一、中藥品質的綜合評價［1～7、9～11］
由于種種原因，我國目前的中藥品質标準不完善，市場上出現了中藥的代用品甚至僞品，嚴重危害人們的用藥安全。要想控制僞劣藥材的蔓延，必須加強對中藥品質的研究，制訂出更完善、更準确且更有權威性的評價中藥品質的方法，這已成為人們的共識。
目前中藥的品質标準還不完善，主要表現在：中藥鑒定基本上仍按性狀鑒别、顯微鑒别等正常工作進行，僅從表觀上差別藥材品種的差異。品質評價則以中藥内個别有效成分的含量為名額，這樣常常會引起争議，因為中醫理論十分強調中藥的整體效應，重視諸化學成分在藥效上的協同作用。
既然中藥内的個别有效成分并不能反映中藥内諸成分的協同作用，那麼能否把一味中藥看成一個整體，借近代測試技術，對這個整體進行化學量測，找出反映其品質差異的資訊，依此來評價中藥品質呢?針對這一問題，我們近年來作了深入探讨，通過色譜法、光譜法獲得了反映中藥品種差異及品質優劣的化學資訊，用計算機評價中藥品質。實踐證明，這種方法是行之有效的。
如果将一味中藥看成一個整體，那麼，化學測量獲得的資訊就是這個整體的特征。整體與特征的關系如何?特征與特征的關系如何?如何用特征來反映整體?這些都是有待解決的問題，我們的研究正是圍繞着這些問題而展開的。
我們選擇的研究對象是中藥黃芩。黃芩用藥曆史悠久，在《神農本草經》上列為中品，曆代本草、植物志均有收載。但目前各地使用的除藥典規定的正品黃芩
Scutellaria baicalensis Georgi外，還有多種代用品和僞品，各地對代用品的規定也不一緻，造成用藥市場混亂。是以，有必要對黃芩品質進行深入研究。
1． 黃芩與非正品黃芩的分類
(1)黃芩薄層色譜資料的聚類分析［1］：我們對不同品種的黃芩樣品進行薄層色譜分析。薄層色譜定性地反映了不同樣品所含化學成分的差異，而化學成分的差異正是導緻黃芩品質差異的主因。我們根據某一Rf值時斑點的有無，将薄層色譜解析成計算機能夠接受的用0和1表示的數量化矩陣，用聚類分析的方法進行處理，根據樣品間相似性的大小進行分類。結果正品黃芩歸為一類，非正品黃芩歸為不同的類。聚類分析結果還反映了正品黃芩與4種非正品黃芩在所含化學成分上差異的大小。
(2)黃芩紫外光譜資料的主要成分分析［2］：黃芩内部所含化學成分極為複雜，不同品種的黃芩樣品在化學成分的種類和含量上必有差異，這種差異在樣品的紫外光譜上必有所反映。我們把反映樣品間差異的紫外光譜特征解析成計算機能夠接受的數量化矩陣。用主成分分析将m維特征空間壓縮成二維平面，發現正品黃芩與非正品黃芩分布在不同的區域内。從樣品點間的距離可以看出，甘肅黃芩、粘毛黃芩與正品黃芩的差異較小，滇黃芩、麗江黃芩與正品黃芩的差異較大。
2. 黃芩化學成分間的關系研究
(1)總黃酮與鈣鎂總量的相關性分析［3］：中藥是一個多元的複雜體系，其化學成分極為複雜，包括有機成分和無機成分。目前尚不清楚中藥内某些成分之間有何關聯。我們研究了黃芩中總黃酮與鈣鎂總量間的定量關系，發現二者線性相關。表明元素鈣鎂與黃芩的品質有密切的聯系。
