揭秘中药减毒增效新密码：多学科融合与创新技术前沿合作
导读
2026年2月，工信部等8部门发布《中药工业高质量发展实施方案（2026—2030年）》，文件提及加强中药领域基础研究。
多年来，高校、中药科研机构、药品检验机构、中药生产企业、中药委托研究机构等科学家和专家在持续致力于中药领域基础研究，其中破译中药减毒增效机制成为热点，多学科融合研究与创新技术应用成为有力的方式，有望引领现代中医药发展。
岛津近年来持续深化中药现代化研究基础分析技术与创新技术研发，与行业多家机构开展多项前沿合作，助力对千年智慧的现代化诠释，赋能中医药走向世界舞台。
配伍减毒增效前沿合作篇
多学科融合 解码中药的奥秘
现代中药研究已超越单一学科的界限，转录组学、药理学、分子生物学、组织病理学、系统生物学等多学科的深度融合，为理解中药配伍后的减毒增效机理提供了全新视角。跨学科的合作模式，正以前所未有的深度和广度，揭示背后的科学逻辑。
岛津与中国医科大学合作 ICP-MS
雄黄诱导的中枢神经系统毒性：基于肝-脑轴探究鸟氨酸转氨甲酰酶介导的鸟氨酸对ZBTB7A的调控如何抑制星形胶质细胞糖酵解
研究背景
雄黄是一种含砷的传统中药，在临床应用中较为常见。然而，长期、过量或无控制地使用含有雄黄的中成药，有时可能会导致不良反应。值得注意的是，由雄黄引起的中枢神经系统（CNS）毒性已受到广泛关注，但毒性机制尚不清楚。
研究思路
为了阐明雄黄诱导的中枢神经系统毒性背后的分子机制，建立了条件干预动物模型（Zbtb7aGfABC1D KD/OtcTBG OE/大黄酚干预），并将其暴露于雄黄中，同时建立了一个转染了 si-Zbtb7a 的 C8-D1A 星形胶质细胞系，并使其同时暴露于 iAs3+ 和鸟氨酸中。进行了单细胞转录组测序、代谢组分析以及神经行为、分子生物学和组织病理学实验。
研究成果
小鼠额叶神经元的氧化应激、线粒体损伤与凋亡通路
1. 砷在大脑中的积累：雄黄中的砷会穿过血脑屏障，在大脑的额叶区域积累。
2. 星形胶质细胞的能量代谢障碍：在星形胶质细胞中，砷会触发转录因子ZBTB7A的表达，进而抑制糖酵解关键基因（如Aldoa、Ldha和Pgam1）的转录，导致乳酸水平下降。这一过程最终造成脑细胞能量供应不足，从而引发细胞凋亡和氧化损伤。
3. 肝脏的"帮凶"角色：同时，雄黄会抑制肝脏中的鸟氨酸转氨酶（OTC），破坏正常的鸟氨酸循环，导致鸟氨酸在体内异常积累。
4. 跨器官的协同毒性：积累的鸟氨酸会进入大脑，进一步调控星形胶质细胞中的ZBTB7A，从而加剧砷的神经毒性效应。
5. 毒性的具体表现：上述一系列病理变化会导致实验动物出现学习记忆能力下降、自发探索行为减少以及类焦虑等行为学改变。
6. 潜在的治疗靶点：研究还发现，化合物大黄酚（chrysophanol）能够通过保护星形胶质细胞的糖酵解功能和肝脏的鸟氨酸循环，来拮抗雄黄对中枢神经系统和肝脏的毒性作用。
岛津与西安市食品药品检验所合作 LC-MS/MS
UHPLC-MS/MS技术高灵敏度快速分析中医方剂柴胡青黛汤中13种主要成分
研究背景
柴胡青黛汤（CHQDD）在中国被广泛用于清肝火，其君药为柴胡和青黛。然而，目前关于柴胡青黛汤药效物质基础的研究尚不完善，这限制了进一步的研究。
研究思路
基于13种活性成分（柴胡皂苷A、柴胡皂苷D、靛蓝、靛玉红、木兰花碱、小檗碱、栀子苷、甘草苷、甘草酸、甘草次酸、阿魏酸、橙皮苷和木犀草素）的定性和定量分析的超高效液相色谱与质谱联用技术，用于柴胡青黛汤的质量控制，这些成分是每味单味药的指标成分。此外，还建立了柴胡青黛汤与其君药汤剂的综合比较分析方法，以分析配伍前后活性成分的变化趋势。
研究成果
在柴胡青黛汤中鉴定并测定了13种主要成分。柴胡清黛饮中靛玉红、色胺酮和柴胡皂苷D的含量显著高于柴胡汤或清黛汤，而靛蓝的含量则低于清黛汤。
古法炮制减毒增效前沿合作篇
传统工艺的现代诠释
传统中药炮制工艺，如蒸煮、煮制等，蕴含着丰富的科学智慧。例如川乌、草乌经过高温蒸煮，剧毒的乌头碱转化为毒性较低的乌头次碱，这一过程充分体现了热力学转化在中药安全性提升中的作用。现代研究正从化学与物理角度对这些传统工艺进行科学解读，不仅验证了其有效性，也为炮制工艺的标准化和优化提供了科学依据。
岛津与中国食品药品检定研究院中药民族药检定所合作 成像质谱可视化技术应用
制川乌炮制过程生物碱空间分布的研究
iMScope成像质谱显微镜是用于质谱成像分析的整合型仪器，前端搭载高分辨光学显微镜及大气压基质辅助激光解吸电离源（Atmospheric Pressure-MALDI，AP-MALDI），后端配置四极杆-飞行时间质谱仪（Q-TOF）。iMScope既可以对样品进行形态学上的细微观察，又可以对特定的分子进行鉴定以及高分辨的可视化分布分析。
