全 文 ：中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第8期2006年8月·1121·
·专论·
中药指纹图谱与灵芝质量标准研究方法
周选围1，林娟2，孙小芬2，唐克轩1
(1．上海交通大学农业与生物学院植物生物技术研发中心，复旦一交大一诺丁汉植物生物技术研发中心，上海 200030；
2．复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室，上海200433)
摘要：中药指纹图谱是中药现代化关键问题之一。根据国内外中草药指纹图谱研究进展，概述了指纹图谱建立中
各项技术及应用，讨论了建立灵芝指纹图谱的一般策略和方法，指出建立指纹图谱过程中应该注意的问题，阐明了
各项技术在灵芝指纹图谱的研究中的应用现状，并对前景进行了分析。分析了建立灵芝指纹图谱的基本思路，为其
建立质量控制标准奠定了基础。
关键词：中药；指纹图谱；灵芝；质量标准
中图分类号：R282．5 文献标识码：A 文章编号：0253—2670(2006)08—1121—05
FingerprintofChinesemateriamedicaandresearchmethods
ofqualitys andardforGanodermaspp．
ZHOUXuan—weil，LINJuan2，SUNXiao—fen2，TANGKe—xuanl
(1．PlantBiotechnologyResearchCenter，SchoolofAgricultureandBiology，FUndan—SJTU-NottinghamPlant
BiotechnologyR&DCenter，ShanghaiJiaoTongUnivesity，Shanghai200030，China；2．StateKey
LaboratoryofGeneticEngineering，SchoolofLifeSciences，FudanUniversity，Shanghai200433，China)
Keywords：Chinesemat riam dica；fingerprint；Ganodermaspp．；qualitystand rd
灵芝是我国传统的药用真菌，古代为青芝、赤
芝、白芝、黄芝、黑芝和紫芝的总称[1]，现代的灵芝实
际上是灵芝家族的总称。我国的灵芝科真菌资源十
分丰富，现有4属98种，但目前只有18种被人们开
发利用[21；《中国药典>>2000年版中首次承认灵芝的
药用价值，作为我国法定中药材的是多孑L菌科真菌
赤芝Ganodermalucidum(Leyss．exFr．)Karst．
或紫芝G．sinenseZhao，XuetZhang的干燥子实
体。卫生部2001年发布的“可用于保健食品的真菌
菌种名单”中，有3种灵芝科真菌：灵芝、紫芝和松杉
灵芝G．tsugaeMurrill。在实际被开发利用的灵芝
种类中，有些(如赤芝G．1ucidum等)已被人工栽
培，作为制药或保健食品生产原材料出口国外或用
于国内市场；有些种类(如薄盖灵芝G．capense
(LloydTeng等)已被用于液体深层培养，获得菌丝
体及其代谢产物生产保健食品、药品。中药指纹图谱
是中药现代化关键问题之一，它不仅是一种中药质
量控制模式和技术，更是一种进行中药理论研究和
新药开发的模式和方法，目前已成为国际公认的控
制中药或天然药物质量的最有效的手段。
1 中药指纹图谱技术
中药指纹图谱是指中药材经适当处理后，采用
一定的分析手段和仪器测得的、能够标识该中药材
及其制剂中的各种组分群体特性的共有峰的图谱，
是借用DNA指纹图谱发展而来的概念。中药指纹
图谱从不同的角度会有不同的称谓，如化学指纹图
谱和生物指纹图谱；光谱指纹图谱和色谱指纹图谱
等。从现代生物技术的观点分析，它应包括中药
DNA指纹图谱、蛋白质指纹图谱和化学指纹图谱。
1．1 DNA指纹图谱(DNAfingerprinting)：主要依
靠分子标记来构建不同品种的指纹图谱，利用聚合
酶链反应(PCR)技术从不同生物样品人工合成
DNA片段，而这种DNA片段的大小、数目因不同
的生物而异，在过去的十多年里，在DNA水平上被
公认对中药进行鉴别的比较标准和可靠的方法主要
有随机扩增多态性DNA(RAPD)技术、限制性核酸
