背景:姜炭系中药炭药中的一种,为姜科植物姜(Zingiber officinale Rosc.)的干燥根茎——干姜经过高温炮制后的产品,干姜在《伤寒杂病论》中应用广泛,具有温中散寒,回阳通脉,燥湿消痰的作用,用于脘腹冷痛,呕吐泄泻,肢冷脉微,痰饮喘咳等诸多疾患,经炮制后,姜炭药性变缓,守而不走,长于温经止血,固涩止泻,温中止痛。对于痛症,干姜与姜炭都有较好的效果,然而目前,对姜炭发挥作用的有效物质成分和作用机制仍不明确,本研究借助现代纳米技术研究方法,对姜炭的镇痛作用及其物质基础进行了全新的探索。目的:1.从姜炭中分离出姜炭纳米类成分,对姜炭有效成分加以筛选和鉴定。2.优化姜炭制备温度与时间。3.建立标准化的姜炭纳米类成分的表征流程。4.研究姜炭纳米类成分的细胞毒性,评价其镇痛作用,探究其镇痛机制。方法:1.通过透析将姜炭水煎液分为透析袋内外两部分,结合小鼠热板实验,筛选姜炭镇痛的有效部位;通过高效液相法(HPLC)对比干姜、姜炭及姜炭透析袋内外部分的指纹图谱,利用现代纳米技术对其有效部位进行鉴定。2.以不同温度、时间制备姜炭,通过高分辨电子显微镜(HR-TEM)、X-射线光电子能谱分析(XPS)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等一些列方法,对不同批次姜炭进行表征对比,结合小鼠热板实验,优化制备工艺。3.利用RAW264.7巨噬细胞CCK-8增殖实验,测定姜炭纳米类成分的细胞毒性,为其安全剂量提供参考。4.对优化条件下制备得到的姜炭纳米类成分设定高中低三个剂量,分别以小鼠热板实验和小鼠热浴甩尾实验,进一步考察其镇痛效果,并探究其合适运用计量。5.测定纳洛酮对姜炭纳米类成分镇痛作用的影响,检测姜炭纳米类成分对小鼠脑啡肽、β-内啡肽和5-羟色胺的影响,初步研究其镇痛机制。结果:1.通过小鼠热板实验筛选出姜炭镇痛的有效部位,透析袋内部分与阳性药吗啡组、姜炭水提液组皆有显著镇痛效果,而透析袋外部分镇痛效果不明显;HPLC图谱显示,透析袋内部分,没有小分子化合物的峰出现,姜炭水提液与透析袋外溶液峰值与峰面积相似;我们对透析袋内溶液进行表征鉴定,其为晶格间距0.23nm左右散在分布的斑点物质,即姜炭纳米类成分,也是起到镇痛作用的物质。2.利用马弗炉高温裂解法,制备出不同温度不同时间条件下的姜炭,通过各类光谱分析,结合炭药产率、提取率,并通过小鼠热板实验,测定其镇痛效果,从而优选出350℃、1h条件下的姜炭为最佳成品。对其加以详细表征,其粒径平均分布在1.5-5.5nm,晶格间距为0.23nm;在275nm左右具有最大紫外吸收;荧光光谱中最大激发波长为375nm,其所对应的最大发射波长为469nm;主要含有C、O、N元素,其表面主要官能团为羟基、羧基和氨基等。3.在最佳制备条件下得到的姜炭纳米类成分,安全剂量在3000μg/mL以下。4.在热板实验与甩尾实验中,高中低三个剂量皆有镇痛效果(P<0.01),且中低剂量时,其镇痛效果更明显。5.测定结果显示吗啡拮抗剂纳洛酮对姜炭纳米类成分镇痛作用有明显的拮抗效果(P<0.05),姜炭纳米类成分对小鼠脑啡肽、β-内啡肽和5-羟色胺等与疼痛密切相关的神经递质有明显的影响,初步确定其镇痛机制为中枢镇痛。结论:本实验首次从姜炭中分离出了姜炭纳米类成分,优化了姜炭制备工艺,选择350℃、1小时制备条件为姜炭的最佳炮制方法,并对该纳米类成分加以详细表征。在此基础上,通过实验得出此姜炭纳米类成分安全性高,具有镇痛效果,且探究了其镇痛作用机制为中枢镇痛。本次研究突破了目前对中药物质基础研究的方法和现有理念,首次发现了姜炭中的新成分,从全新的角度对此成分加以药效探究,从而为其他炭药的进一步研究提供了崭新的思路和方法。