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促骨折愈合是重要的中药临床应用,活血化瘀汤(Huo-Xue-Hua-Yu decoction,HXHYD)方剂具备优良的治疗骨折临床实践。鉴于表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)光谱在中药方剂和生物样品分析的优势,结合我国研究现状和临床需求,本论文首次提出方剂及其促骨折愈合的SERS光谱研究,即基于SERS光谱,一方面,探测活血化瘀汤药队的光谱特性,揭示单味汤剂与方剂之间的关系,阐述中药方剂的药队规律与相关性;另一方面,监控活血化瘀汤药队促骨折愈合过程骨折处骨痂组织的生化成分变化,揭示活血化瘀汤药队药效规律和药队活性之间的相互关系,阐述活血化瘀汤促进骨折愈合的分子作用机制,实现方剂活性新型评价和优化,主要研究成果如下:1)前期工作:首次利用拉曼光谱结合主成分分析(Principal component analysis,PCA)和线性判别分析(Linear discriminant analysis,LDA)探测鱼腥草煎剂在鼻咽癌细胞内产生毒性的分子机制。比较于空白对照细胞组(0ug/ml),药物干预细胞组的三个拉曼峰(1002 cm-1蛋白峰、1338 cm-1 DNA峰和1448 cm-1脂类峰)会随着鱼腥草干预浓度的升高和干预时间的增加而降低。利用PCA-LDA,空白对照组(0 ug/ml)和经250和500 ug/ml鱼腥草干预细胞组的判别诊断准确率为100%,此表明250 ug/ml可作为适当的治疗剂量。另外首次检测了鱼腥草煎剂的常规拉曼光谱和SERS光谱。鱼腥草煎剂的常规拉曼光谱无出现拉曼信号,然而鱼腥草煎剂的SERS光谱却有13个拉曼锋信号。结果表明,SERS技术可用于中药煎剂分析。2)首先,利用SERS光谱分析依两种方剂制备的活血化瘀汤,活血化瘀汤Ⅰ按照原方剂制备,活血化瘀汤Ⅱ的制备略有不同:单味药物之间重量比例的改变。高质量SERS光谱被获取,但是两者之间也存在着重要的差异。SERS光谱结合PCA-LDA可区别两种活血化瘀汤,并取得100%的诊断准确率。结果表明,SERS光谱结合PCA-LDA可用于中草药的生产管理和质量控制。其次,首次测试生地当归药队、单味药生地和单味药当归的煎剂SERS光谱,并完成三种煎剂SERS谱峰的归属;结果表明,生地当归药队煎剂所包含的成分绝非是生地和当归单味药煎剂成分的相加,此揭示了单味煎剂与方剂间的关系。最后,采用药队协同效应设计法将活血化瘀汤拆方分为四个药队方剂:活血止痛药队煎剂、化瘀生新药队煎剂、调和药队煎剂和补气药队煎剂。首次测试并研究了活血化瘀汤及四个药队煎剂的SERS光谱,并完成五种煎剂SERS谱峰的归属。实验结果表明,在活血化瘀汤中保留了药队煎剂的某些成分;药队煎剂的某些成分并未在活血化瘀汤中出现;在活血化瘀汤中,有新的成分生成。活血化瘀汤所包含的药物成分并非是四种药队煎剂所含药物成分的简单相加。SERS光谱可为方剂药队规律研究提供一优异、有效和准确的检测方法。3)常见的拉曼评价系数包括:钙羟磷灰石沉积量和矿物质对基质比率;通过SERS光谱,评价了钙羟磷灰石和其它生化成分在有、无经活血化瘀汤修复骨折愈合过程中的变化情况。将桡骨完全骨折模型兔随机分为模型组(模型组骨折造模后不予以药物治疗,只给予等量蒸馏水灌胃)和活血化瘀汤治疗组。术后15、30和45天,兔子被处死,骨折处骨痂被取出作为SERS光谱检测对象。从而获取高质量的骨痂组织SERS光谱,可分析出丰富的生化成分信息。结果表明,鉴于SERS光谱术检测出的持续沉积钙羟磷灰石和生化物质,活血化瘀汤可有效加快骨折愈合,并且促进骨折愈合过程需要的高矿物质对基质比率;因此SERS光谱术可作为一优异工具去评估骨折愈合。4)活血化瘀汤方剂具备优良的治疗骨折愈合临床实践,其由12味中药组成,采用药队协同效应设计法将活血化瘀汤拆方分为四个药队方剂:活血止痛药队煎剂、化瘀生新药队煎剂、调和药队煎剂和补气药队煎剂。本研究致力于活血化瘀汤药队活性机制和药队之间的相互关系,从而揭示方剂药队的药效规律。常见的拉曼评价系数包括:钙羟磷灰石沉积量、碳酸盐对磷酸盐比率和矿物质对基质比率。将210只胫骨完全骨折模型大鼠随机分为模型组(无干预)和6个治疗组,每组又分为三个小组。6个治疗组分别经活血化瘀汤、活血止痛药队煎剂、化瘀生新药队煎剂、调和药队煎剂、补气药队煎剂和骨折挫伤胶囊(治疗对照)治疗。术后15、21和30天,大鼠被处死,骨折处骨痂被取出。我们利用SERS光谱检测了活血化瘀汤、活血止痛、化瘀生新、调和和补气药队煎剂和骨折挫伤胶囊促骨折愈合时骨折处骨痂组织的生化成分变化。在所有实验时间点,相比较于模型组,存在于调和药队和补气药队煎剂治疗组内的钙羟磷灰石,碳酸盐对磷酸盐比率和磷酸盐对基质比率无统计学显著差异,此表明两药队的无疗效。然而,活血化瘀汤、活血止痛、化瘀生新和骨折挫伤胶囊的使用可产生更多的钙羟磷灰石,更高的碳酸盐对磷酸盐比率和磷酸盐对基质比率,此说明了促骨折愈合的药效。这些结果与基于钙羟磷灰石峰的SERS成像分析和两比率的支持向量机分析相一致。结果表明,鉴于最高的钙羟磷灰石峰、碳酸盐对磷酸盐比率和磷酸盐对基质比率,活血化瘀汤显示了最好的促骨折愈合效果。此结论与中药治疗理念相符合,即“以方剂为载体,注重整体”。SERS技术是一极具潜力、有效和准确的方法去研究方剂中的药队药效规律,最终达到优化方剂之目的。