and computer data analysis and processing subsystem. The invention also discloses a method for preparing a mechanism for studying the action mechanism of Chinese medicine or other complex components, and screening, separating, purifying and preparing bioactive components from the traditional Chinese medicine. The invention can solve the problem of traditional Chinese medicine or other complex components and mechanism of biological active components screening, separation and purification, preparation problems, promote the all-round progress of traditional Chinese medicine research, fundamentally solve the bottleneck facing the common key technology research of traditional Chinese medicine.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于中药或其它复杂组分研究的仪器系统，具体是涉及包括体外靶标蛋白分子生物活性维持亚系统以及色谱图谱分析亚系统和用于色谱图谱数据分析、处 理的计算机亚系统的仪器系统，本专利技术还涉及将上述全部或者部分亚系统组装、整合成用 于中药或其它复杂组分作用研究以及从中筛选、分离、纯化、制备生物活性成分研究的仪器 系统的方法。
技术介绍
中药是由天然药材经过一定加工处理过程制成的药物制剂，包括所有临床可接受 的药物剂型。由于中药制剂多数由多种药材组方制备，因而获得的药物制剂中含有多种化 学成分；即使单味药材处方，制备的药物制剂中也含有效成分以及大量的无效成分甚至是 产生不良反应的成分。为明确中药或其它复杂组分产生药理作用的机理，提高临床治疗效 果，减少或降低不良反应发生频度和强度，以及从中筛选、分离、纯化、制备生物活性成分用 于新药研究，必须首先明确中药作用的物质基础。 现有的研究方法，往往是首先采用植化方法尽可能地将药材含有的各种化学单体逐一分离，然后进行生物活性试验以及物理、化学性质实验， 一旦生物活性试验结果未达到期望目的，则整个分离过程在某种意义上就失去了在药物研究及开发方面的价值。由于这类传统研究方法存在较强的随机性、主观性、盲目性和偶然性，因而其弊端十分明显，主要体现在1选择何种物质作为终产物带有很强的盲目性和随机性，选择标准不具有客观性，难以发现具有新结构的生物活性成分，其着力点在于获得已知具有生物活性的物质；2分离、分析步骤繁多，过程复杂，涉及技术和仪器设备较多，效率较低，在对中药制剂中生物活性成分进行分离的过程中必然导致微量成分的丢失，而作为潜在药物的化学物质，具有高效是其选择标准之一，因而传统研究方法最终获得的有可能是去精取粗的含量较高而活性较差的成分；3由于资金和技术等困难，传统研究方法难以完成对中药或复杂组分中所有成分的分离鉴定工作，囿于这些限制，只能关注某一单体成分或某几个单体成分的生物活性而忽略其它成分的药理作用，雷同于国外进行的植物药研究，无法解释和体现中药组方、配伍中各药物之间相辅相成、相生相畏的中医药治疗理念；4用传统方法进行中药研究无法确定分离获得的终产物必然是生物活性成分，研究指向不明确，因此，很难获得研究基金的持续支持，尤其是在对多数中药进行传统方法研究而一无所获的状况下更是如此。