收稿日期：2006—01—16
‘
基金项目：上海市科学技术委员会标准专项资助(05DZ05007)
作者简介：周选围(1962一)，男，陕西省咸阳市人，教授，硕导，主要从事真菌资源开发利用研究。公开发表论文70余篇，主编出版专著2
部，参编教材专著6部。Tel：(021)65642772Fax：(021)65643552E—mail：xuanweizhou@163．tom
xuanweizhou@sjtu．edu．cn
万方数据
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片段多态性(RFLP)技术、简单序列重复(SSR)技
术、扩增片段长度多态性(AFLP)技术；另外还包括
一些新兴的技术，如序列特征扩增区(sequence
characterizedamplifiedregions，SCAR)技术、内部
简单序列重复(ISSR)技术、单核苷酸多态性(SNP)
技术、相关序列扩增多态性(SRAP)技术和端粒重
复扩增(TRAP)技术等[3]。目前已有一些应用DNA
分子遗传标记技术鉴别植物中药的研究报道，涉及
的药材20余种，也涉及其他一些技术，研究的药用
植物包括人参、淫羊藿、苍术、甘草、东当归、柴胡、大
麻、蒲公英等，对其进行基源鉴定、植物亲缘关系及
品质评价的研究。这些技术被大量的研究结果证明，
可以更有效地鉴别中药的品种，尤其适合于同属不
同种类或同种不同变种、变型品系的鉴别[4~6]。
1．2蛋白质指纹图谱(proteinfingerprinting)：包
括蛋白质电泳(同工酶)技术：等电聚焦电泳法
(IEF)、SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS—PAGE)、酸
性一PAGE(A—PAGE)、不连续醋酸尿素聚丙烯酰胺
电泳(NAU—PAGE)等方法；基质辅助激光解析电离
飞行时间质谱(MALDI—TOF—MS)，肽质量指纹谱
技术(peptidemassfingerprinting，PMF)等[7]。中药
蛋白质指纹图谱的研究刚刚起步，国内外仅见利用
电泳技术对为数不多的中药进行了初步的研究，如
国内报道的对苦杏仁、山桃仁、桃仁、樱桃仁、郁李仁
5种李属中药的蛋白质电泳研究；利用蛋白质与过
氧化物酶(PoD)同工酶的聚丙烯酰胺凝胶电泳指
纹图谱分析鉴别北沙参农家品种；对百合科3种中
药的电泳指纹图谱分析；对自首乌蛋白质及同功酶
电泳的实验研究等。另对一些有应用前景的蛋白质，
如麻疯树毒蛋白哺]、蓖麻毒蛋白[9]、天麻抗真菌蛋白
等的生物技术研究，也对其他中药蛋白质指纹图谱
的研究提供了可以借鉴的思路和方法。
1．3化学指纹图谱(chemicalf ngerprinting)：按所
采用的实验方法主要分为两类：色谱指纹图谱和光
(波)谱指纹图谱。色谱指纹图谱主要包括：薄层色谱
(TLC)、高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)和
高效毛细管电泳(HPCE)；光(波)谱指纹图谱主要
包括：紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、核磁共振
(NMR)、质谱(MS)；此外还有采用连用分析技术
(如HPLC—MS、GC—MS等)及X射线衍射法获得化
学指纹图谱。光谱和波谱指纹图谱由于灵敏度和选
择性的限制，所以不能表达中药这样混合体系中各
种不同化学成分浓度分布的整体状况，与此相对应，
色谱指纹图谱为首选方法，并为SDA(StateDrug
Adminisgtration)所推荐。化学指纹图谱技术已广泛
应用于各种中药的质量控制之中，在已经确认该品
种安全有效的前提下，凭借实用的指纹图谱既可确
认产品的真伪，同时又能判断质量的稳定与否[10|。
2灵芝质量标准研究方法
对于灵芝生药质量的检测，传统的鉴定方法主
要是依靠形态学鉴定，进行形、色、气、味、质地等外
观性状检测，该方法简便、直接，缺点是主观性强，其
准确性完全取决于检验者的经验判断，且难以鉴定
加工炮制后的碎片或粉末药材。目前则是从生物分
类学(基原鉴定)、组织学(显微鉴定)、化学(理化鉴
定)角度建立了相对比较客观的检测标准；同时，随