(2)氮磷鉀含量與其品質關系的灰色關聯度分析［4］：氮磷鉀是藥用植物生長必需的營養成分，藥用植物在生長過程中需攝取氮磷鉀等養分，以滿足自身生長發育的需要。少量氮磷鉀養分最終會積累在植物體内。另一方面，藥用植物在生長過程中，根據自身的遺傳特性和生長代謝規律，在植物體内産生并積累了特定的有機活性成分(即有效成分)，這是植物藥發揮藥效的物質基礎。植物藥内積累的氮磷鉀養分與其有效成分之間是否有關聯?這一問題未見研究報道。我們采用灰色系統理論中的關聯度分析方法，研究了黃芩中積累的氮磷鉀養分與總黃酮含量之間的關系，結果表明，它們之間有關聯，其關聯序為氮＞鉀＞磷。表明氮磷鉀是影響黃芩品質的一個因素。過去人們在對中藥成分進行分析時，是把各種成分孤立地看待的。我們的研究則深入了一步，為尋找中藥内有關成分之間的互相關系提供了方法，為研究中藥内化學成分間的協同作用提供了依據，具有重大的理論意義。
3. 黃芩中有害元素的分析
(1)黃芩中砷的形态分析［5］：砷是一種對人體有害的元素，它能抑制體内許多酶的正常功能，對神經系統、消化系統、心血管系統都有損害。砷的毒性與其化學形态有關，As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的毒性比較大，而一甲基胂(Monomethylarsonate,MMA)和二甲基胂(Dimethylarsinate,DMA)的毒性則較低。目前東南亞國家和地區對入口中藥砷含量有限量要求，一般要求低于5μg/g。但單純對中藥内砷含量進行檢測是不全面的。因為砷的危害不僅僅取決于中藥内砷含量的高低，更主要取決于其化學形态。我們的研究建立了對黃芩中砷的形态進行分析的方法，可推廣應用于其他中藥的砷形态分析。
(2)黃芩中鉛的測定及水煎過程鉛浸出率研究［6］：鉛是一種對人體危害極大的重金屬元素，它對人體各種組織均有毒害，關于鉛的毒性機理，普遍認為是其抑制了體内多種酶的活性，增加了脂質過氧化。目前東南亞國家和地區對入口中藥鉛含量也有限量标準，一般要求低于20μg/g，為了安全用藥，對中藥内鉛含量進行檢測是必要的。考慮到中醫臨床用藥的習慣，我們認為，研究中藥水煎過程中鉛的浸出率更有實際意義。我們測定了黃芩及水煎液中鉛的含量，獲得了黃芩水煎過程中鉛浸出率實驗資料，為進一步評估中藥内鉛的危害，提供了依據。
二、中藥品種的計算機鑒别
對中藥進行鑒定是一項重要而又複雜的作，其目的是鑒别中藥真僞，確定安全用藥。我們建立了一種鑒别中藥真僞的全新方法——中藥微量元素特征譜的計算機鑒别法，實作了中藥鑒定的計算機化。
選擇微量元素作為中藥鑒别分類的特征是因為中藥内微量元素的含量及分布與中藥品種密切相關。不同種屬的藥材，在進化層次、遺傳特性、生長發育以及生理代謝等方面存在着差異。因種屬不同，藥材從土壤中選擇性吸收各種元素的能力各不相同，其内微量元素的含量及分布存在差異。而同種藥材，由于具有相同的生長基因，因生長需要從土壤中攝取并最終積累在藥材内的微量元素在種類分布分含量高低上有一定規律可循，這種規律性可作為中藥鑒别分類的依據。也就是說，每種中藥都有各自的微量元素特征譜。用計算機處理各種中藥的微量元素特征譜，可實作中藥的鑒别分類，這正是本研究的創新之處。
設有n個藥材樣品，每個樣品測定n種微量元素，這樣可以得到一個由微量元素組成的n行m列的資料矩陣。該矩陣反映了諸樣品在微量元素含量及分布上的差異，其幾何意義是：在m維空間分布着n個樣品，同類樣品相聚集，異類樣品相分離。這樣就把中藥鑒定這一複雜問題簡化為聚類分析的數學問題，通過計算機處理，即可寮現中藥的真僞覽别。我們已成功地利用微量元素指紋譜計算機鑒别技術對中藥苦丁茶、麥冬、貝母、三棱進行了品種鑒别，其結果與生藥學鑒定完全一緻，說明本法極為準确。
1.苦丁茶的品種鑒别[8]
