《中华人民共和国药典》2015版(一部)显示,红芪和黄芪功效完全相同。在传统中医用药中黄芪和红芪不分,两者自古就通用。在历代本草文献中,黄芪项下的“赤水耆”、“赤色者”即为西北地区应用历史悠久的红芪。《中华人民共和国药典》1977、1995年版将红芪列为正品黄芪之一,1985、2005、2010、2015年版将二者分开,将红芪单列为一种中药,不与黄芪混用。为了探讨《中华人民共和国药典》将红芪和黄芪这两种功效相同药材由原来在一个品种项下,但最终列为两个品种的科学道理,本研究以两药材道地产区甘肃不同区县所产红芪和黄芪为研究对象,分别采集礼县、岷县、渭源、陇西、宕昌、武都地区的1年和2年生红芪各28批,以及与红芪在同一产地的1年和2年生黄芪各28批(即采集红芪样品时,采集当地的黄芪),对比研究二者主要活性成分皂苷、黄酮、多糖类含量差异以及两药材皂苷和黄酮类成分指纹图谱的区别(相似度),并分析每一种药材主要活性成分及指纹图谱随年限变化的规律,同时对比红芪和黄芪血中移行成分的异同。采用T检验、聚类分析及主成分分析对相关数据进行处理并对比分析,综合两药材体内外活性成分对比分析结果,探索具有同一功效的红芪和黄芪在体内外主要活性成分的差异,以及二者各自的优势。本研究主要实验结果如下:1红芪和黄芪黄酮、皂苷、多糖含量研究1.1黄芪甲苷含量对比实验结果:红芪中含有黄芪甲苷,其黄芪甲苷的含量为0.0555 μg/g;黄芪中黄芪甲苷的含量为37.9 μg/g,黄芪中黄芪甲苷的含量为红芪的682倍。红芪中黄芪甲苷含量甚微,进行含量测定没有意义。1.2总黄酮、总皂苷、总多糖含量测定实验结果:甘肃1-2年生红芪总黄酮、总皂苷含量均低于黄芪,2年生二者总黄酮含量无显著性差异,总皂苷含量有极显著性差异。1-2年生红芪中总黄酮、总皂苷含量均为武都>宕昌,1-2年生黄芪总黄酮、总皂苷含量均为宕昌>武都。两药材总皂苷、总黄酮含量均为1年生低于2年生,2年生药材质量更好。通常红芪、黄芪均采集2年生药材,所以从发挥皂苷作用分析,黄芪比红芪更具有优势。甘肃1年生红芪总多糖含量高于黄芪,而2年生红芪总多糖含量低于黄芪。1年和2年生红芪均以宕昌产较优;1年生黄芪以陇西、岷县较优,2年生以武都较优。红芪总多糖含量为1年生高于2年生。黄芪总多糖含量为1年生低于2年生。从总多糖含量分析,1年生红芪药材含量最高,相对于2年生红芪和1年、2年黄芪来说,红芪更具有优势,在选择发挥多糖药效时,应采用1年生红芪药材。1.3 4种异黄酮类成分含量测定实验结果:甘肃1-2年生红芪芒柄花素的含量均高于黄芪,毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、毛蕊异黄酮及4种异黄酮含量总和均低于黄芪。1-2年生红芪以武都最优,黄芪以宕昌最优。红芪和黄芪4种异黄酮类成分含量总和均为1年略高于2年。从4种主要异黄酮类成分含量分析,红芪中芒柄花素含量是黄芪的3.9-6.2倍(1-2年数据),所以要侧重发挥芒柄花素的药理活性,采用红芪更具有优势;黄芪在毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、毛蕊异黄酮含量及4种异黄酮含量总和上比红芪高,特别是黄芪中毛蕊异黄酮苷含量是红芪的35.8-64.8倍(1-2年数据),所以要侧重发挥毛蕊异黄酮苷的药理活性,采用黄芪更具有优势。1.4统计分析运用R3.3.2软件,采用聚类分析、主成分分析方法,对甘肃红芪和黄芪的总黄酮、总皂苷、总多糖、毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、毛蕊异黄酮、芒柄花素含量及4种异黄酮含量总和进行综合分析,结果表明二者均存在显著性差异。聚类分析表明,红芪和黄芪聚成两大类,完全分开。说明红芪、黄芪两种药材品质不同。主成分分析表明,黄芪比红芪更具有优势,总体上红芪、黄芪均体现为2年生优于1年生样品,并且体现出在甘肃5县1市区武都产红芪质量优良,宕昌县黄芪质量优良。综合含量统计分析结果,红芪与黄芪完全分开,黄芪在主要有效成分含量上相对于红芪来说,总体上具有优势。