着科学技术的发展，细胞学、酶学(同工酶分析)、生
物化学(蛋白质分析及效价评价)[11|、血清学(免疫
测定 [121等生物技术亦逐渐应用灵芝鉴定中来。分
子生物学研究发现，中药(不含矿物类)所依赖的生
物资源——“物种”的多样性是由于其基因多态性的
结果，而基因多态性可在分子水平上检测，它比形
态、组织和化学水平的检测更能代表中药变异的遗
传标记(geneticmarker)。DNA分子标记技术，也称
DNA分子诊断技术，是指直接分析遗传物质的多态
性来诊断生物内在基因排布规律及其外在性状表现
规律的技术。
2．1质量标准的建立是一个系统工程：我国地域辽
阔，地理和气候条件复杂，灵芝种类繁多，长期以来，
同一灵芝药材多基源情况较为普遍，使灵芝的品种
十分复杂，呈现出“同一品种不同名称，同一名称不
同品种”的混乱局面，所以建立可靠统一的标准化管
理体系是建立灵芝(包括其他药用真菌)质量标准的
前提和基础。另外，从目前市场开发的灵芝产品的情
况来看，有灵芝整个子实体、也有切片(饮片)、灵芝
粉(颗粒)、灵芝提取物；从发育时期来看，有菌丝体、
子实体、孢子粉(破壁与未破壁)及其提取物等。因此
就某一种灵芝来说，指纹图谱的建立并利用其进行
质量控制，必须解决的问题很多，如有效成分的量、
色谱指纹图谱、DNA指纹图谱、规范化栽培(good
agriculturalpractice，GAP)、贮藏(goodsupply／
storagepractice，GSP)和加工(goodmanufacturing
practice，GMP)；另外还有菌龄、产地、季节、加工方
法、重金属量等。所以质量标准的建立是一个多学科
相互融合、多技术综合运用、多部门(生产、科研、管
理)分工协作的一个复杂的过程。
目前对灵芝的研究，一方面有些相对重要领域
(如资源、蛋白等领域)因各种原因无人涉足，而另一
万方数据
中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第8期2006年8月·1123·
方面，重复投资、重复研究项目(多以孢子粉破壁、多
糖和三萜为主要指标开发产品)的情况仍然存在。科
研院所之间尚未形成协调分工、联合攻关和资源共
享的局面，科研院所和传统中医药制造产业还没有
建立有效的协同机制，科研经费投入不足和以灵芝
新品种为主的新药品种匮乏成为中国灵芝产业发展
的症结。
2．2灵芝指纹图谱的建立方法：灵芝指纹图谱构建
大致可分为原材料的准备、实验数据的获得、数据分
析与评价、指纹图谱的方法检验、图谱的执行等5个
基本步骤。原料药、生产工艺的规范化是研究色谱指
纹图谱的前提，样本的代表性、色谱条件的优化是其
专属、可靠、稳定的基本保障。
2．2．1建立灵芝质量标准的一般策略：灵芝及其制
剂的原料主要来源于菌丝体、子实体和孢子粉这3
种不同发育时期的灵芝材料。这些原料和菌种、培养
条件或菌丝体与发酵产物等混合物(菌质)有很大关
系。有效部位与子实体栽培条件或菌丝体发酵条件
有密切关系。因此，在借用植物药材研究经验的基础
上，还必须考虑到灵芝的特殊性。
(1)原材料的准备：固定品种、药和部位(菌丝
体、子实体或孢子粉)、产地、采收期和加工方法的
10批以上药材，以及足够数量的及处方组成和用量
固定、生产工艺稳定的中间体或成品。只有保证样品
的代表性，才能保证建立的指纹图谱的可靠性。为避
免走弯路，应先对现有研究的数据进行分析和整理、
收集不同产地或不同品系的菌株、选择分析仪器并
准备实验计划。
(2)分析方法的建立：筛选并建立分析方法(包
括样品、样品的制备或分离、仪器的操作)，验证方法
的准确度和精确度，建立质量控制体系，建立分析测
试方法的档案，提供给国家认定的质量评价单位或
实验室。
(3)实验信息的评价：挑选可应用的技术，建立
菌丝体、子实体和孢子粉等不同材料分析的方法，初
步界定指纹图谱。
(4)标准图谱的确定：对当前完成的指纹图谱草
案进行验收测试，用测试规范对已经确认的实验材
料进行试验，对试验结果进行周期性的评价，适当时
候转变成可接受的指纹图谱。
(5)指纹图谱的执行；选择指纹图谱的尺度，制
定操作规范并颁布执行。
2．2．2建立灵芝质量标准的方法学：灵芝具有多种
营养成分并具有多种生理活性和药理作用，因此有
“功能食品资源”的美誉，所以在世界范围内迅速兴
起灵芝的开发热潮。利用灵芝进行保健食品和药品
