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胶类中药是一类由动物皮、骨、甲或角等原料经水煎煮、熬制而成的传统中药,距今已有几千年的历史,包括阿胶(colla corii asini)、龟甲胶(colla carapacis et plastritestudinis)、鹿角胶(colla cornus cervi)等。这类中药十分名贵,具有良好的补血养血、增强体质的功效,在中药市场上占据着重要的位置,深受消费者的青睐。
据中国药典记载,阿胶本品应该由马科动物驴的干燥皮或鲜皮经煎煮、浓缩制得,龟甲胶本品应该由龟科动物乌龟的背甲或腹甲经煎煮、浓缩制得,鹿角胶本品则应该由鹿角经水煎煮、浓缩制得。然而,随着制胶原料供应的紧缺和价格的不断上涨,胶类中药市场上逐渐充斥了一些完全或部分掺入其他动物杂皮如猪皮、牛皮、马皮,甚至病死动物之皮,皮革生产的边角料,废旧的杂皮、烂皮、动物碎骨等熬制而成的假冒伪劣胶类中药产品,严重扰乱了市场秩序。服用这些伪品不止没有任何疗效,还对身体危害极大。在中药现代化产业不断向前推进的今天,这些假冒伪劣产品无疑严重阻碍了胶类中药的健康发展。
传统鉴别胶类中药真伪的方法主要依赖感观识别,受主观因素影响较大,误判率高,无法准确有效的区分正品胶和伪品胶,不能满足实际鉴定需要。而一些基于光谱学分析的检测手段则需要针对不同深加工程度、不同生产批次的样品对检测参数进行调整来确保结果的可靠性,十分繁琐,难以推广。目前,国内外还没有一种大家公认的能够有效鉴别胶类中药真伪的方法。
二十世纪九十年代初期,DNA分子标记技术被引入中药鉴定领域,因其高效、便捷、灵敏度高、特异性好而发展非常迅猛。在胶类中药的鉴定问题上,这种技术也有其潜在的应用价值。然而,由于胶类中药是一种深加工产品,在生产过程中,原料要经过长时间高温高压的处理,DNA破坏十分严重,与此同时,成品中还富含胶原蛋白、色素等杂质,因此,这类物质的DNA分子鉴定方法的建立尤其困难。
本课题就是在上述背景下展开,首先,针对胶类中药蛋白含量极高而DNA含量极少并且片段极短的特点,在比较和排除了常规DNA提取方法包括酚/氯仿、乙醇沉淀法,食品DNA抽提试剂盒法(Wizard Magnetic DNA Purification System for Food,PROMEGA)之后,对可以吸附极短核苷酸片段的QIAquick spin column硅膜吸附柱系统(QIAGEN)进行改进,包括增加预处理步骤,优化操作参数等,成功提取出各种胶类中药中的DNA,且该DNA提取物能够满足后续分子生物学检测的需要。
其次,针对胶类中药DNA高度降解、残留量少的特点,本研究没有采用常用的拷贝数相对较高的核糖体RNA基因和细胞器DNA,而采用拷贝数更高并且特异性良好的真核生物基因组高度重复的短分散重复序列(SINE),包括马科动物ERE-1、猪科动物PRE-1、隐颈亚目动物Tortoise Pol III/SINE,以及马染色体着丝粒上特异性卫星序列以及牛特异性卫星序列1.711B bovine repeat设计引物构建PCR鉴定方法,分别完成了胶类中药中马科动物源性成分、猪科动物源性成分、龟源性成分、马种源性成分以及牛源性成分特异性检测。并首次实现了阿胶、马皮胶的区别鉴定。通过PCR检测不同比例混合胶样的半定量分析,还分别确定了这些胶类中药检测方法的检测限,分别是马科动物源性成分0.1%,猪科动物源性成分0.1%,乌龟源性成分0.1%,马种源性成分1%,牛源性成分0.1%。上述PCR鉴定方法便捷可靠,灵敏度高,重复性好,具有实际应用价值。
第三,由于PCR鉴定方法容易受到污染的影响,在上述方法初步构建之后,我们对整个胶类中药的检测流程进行污染控制分析和改进,包括对各个操作进行隔离,对检测所用器皿利用盐酸及高温高压处理等,使得方法在一个比较普通的实验环境下能够无污染的进行,为其将来的实际应用扫清了障碍。
最终,本文建立了一种高效、方便、特异性好、灵敏度高的胶类中药的DNA分子鉴定方法,能够用于识别阿胶、龟甲胶以及掺杂的猪皮胶、马皮胶、牛皮胶等伪品。在此基础上,成功地将该法应用于14种市售阿胶商品,4种龟甲胶商品以及4种鹿角胶商品的真伪鉴别。
该基于SINE的中药DNA分子鉴定手段以及深度加工型胶类中药的DNA提取方法在国内外均未见报道。它为中药的分子鉴定提供了新的思路,能够有力支持中药市场上的防伪打假工作,促进我国整个中药现代化产业的健康协调发展。