2红芪和黄芪指纹图谱研究2.1以观察黄酮类成分为主的指纹图谱甘肃红芪1年生、2年生药材黄酮类成分指纹图谱均有19个共有峰,甘肃黄芪1年生、2年生黄酮类成分指纹图谱均有14个共有峰。1年生红芪和黄芪黄酮类成分色谱峰共同匹配,其指纹图谱共有峰为9个;2年生红芪和黄芪黄酮类成分色谱峰共同匹配后,指纹图谱共有峰为8个;其中,已知共有峰均为毛蕊异黄酮苷、毛蕊异黄酮、芒柄花苷、芒柄花素。说明甘肃红芪和黄芪药材从1年到2年,随着生长年限的增加,二者共有黄酮类成分数目减少,但4个主要黄酮类成分不变,二者既有相同点又有不同点。1年生红芪和黄芪与对照图谱平均相似度分别为68%、92.4%;2年生红芪和黄芪与对照图谱平均相似度分别为77.4%、79.1%。1年生红芪与黄芪相似度为53.4%,2年生红芪与黄芪相似度为49%。说明甘肃不同产地黄芪药材差异较小,相对而言,红芪差异较大。从1年到2年,随着生长年限增加,红芪相似度增加,黄芪的相似度降低。二者黄酮类指纹图谱相似度说明,红芪和黄芪在该色谱条件下有一定相同的物质基础,这可能是功效相同的一个体现,但同时也说明二者应该为两个品种,因为相似度仅在50%左右。2.2以观察皂苷类成分为主的指纹图谱甘肃红芪1年生、2年生药材皂苷类成分指纹图谱共有峰分别为8个和7个,甘肃黄芪1年生、2年生皂苷类成分指纹图谱共有峰分别为25个和17个。1年生红芪和黄芪皂苷类成分色谱峰共同匹配后,其指纹图谱共有峰为4个;2年生红芪和黄芪皂苷类成分色谱峰共同匹配后,指纹图谱共有峰为4个;1年生两药材共有的4个色谱峰和2年生两药材共有的4个色谱峰相同且为已知成分,分别为毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、异黄芪皂苷Ⅱ、黄芪皂苷Ⅰ。说明甘肃红芪和黄芪药材从1年到2年,随着生长年限的增加,二者共有的成分种类和数目不变,二者既有相同点又有不同点。1年生红芪和黄芪与对照图谱平均相似度分别为15.7%、70%;2年生红芪和黄芪与对照图谱平均相似度分别为15.4%、60%。1年生红芪与黄芪相似度为3.2%,2年生红芪与黄芪相似度为2.3%。说明甘肃不同产地黄芪药材相对于红芪而言差异较小。并且从1年到2年,随着生长年限增加,红芪和黄芪相似度降低。二者皂苷类指纹图谱相似度说明,红芪和黄芪在该色谱条件下,相同的物质基础很少,进一步说明二者应该为两个品种,因为相似度在3%左右。3红芪和黄芪血中移行成分研究红芪在血中移行成分最多时有8个成分,黄芪在血中移行成分最多时有13个成分,二者差别较大。红芪和黄芪血中相同的移行成分为4种异黄酮,还有其它5种成分在有的时间点共有。从血中的移行成分分析,二者有一定的共有成分,但大多数成分不同。血中移行成分相同可能是二者功效相同的一方面原因,血中不同移行成分可能导致二者功效差异。给药剂量相同的条件下,黄芪可能有一定的优势。这一结论为《中华人民共和国药典》将红芪和黄芪分别列为两个品种提供了一定的科学依据。4结论本文从红芪和黄芪药效物质基础入手,对比了两种药材在黄芪甲苷、3大类成分、4种主要异黄酮活性成分、2个色谱条件的指纹图谱、血中移行成分的异同,并采用聚类分析和主成分分析综合药材各成分含量指标,发现二者均存在显著性差异。研究表明:红芪中黄芪甲苷的含量仅为黄芪的1/682,在黄芪甲苷所发挥的药效方面二者将产生不同效果。聚类分析显示,红芪、黄芪完全聚成两类,说明它们品质不同。统计学综合评价显示两种药材的3大类成分含量、4种异黄酮成分含量有显著性差异,黄芪相对于红芪来说,总体上质量有一定优势,但红芪在某些药效物质基础方面(芒柄花素、总多糖)更具优势。2年生红芪、黄芪药材质量均优于1年生药材。在甘肃5县1市内武都产红芪质量优良,宕昌产黄芪质量优良。红芪、黄芪可能具有一定类似活性,但可能更多的活性不同,给药剂量相同的条件下,黄芪可能有一定的优势。在2套色谱条件下,红芪和黄芪尽管有一定的共有峰,但二者的相似度很低。红芪和黄芪在血中有一定的共有成分,但大多数移行成分不同。以上研究结果提示,红芪不适宜代替黄芪使用,二者有各自的优势,根据活性成分发挥的药理作用不同,可侧重选择使用红芪和黄芪。本研究为《中华人民共和国药典》将红芪和黄芪分别列为两个品种提供了一定的科学依据。