怀牛膝和川牛膝是重要的传统中药,因二者名称与功能相似,在医籍中并未对二者进行明显区分,因此在临床中药处方中常发现医务人员及患者将怀牛膝与川牛膝混用。本课题的主要目的是建立一种从分子水平上全面阐释怀牛膝和川牛膝的差异的方法,解决长期以来怀牛膝和川牛膝混淆和混用的问题。研究表明怀牛膝和川牛膝中主要的活性成分为三萜皂苷类和甾酮类化合物。三萜皂苷类化合物对肿瘤、生殖系统、心血管系统及骨关节均存在一定的作用；甾酮类化合物在改善物质代谢、生长发育及改善记忆方面有明显的活性。因此,对两种牛膝中三萜皂苷类和甾酮类的研究具有较大的应用前景。目前对川牛膝三萜皂苷提取工艺研究较少,为了更多获得川牛膝中的三萜皂苷,为川牛膝中的三萜皂苷全面研究及与怀牛膝中的三萜皂苷进行比较分析,本文采用正交试验设计,以川牛膝中的三萜皂苷含量为指标,探索了川牛膝三萜皂苷提取工艺,成功得到川牛膝三萜皂苷类化合物的最佳提取工艺条件：90%乙醇,1：12的料液比,提取时间1h,提取3次。利用传统的性状区分及简单的含量测定难以全面、系统的说明怀牛膝和川牛膝的差异。本课题运用HPLC-MS联用技术建立了川牛膝和怀牛膝分子水平的特征指纹图谱。首先是建立了总提液指纹图谱,怀牛膝中共检测到28个主要化合物,20个是三萜皂苷类化合物,川牛膝总提液中共检测到31个化合物,21个是皂苷类化合物。其中,各类化合物在出峰时间上有显著差异,可用于鉴定和区分怀牛膝和川牛膝。通过大孔树脂、RP-C18等手段有效的富集其三萜皂苷类及甾酮类化合物,分别建立了怀牛膝和川牛膝皂苷类指纹图谱和甾酮类指纹图谱。根据指纹图谱提供的化合物信息,怀牛膝皂苷含量明显高于川牛膝,怀牛膝总皂苷约占所有化合物含量的66.5%,川牛膝仅占52.5%。此外,川牛膝皂苷类化合物在种类和数量上多于怀牛膝,怀牛膝总皂苷指纹图谱共检测到21个皂苷类化合物,川牛膝总皂苷指纹图谱共检测到28个皂苷类指纹图谱；本实验中川牛膝已发现7种皂苷元,而怀牛膝中仅发现4中皂苷元。同时,发现怀牛膝和川牛膝甾酮类化合物在结构上表现出一定差异。怀牛膝中甾酮类化合物侧链多是几个碳原子连接形成的多元醇,而川牛膝甾酮类化合物侧链则形成内酯环。为了进一步揭示怀牛膝和川牛膝功能活性化合物的活性方面的异同,将怀牛膝和川牛膝进行了抑制肿瘤细胞增殖活性实验,结果显示两者之间均存在显著的差异,怀牛膝甾酮类化合物抗肿瘤活性明显高于川牛膝。另外,还对怀牛膝和川牛膝功能活性化合物进行了降糖活性测试,发现怀牛膝和川牛膝甾酮类化合物及皂苷类化合物均表现出降糖作用,且在2μg/mL浓度时候,川牛膝降糖活性高于怀牛膝。以上研究说明怀牛膝和川牛膝虽然在化学成分上具有一定的相似性,但是两者所含化合物结构上的差异性显著,因而导致其活性差异。因此,怀牛膝和川牛膝在使用过程中应区分使用。本课题建立了怀牛膝和川牛膝功能活性成分的化学指纹图谱,同时对其主要功能化合物的活性进行了比较研究,首次从功能活性化合物组成及功能化合物活性差异两方面深入、全面的比较分析了怀牛膝和川牛膝的差异,为怀牛膝和川牛膝的质量控制提供了有效的评价方法,并从分子水平为两者的区分提供了较为全面的信息,促进了怀牛膝和川牛膝的规范使用和发展。