质谱成像原理示意图
研究背景
川乌中的双酯型二萜类生物碱，如乌头碱、新乌头碱、次乌头碱等的毒性很大，需经过特殊炮制工艺才可用于内服，因而炮制程度决定了制川乌的安全性。目前对制川乌的研究常采用色谱-质谱联用的方法，但该方法无法给出各种成分在制川乌中生物碱的空间分布信息。
研究成果
由图可知，0 h川乌样品（未煮制）主要以新乌头碱为主，并且主要分布在皮层、韧皮部和木质部，髓部中仅有少量分布。川乌中也有部分单酯型生物碱，没有体现明显的区域性。
随着煮制时间的增加，3个双酯型生物碱含量急剧下降，1h与背景颜色一致。3个单酯型生物碱缓慢增加，从图中可以看出单酯型生物碱在皮层的分布减少，逐渐分布到韧皮部、木质部和髓部，5 h时分布于整个区域，同时单酯型生物碱达到最大值。
利用成像质谱技术，显示炮制过程不仅对乌头类生物碱的含量有所影响还使其在药材中的分布更加均匀。揭示了制川乌在煮制过程中川乌碱类成分的"时间-空间-含量"变化规律的研究。
巴戟天炮制品中化学成分的空间分布
巴戟天炮制品中化学成分的空间分布
研究背景
巴戟天的化学成分包含环烯醚萜、多糖、蒽醌、氨基酸、有机酸及微量元素等，其中环烯醚萜和寡糖是巴戟天的主要活性成分。临床上应用多为经过炮制的巴戟天，如巴戟肉、盐巴戟天、制巴戟天等。巴戟天特征指纹图谱显示，木心与根皮差异性较大，不同部位寡聚糖类成分较环烯醚萜类成分差异性大。但还没有研究者采用分子可视化技术研究巴戟天的炮制品及混伪品的化学成分，本文采用基质辅助激光解吸质谱成像技术研究巴戟天中环烯醚萜的空间分布信息，进一步完善巴戟天炮制品的质控手段。
研究成果
巴戟天炮制品的水晶兰苷的质谱成像图结果表明，水晶兰苷几乎只分布在根皮部位，在木心处几乎没有分布；水晶兰苷在巴戟肉中含量最高，然后依次是制巴戟天、盐巴戟天和巴戟天（有心），与UHPLC含量测定结果基本一致。
巴戟天炮制品的耐斯糖的质谱成像图见上图。结果表明，耐斯糖绝大部分分布在根皮部位，在木心处分布极少；耐斯糖在巴戟肉中含量最高，然后依次是制巴戟天、巴戟天（有心），含量最低的是盐巴戟天。巴戟肉和制巴戟天经过蒸制或煮制并去除木心后寡糖含量显著增加。
根据成像质谱检测结果，环烯醚萜类成分含量相对于糖类成分含量较低，该结论与色谱法和蒸发光散射法的测定结果相符，也验证了2025年版《中华人民共和国药典》巴戟天项下选择耐斯糖作为寡糖类成分含量测定指标成分的正确性。
注：文中所涉方案及产品非医疗用途，仅供科研研究参考。
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参考文献：
【1】Ye P, Li Z, Fu H, Wang S, Cui X, Song C, Ma C, Jiang H. Realgar-Induced CNS Toxicity: Exploring OTC-Mediated Ornithine Regulation of ZBTB7A Inhibits Astrocyte Glycolysis Based on the Liver-Brain Axis. Adv Sci (Weinh). 2026 Jan;13(2):e02591. doi: 10.1002/advs.202502591.
【2】Sun Y, Ai Y, Li M, et al. Highly Sensitive and Rapid Determination and Identification of 13 Major Constituents in the Traditional Chinese Medicinal Formula Chaihu-Qingdai Decoction by Ultra-High Performance Liquid Chromatography Combined with Mass Spectrometry. Journal of Analytical Chemistry, 2025, 80(10): 1794-1802. DOI: 10.1134/S1061934825601677.
【3】戴胜云, 蒋双慧, 董静, 连超杰, 乔菲, 郑建, 马双成. 基质辅助激光解吸电离成像质谱法可视化分析制川乌炮制过程生物碱空间分布的研究. 中国药学杂志, 2022, 57(10): 834-839.
【4】乔菲, 戴胜云, 连超杰, 刘杰, 董静, 郑健, 马双成. 基质辅助激光解吸质谱成像可视化分析巴戟天炮制品中化学成分的空间分布. 药物分析杂志, 2022, 42(08): 1312-1318. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2022.08.03.