苦丁茶為常用中藥,具有散風熱、清頭目、除煩渴等功效，治頭痛、目赤、熱病煩渴等症。目前市場上商苦丁茶的主流品種是冬青科植物枸骨(Ilex
ornuta Lindl.)和大葉冬青(Ilex latifolia Thunb.)的葉。此外，尚有木樨科植物女貞
(Ligustrum lucidum Ait.)的葉在我國部分地區也作苦丁茶藥用，給藥材市場帶來混亂。我們以78個商品苦丁茶樣品為研究對象，以藥材中20種元素為分類特征，采用模式識别中的非線性映照法，借助于計算機對苦丁茶樣品進行了鑒别分類。非線性映照是将多元空間向二維平面映照的技術，非線性映照結果表明，26個大葉冬青(Ilex
latifolia Thunb.)葉樣品、47個枸骨(Ilex
cornuta Lindl.)葉樣品、5個女貞(Ligustrum
lucidum Ait.)葉樣品分布在不同區域内，它們之間能夠準确區分，說明本法極為可靠。計算機鑒别結果與生藥學鑒定是完全一緻的。用計算機處理資料，方法簡便、快速、可靠，特别是适用于對大批量樣品鑒别分類。
2.麥冬的真僞鑒别［12］
麥冬是一種常用中藥，具有養陰潤肺、清心除煩、益胃生津等功能。目前市場上常用的商品麥冬 (Ophiopogon japonicus Ker-Gawl) (《中國藥典》品種)和大葉麥冬 (Liriepe spicata Lour)。麥冬的鑒定以往多采用性狀和顯微鑒定。我們以19個市售“麥冬”樣品為研究對象，嘗試以元素Ca、Mg的含量為分類特征，将其組成最簡單的二維模式平面，這樣，樣品被看成是二維平面上的點，同類樣品聚集在同一區域，不同類樣品聚集在不同的區域，我們可從二維平面上直接觀察到樣品的分類。結果表明，正品麥冬與大葉麥冬分布的區域明顯不同，說明本法極為可靠。
3.浙貝母和川貝母的鑒别［13、14］
浙貝母和川貝母均為常用中藥，二者作用相似但又有差別。我們采用兩種方法進行鑒别：(1)以Ca、Mg、K、Na為分類特征，用星區圖法準确差別浙貝母和川貝母；(2)對Fe、Mn、Cu、Zn、Ba、Sr、Cr、Co、Ni、V等特征進行灰色關聯度分析，發現浙貝母、川貝母微量元素關聯序完全不同，進一步采用元素含量均值偏移度法，對浙貝母和川貝母進行了鑒别分類。
4. 三棱真僞的鑒别［15］
三棱具破血行氣、消積止痛的功能。藥典品種為黑三棱，但莎草科植物荊三棱在國内部分地區也作三棱藥用。我們對32個商品三棱的微量元素特征用計算機進行處理，可将黑三棱和荊三棱嚴格差別。
我們的研究為中藥鑒定提供了一種全新的方法，實作了中藥鑒定的計算機化。用計算機進行中藥微量元素特征譜，方法簡便快速、準确可靠，本法特别适合對大批樣品鑒别分類。具有廣泛的推廣應用價值，本法的推廣應用将把中藥品質研究提高到一個新水準。
三、中藥方劑的計算機輔助分析
對中藥複方進行方解是一項重要而又複雜的工作，這往往需由經驗豐富的中醫藥專家來完成，不易推廣普及。我們研究利用計算機對中藥複方進行解析，這是一種新的嘗試。
衆所周知，中藥複方通常由多味中藥配伍而成，各味藥在處方中的地位和作用有“君、臣、佐、使”之分。君藥針對病因、病症，起主要的治療作用；臣藥的作用是協助和加強主藥的功效；佐藥起協同作用，或調節主藥的毒性或烈性；使藥是引經藥，是調和藥性的藥物。複方之是以發揮療效，必定是方中諸藥綜合作用的結果。也就是說，各單味藥對複方的療效都有“貢獻”。但如何确定各單味藥對複方“貢獻”的大小?如何确定方中諸藥的地位和作用?