开发主要有3个方面：①以子实体为原料，提取有效
成分，制成各种功能性食品或药品；②以深层培养液
为原料，生产保健饮品，或提取药用成分生产药品；
③以孢子粉为原料，开发系列功能性食品或药
品[13。。尽管从开发的层次来讲利用了灵芝生长发育
的各个时期一菌丝体、子实体和孢子等，但涉及的灵
芝种类仅2～3种，仅占目前研究可开发灵芝的
1／4～1／5，占我国灵芝资源的2％～3％。
就灵芝而言化学指纹图谱目前国内外研究较
多，涉及到各类研究手段，但目前公认的还是使用色
谱方法，且在这方面也有较为深入的研究口4J引，这
里也就不再赘述。而就DNA指纹图谱的研究目前
在国内处于起步阶段，而如何建立有效的指纹图谱
各家说法不一，但总的基本思路如图1所示。
成分鉴定
农残留检测 一曰一臣巫
DNA抽捉
样品的选择l L——叫同的基因的选
DNA扩增
指纹图谱
图1灵芝DNA指纹图谱的建立策略
Fig．1FormationstrategyofDNAfingerprint
ofGanodermaspp．
指纹图谱的用途主要有2个，一是鉴别真伪，二
是分析优劣，优劣即疗效。DNA指纹图谱所依赖的
技术称为DNA分子标记技术，是指通过直接分析
遗传物质(DNA)的多态性来诊断生物内在基因排
布规律及外在性状表现的技术。此类技术大致分为
3类：①以电泳技术和分子杂交技术为核心的
RFLP等技术；②以电泳技术和PCR技术为核心的
RAPD／SSR／AP—PCR等DNA指纹和DNA测序技
术；③前两类技术结合的AFLP、SCAR、DALP、
RFLPCPCR、RAPD—PCR及最新开发的基因芯片
诊断技术。单从常用分子标记技术的技术要点来看，
SSR和AFLP在物种的多态性程度和技术的重现
性方面，无论是在种内还是在种间其多态性程度都
亲
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比较高，且又有较好的重现性。当然各种分子标记方
法是互补的，任何一种标记技术不可能全面分析所
有药材，选择方法应视研究对象的实际需要和可能，
以及按照不同标记技术的特点和优势而定，目前存
在一些误解，以为指纹图谱使用的技术越先进就越
好，这种看法是片面的。当然在具体选用技术时，该
技术的普及程度和样品分析的成本也是必须考虑的
一个因素。
2．3 灵芝研究中指纹图谱技术的应用：中药指纹图
谱应用的主要目的之一就是作为中药质量控制的一
种模式，其一是灵芝药材本身指纹图谱的制定，其二
是利用灵芝加工成的产品的指纹图谱的制定。就灵
芝及其产品的质量控制而言，目前大多数是针对灵
芝的有效成分而采用的化学指纹图谱的方法，如针
对灵芝中存在的尿嘧啶、腺嘌呤、腺苷进行的薄层色
谱鉴别，或采用紫外分光光度法测定灵芝胶囊中的
总核苷[163；针对灵芝(及其产品)中的多糖，采用可
见一紫外分光光度法测定其多糖量[171；也有对灵芝
子实体中醇溶酸性组分进行比色定量的研究，并认
为可以此作为控制灵芝产品质量的标准[1胡；也有利
用RP—HPLC技术建立了灵芝中所含三萜类组分的
高效液相指纹图谱，用于灵芝及其制剂的质量控
制C19,203。在DNA指纹图谱的研究中，目前国内主要
利用的是RAPD技术，如唐传红等[2门利用RAPD
和酯酶同工酶技术对来自国内外的10个灵芝属代
表菌株进行了遗传多样性分析；罗联忠等[221从247
个随机引物中筛选出具有较高多态性扩增检测能力
的引物9条，对23株灵芝菌种进行RAPD分析，从
DNA水平上探讨不同产地的灵芝菌种的差异等。另
外，也有利用AFLP技术、胶束电动毛细管色谱
(micellare ectrokineticchromatography，MEKC)
针对灵芝种间和种内变异进行研究的一些报
道E23,24]，虽然其研究目的并非是针对建立灵芝的指
纹图谱而进行的，但说明在灵芝指纹图谱的建立中
这些技术是切实可行的，并在该领域有着一定程度
上的技术上的先进性。
3 灵芝指纹图谱的研究前景与问题
自从提倡利用指纹图谱对中药产品进行质量评
价以来，国内外许多学者都致力于中药指纹图谱的
方法学研究。随着中药材化学成分的分离、分析研究
的多模式、多柱、多元检测技术基础与平台的建立，
药效组分的分析研究及其药效组分的指纹图谱的建
立，以及多水平评价的方法学的建立和发展，中药化