中药作用物质基础研究贯穿于中药研究的所有链条和环节，是中药研究的核心问题，由于多年来无突破性成果和理论，因而成为中药研究、开发的瓶颈问题，并直接限制了中药研究的发展步伐，迟滞了中药作为有效治疗药物进入世界医药市场的速度和领域。 与化学药物不同，中药制剂是以复杂组分相互配合为治疗基础的药物制剂，因而套用化学药物的研究方法只能管窥中药综合性治疗作用的单一方面，无法全面理解和掌握。如何明确中药中含有的生物活性成分及其作用机制，正确地理解和解释中药制剂在临床治疗中产生的符合传统中医药理论的临床疗效，并能为其他医务人员和患者所接受，这是困扰中药研究及发展的根本性基础问题。研究证明，采用目前常用的传统方法进行中药 研究收效甚微，或者对中药的作用仅限于片面性理解，无法全面把握，因而，多年来中药的 基础研究如作用机制研究、有效成分研究、药物动力学研究以及不良反应研究等诸多方面 长期以来无法获得根本性突破而仅限于对细枝末节的修改，并直接导致中药制剂质量控制 困难重重，同时作用机理不清，凡此种种。成为中药进军国际医药市场难以逾越的障碍。目 前，仍然没有出现可以解决上述问题的中药研究方法及仪器系统，新的、可以全面解决中药 作用物质基础问题以及质量控制问题的中药研究方法的出现，是中药研究进入新的发展阶 段的唯一工具。这一研究方法本身的获得蕴含于中药产生药理效应依赖其所含生物活性成 分与其作用靶点之间相互高度特异性的选择和识别作用之中。 蛋白分子在整体上可以看作是反映环境变化的生物传感器，体内绝大多数调控过 程、疾病的发生过程以及药物对靶标的影响均发生在蛋白水平，是生命活动的直接体现者， 其生物活性的改变直接导致生理机能的相应改变，因而蛋白分子成为药物分子发挥生理调 节功能的天然靶分子。从目前化学合成药物的作用机制来看，所有化合物药物所涉及的重 要药物分子靶标的数目约在500个左右，其中，细胞膜受体(多数为G蛋白偶联受体)约 占靶标总数的45%，酶占28%，激素和因子类占10%，离子通道占5%，核受体占2%，其它 占7%。这些药物靶标几乎全都是蛋白质，基本囊括了目前上市药物的所有作用靶点。同 时，上述酶、受体、离子通道等蛋白分子仅能识别和高特异性结合具有特定立体结构特征的 配体分子，对于具有相同化学组成的同一种化合物，即使仅有旋光性的不同，也可以被蛋白 分子所识别，对分子的识别能力极高，这种蛋白分子和其配体之间高度特异性的识别和结 合作用为本专利技术提供了最主要的支持依据。尽管中药制剂为复杂组分，但与化合物药物相 同，中药制剂产生生物活性同样依赖制剂中组分所含的生物活性成分与其靶标蛋白分子之 间高度特异性的结合作用来实现，但由于组成复杂，其最终的药理活性可能通过多种配体 分子分别与多种靶标蛋白的特异性结合并引起其生物活性的改变米实现。在体外，可维持 单一蛋白分子生物活性的亚系统中，当与中药制剂的复杂组分发生相互作用时，蛋白分子 可以结合组分中具有特定结构的分子，结合作用的发生必然引起游离的该种分子浓度的改 变，通过对该种分子浓度进行检测可以确定是否产生了特异性的结合，一旦发生特异性结 合，则提示该蛋白分子为中药制剂复杂组分的作用靶点之一；另外，用该蛋白分子也可以筛 选、分离、纯化、制备与其作用的配体分子，通过其它分析方法和检测系统获得配体分子的 相关物理、化学性质等技术资料。根据目前技术发展情况，可将迄今已知所有化合物药物所 涉及的约500个左右的重要药物靶标蛋白分子分别进行基因克隆和表达、纯化，分别构建 其体外生物活性维持微系统并作为组件建立与某类药物作用相关的靶标蛋白分子系统模 块或者包含所有目前已知靶点蛋白分子的亚系统。这些靶标蛋白也可以通过化学合成或对 生物材料的分离、纯化而直接获得。 中药或其它复杂组分中某种分子的含量或浓度可以通过多种色谱系统进行分析。 