金莲花(Flos Trollii)为毛茛科植物金莲花(Trollius chinensis Bunge.)和亚洲金莲花(Trollius asiaticus L.)的干燥花,是经五台山寺僧“尝百草”的实践发现其清热解毒、抗菌消炎之药效的,主要用于治疗上呼吸道感染等疾病。细菌、病毒性的上呼吸道感染的发病率较高,且细菌、病毒极易产生耐药性,因此,抗菌、抗病毒新药的开发有着广阔的市场。更重要的是,我省具有生产金莲花独特的地理、气候条件,且在我省的分布较广,为我省开发中药材产业的重要中药资源之一。以往对金莲花化学成分、药理作用和临床观察的研究认为:金莲花的黄酮类成分是金莲花的主要有效部位。目前,作为金莲花主产地的山西,对金莲花的研究一直处于停滞状态,到目前为止,未见其他学者对我省金莲花药材的质量评价及其开发应用的研究报道;在金莲花药材的标准中也只有简单的定性鉴别,这严重制约了我省对金莲花中药的开发应用。同时,金莲花有效部位的提取工艺研究也存在争议,有效部位到底是用水溶液提取还是醇溶液提取,其提取、富集工艺如何?而且在中药的提取工艺研究中,一般采用正交试验设计,用方差分析对因素的作用进行分析,用算一算、比一比的直接法确定最优条件,来筛选“最优”的工艺条件。虽然正交试验设计是一种高效、省时、节约样本含量的试验方法,但直接法只能在试验设计的因素水平点上确定最优条件,当进行探索性试验时,常会因研究经验的不足,使设计的水平点偏离最优控制点,这样使试验确定的最优条件存在精度低的问题,从而在中药的研究及生产中造成资源及资金等方面的极大浪费。遗传算法(geneticalgorithm,GA)是一种模拟自然进化过程的随机搜索方法,在单目标优化研究中能够达到全局最优,对多目标优化,可以获得一组满足各目标条件整体上的最优解集,为决策者提供一个选择空间,但遗传算法在中药提取工艺方面的研究及应用较少。本课题旨在对我省金莲花药材进行质量研究,建立金莲花药材的质量控制方法;以传统经验及现代科学研究为依托,应用遗传算法确定金莲花总黄酮的提取、富集工艺,获得金莲花有效部位(制剂中间体)并建立其质量控制方法,进而探寻金莲花的药效物质基础。论文主要内容如下:金莲花药材的质量标准研究。本文应用植物分类学的方法,通过观察我省厉山自然保护区所产的金莲花植物的形态特征,查阅有关文献、专著,确定了我省金莲花中药的原植物学名;利用中药鉴定学的方法,对金莲花中药进行了质量评价,建立了有效部位的含量测定方法。同时,药用植物的根、茎、叶、花四器官中总黄酮含量进行了比较。明确了厉山所产金莲花为毛茛科(Ranuneulaceae)金莲花属(Trollius)植物金莲花(Trolliius chinensisBge.)的花,为中药金莲花(Flos Trollii)的一个来源;建立了分光光度法测定金莲花药材总黄酮的含量测定方法,金莲花总黄酮含量为8.59%;并比较了山西历山产金莲花根、茎、叶、花等部位的总黄酮含量,花总黄酮含量高达8.59%;叶次之,含量为4.46%;茎总黄酮含量为1.42%;根的总黄酮含量较低,仅为1.27%。从综合利用药用植物资源,扩大药源的角度考虑,叶可以考虑入药,进行综合开发。金莲花总黄酮的提取工艺研究。本实验采用了正交试验设计对金莲花总黄酮的提取工艺进行了研究;采用遗传算法分别对金莲花不同溶剂提取工艺的正交试验结果,进行了单目标及两目标的遗传算法搜寻研究,并对统计模型的搜寻结果进行了验证回代;通过对验证结果的统计学比较研究,最终确定了金莲花总黄酮的最优提取工艺。金莲花总黄酮的醇提取工艺优于水提取工艺,在75%的乙醇浓度、提取时间为1.5小时、提取次数为3次、12倍量的溶媒量的醇提取工艺的最优提取条件下,出膏率可达42.17%,总黄酮含量达12.31%。而验证试验结果出膏率为44.31%,总黄酮含量为14.56%。金莲花总黄酮的分离、富集工艺研究。实验采用了聚酰胺对金莲花总黄酮进行了有效部位的分离、富集。比较了聚酰胺柱分离、富集有效部位的分离参数,如聚酰胺种类、上样药液pH值、上样药液浓度、洗脱溶剂的种类及其用量等,优化建立了金莲花有效部位分离、富集工艺。即:60-80目聚酰胺对金莲花总黄酮的吸附与解吸附最好;在上样药液pH值为3,上样浓度为1:3(g:ml)的分离、富集工艺条件下,聚酰胺对黄酮的吸附量较大,即每ml聚酰胺最大吸附量为0.2833g金莲花药材;1倍量柱体积的水和4倍量柱体积的50%乙醇为金莲花总黄酮的洗脱剂。同时,对金莲花有效部位(中间体)进行了定性与定量研究,建立了金莲花有效部位的质量控制方法,定量结果表明,金莲花50%乙醇的富集有效部位浸膏中总黄酮含量达到了36.16%,相比提取物中总黄酮含量的14.56%,总黄酮含量有了较大的提高。体外抑菌试验。实验分别对金莲花醇提取优选工艺与水提取优选工艺的提取物及富集物,采用倍量稀释法进行了体外抑菌效果的比较,结果表明在醇提取工艺的出膏率与水提取工艺的出膏率相近,以及醇提取工艺的总黄酮含量明显优于水提取工艺的总黄酮含量的条件下,从抑菌效果来说,醇提取物的最低抑菌浓度(MIC)小于水提取物的MIC,而二者的最低杀菌浓度(MBC)相近;醇提富集物的MBC小于水提富集物的MBC,而二者的MIC相近,有较强的抗菌效果。醇提取、富集工艺的抗菌效果较优。本课题将遗传算法应用于金莲花的提取工艺研究,建立并验证了优化工艺,使统计学的理论研究与中药研究的实践相结合,为统计学更好地指导中药工艺研究开辟了一条新思路。同时,对我省金莲花的质量标准及其有效部位工艺的研究,为金莲花新药开发提供了科学的依据。