学指纹图谱已趋于成熟并得到了较为广泛的应用，
并基本形成了利用指纹图谱控制中药材及其产品质
量的基本思路：将药材或制剂的特征指纹图谱转化
为在特定条件下的特征数据组，再按照药材一质量
标准一特征图谱制作条件一特征图谱数据组逐级划
分目录的方式存人数据库，而后将待测样品在相同
条件下的特征数据组输入计算机进行检索并进行相
关检验，就可提供一个对中药材进行快速、准确鉴定
及质量评价的客观标准。中药化学指纹图谱研究的
基本思路给灵芝指纹图谱的建立在研究策略上提供
了有益的参考和在技术上的借鉴。
灵芝在我国的研究和应用有着悠久的历史，已
积累了丰富的研究经验，随着进一步对灵芝基因组
学、有效化学成分和药理作用的深入研究，阐明基因
组与大分子物质、小分子物质和药理活性之间的关
系，建立包括DNA、蛋白和化学指纹图谱在内的灵
芝多维指纹图谱将会成为可能，并用于规范现有的
灵芝产品的生产和指导开发灵芝新产品。但也不容
忽视灵芝指纹图谱的建立还面临许多问题：①材料
来源。灵芝属于广布种，收集代表产地的大量样本作
为研究对象是必须条件之一，然而灵芝在全国各地
均有分布，这就给“代表产地”的确定带来了困难，而
指纹图谱研究首先需要解决这个源头问题。②新技
术的应用。在灵芝研究中新技术的应用还不够前沿，
如灵芝的有效成分是一个复杂的体系，在化学指纹
图谱研究中，需要解决分离与检测两大问题，而采用
单一分离模式勉为其难，采用传统的检测手段或单
一联用技术也易丢失大量信息；在生物指纹图谱研
究中，新兴的基因组学指纹图谱及中药蛋白组学指
纹图谱在灵芝研究中并未涉足。③规范化程度。从
灵芝的制种、栽培(或发酵)到有效成分的提取分离、
分析检测，全过程的标准化、规范化程度不够，影响
实验室之间的重现性，难以推广。④分析处理手段。
尽管从理论上讲，存在众多的数据分析处理方法，但
就目前的状况来看，还是缺少对大量信息的统计分
析处理，指纹图谱的特征性不够明确、具体。
4结语
近年来，中药指纹图谱的研究取得了极大的进
展，而在灵芝研究和生产方面的应用仍处于初始阶
段，尽管灵芝产品不论是在药品还是在保健食品上
都得到了一定程度的开发和利用，但总的来讲科技
含量较低，大多是原始材料的简单加工，有些产品如
灵芝孢子粉、孢子油等缺乏统一的国家标准，出现许
多“作坊式”的生产厂家，给相关管理部门带来了一
定的困难，严重影响了整个灵芝产业的声誉。迄今为
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止，在国内外，灵芝(包括其他真菌类中药材)的生物
技术及其质量标准的研究还处于相对薄弱的环节，
因此熟悉中药质量标准研究的基本策略和相关技
术，加快对灵芝生物技术及质量标准的研究，是这一
我国传统药用真菌产业化、国际化的必由之路。在灵
芝指纹图谱的建立中如果能结合分子生物学手段，
采用多种分析仪器联用获得的多维指纹图谱，并和
药物疗效相结合，则既能反映基因的信息、化学信
息，又能反映药效信息，进而阐明基因、化学成分和
疗效的相关性，从而建立一个高水平的质量标准。
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万方数据
中药指纹图谱与灵芝质量标准研究方法
作者： 周选围， 林娟， 孙小芬， 唐克轩， ZHOU Xuan-wei， LIN Juan， SUN Xiao-fen，
TANG Ke-xuan
作者单位： 周选围,唐克轩,ZHOU Xuan-wei,TANG Ke-xuan(上海交通大学农业与生物学院,植物生物技术
研发中心,复旦-交大-诺丁汉植物生物技术研发中心,上海,200030)， 林娟,孙小芬,LIN
Juan,SUN Xiao-fen(复旦大学生命科学学院,遗传工程国家重点实验室,上海,200433)
刊名： 中草药
英文刊名： CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年，卷(期)： 2006,37(8)
被引用次数： 2次
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引证文献(2条)
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