首先对中药制剂或复杂组分进行色谱条件研究，以获得能够充分分离所有成分的色谱图谱 数据，将中药制剂或复杂组分与蛋白分子体外生物活性维持微系统中的除去蛋白部分混合 处理后，用色谱系统进行分析以获得其色谱图谱数据，以此为基础建立中药或复杂组分的 色谱图谱数据资料库；然后将中药制剂或复杂组分与蛋白分子体外生物活性维持微系统进 行相互作用，从而使蛋白分子能够与其配体进行高度特异性的结合，再分离蛋白，其余部分用色谱分析系统进行色谱图谱分析；最后用计算机数据处理系统将再次获得的色谱图谱数 据与数据库中的色谱图谱进行对比分析，可以明确色谱图谱发生改变的情况，改变的色谱 图谱部位即为中药制剂或复杂组分生物活性分子之所在，引起色谱图谱发生改变的蛋白分 子即为中药作用的靶点。 对所有靶标蛋白分子与中药制剂或复杂组分作用后产生的色谱图谱进行分析，可 以确定中药制剂或复杂组分作用涉及的蛋白靶点，全面掌握中药制剂或复杂组分的作用靶 点信息，洞察其作用机理以及不良反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于中药或者复杂组分作用靶点研究以及从中筛选、分离、纯化、制备生物活性成分的仪器系统，其特征在于是由下述亚系统组成：色谱图谱分析亚系统包括可见光、红外、紫外、核磁共振、质谱、液相、气相、毛细管凝胶分离系统等色谱图谱分析亚系统；体外靶标蛋白分子生物活性维持亚系统全部或部分包括由目前化合物药物产生药理作用涉及的约５００个靶标蛋白分子构建的体外靶标蛋白分子生物活性维持系统；计算机数据处理分析亚系统。

【技术特征摘要】
一种用于中药或者复杂组分作用靶点研究以及从中筛选、分离、纯化、制备生物活性成分的仪器系统，其特征在于是由下述亚系统组成色谱图谱分析亚系统包括可见光、红外、紫外、核磁共振、质谱、液相、气相、毛细管凝胶分离系统等色谱图谱分析亚系统；体外靶标蛋白分子生物活性维持亚系统全部或部分包括由目前化合物药物产生药理作用涉及的约500个靶标蛋白分子构建的体外靶标蛋白分子生物活性维持系统；计算机数据处理分析亚系统。2. 如权利要求1所述的用于中药或者复杂组分作用机理研究及从中筛选、分离、纯化、制备生物活性成分的仪器分析系统，其特征在于所制造的仪器为权利要求1述及的全部或部分亚系统经整合构成。3. 权利要求2所述的用于中药或者复杂组分作用机理研究及从中筛选、分离、纯化、制备生物活性成分的仪器分析系统的制造整合方法，包括以下步骤(1) 目前已有化合物药物产生药理活性所涉及的所有重要蛋白分子靶点总数约为500个左右，首先确定这些靶标蛋白分子的基因序列，将基因转入生物表达系统进行表达，对表达的目的蛋白进行分离、纯化，再构建可以维持靶标蛋白分子生物活性的体外平衡微系统，每种靶标蛋白分子均构建其体外生物活性维持微系统，由所有体外靶标蛋白分子生物活性维持微系统组成体外靶标蛋白分子生物活性维持亚系统；或者可由部分体外靶标蛋白分子生物活性维持微系统组成模块；其中靶标蛋白分子的制备亦包括由化学合成方法或者由生物材料直接分离纯化获得；(2) 将制备的中药制剂或者其它复杂组分用可见光、红外、紫外、核磁共振、质谱、液相、气相、毛细管凝胶分离系统等适当的色谱图谱分析系统进行色谱图谱分析，获得其色谱图^並l曰；(3) 将仅不含有靶标蛋白的体外靶标蛋白分子生物活性维持亚系统中其它成分与中药制剂或复杂组分混合处理，用(2)述及的色谱图谱分析系统进行色谱图谱分析，获得色谱图谱数据；(4) 将适当浓度的中药制剂或者其它复杂组分加入到体外靶标蛋白分子生物活性维持亚系统，处理适当时间后以适当方法分离蛋白大分子，对其它部分再次用(2)述及的色谱图谱分析系统进行色谱图谱分析，获得与体外靶标蛋白分子生物活性维持亚系统作用后的中药制剂或其它复杂组分的色谱图谱数据；(5) 用计算机数据分析处理亚系统对(2) 、 (3)以及(4)获得的色谱图谱进行对比分析，引起色谱图谱发生明显改变的蛋白分子可判断为中药制剂或者复杂组分产生作用的靶点；色谱图谱发生明显改变的部位是生物活性成分所在部位。根据色谱图谱的改变，用相应蛋白可筛选、分离、纯化、制备生物活性成分，经进一步分离后可以进行结构鉴定，也可获得生...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵爱国，
申请(专利权)人：赵爱国，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]