這是一個值得深入探讨的問題。計算機模式分類技術為解決這一問題提供了新方法。
中藥的基本特征是其性味歸經，性味歸經不同的中藥，其功能和作用也就不同；性味歸經相近的中藥，其功能和作用也相近。是以可根據中藥性味歸經的異同，将複方中諸單味藥分成作用不同的幾個藥群(君、臣、佐、使)。我們研究的基本思路是先對複方中各單味藥的性味歸經定性資訊進行量化處理，使其轉化為計算機能夠接受的數量化特征，然後進行計算機模式分類運算，依此探讨複方的組方規律。
中藥的藥性有寒熱溫涼之分。約定性寒者在寒項下取特征為1，其餘各項為0；性熱者在熱項下取特征為1，其餘各項為0，……，依此類推。性平者在寒熱溫涼項下均記0.25。某些标以大寒、大熱、微溫、微寒的藥物，為示差別，對大寒、大熱者分别在寒、熱項下記1.2；微溫、微寒者分别在溫、寒項下記0.8。
藥味有酸苦甘辛鹹之分。約定具有某味者，在該味下取特征為1，其餘各項為0。味微者記0.8，以示差別。此外，淡味、澀味不單獨立項。淡附于甘，在甘項下記0.5；澀附于酸，在酸項下記0.5。
歸經有12條。若某藥歸n條經，則約定在這n條經下，各記1/n，其餘均為0。
計算機模式分類運算是從計算單味藥間的相似系數rij開始的，設(xi1,xi2,…，xim)和(xj1,xj2,…，xjm)分别為i和j兩種中藥的性味歸經數量化特征，則rij=∑mk=1xik·xjK/∑mk=1x2ik·∑mk=1x2jk。用相似系數可構成相似關系矩陣R，該矩陣具有自反性和對稱性，但不具傳遞性。是以，需将相似關系矩陣R改造成等價關系矩陣R*，為此需做如下合成運算，R·R=R2，R2·R2=R4，…，當某一步出現Rk=R2k時，Rk便是等價關系矩陣R*。然後取定一個門檻值λ∈〔0，1〕，作等價關系矩陣的λ截矩陣，由λ截矩陣分類。
我們對萬氏牛黃清心丸、小柴胡湯等古方及華佗再造丸、腦得生片等現代方進行計算機方解分析，其結果與傳統中醫理論完全吻合。說明方法準确可靠，具有實用價值。
1.萬氏牛黃清心丸的計算機方解分析［16］
萬氏牛黃清心丸源自《痘疹世醫心法》。主治溫熱病，痰熱壅盛，邪熱内閉，高熱神昏，谵語煩躁以及小兒高熱驚厥，四肢抽搐等病症。其處方由牛黃、黃連、黃芩、栀子、郁金、朱砂組成。方中6味中藥的性味歸經量化特征經計算機模式分類運算後，方中藥物分4類：①牛黃；②黃連、黃芩、栀子；③郁金；④朱砂。
中醫理論認為：溫熱病，痰熱壅盛，邪氣内陷心包，内閉心竅，緻心失其清靈之常，竅閉神昏，高熱煩躁，谵語驚厥，四肢抽搐等症，治宜清熱解毒，豁痰開竅，清心安神。方中牛黃甘涼，清心解毒，豁痰開竅，為主藥；輔以黃連、黃芩，栀子苦寒瀉火，清熱解毒，助牛黃以瀉心火；配郁金辛香去穢，豁痰開竅；朱砂清熱鎮心安神。諸藥合用，共奏解毒洩熱，豁痰開竅，清心安神之功效。該方的計算機聚類分析結果與中醫組方原則相吻合。
2.小柴胡湯的計算機方解分析
小柴胡湯為和解少陽的代表方，其處方由柴胡、黃芩、人參、半夏、甘草、生姜、大棗組成。按上述方法經計算機處理，最終将方中諸藥分成3類：①柴胡、黃芩；②半夏、生姜；③人參、甘草、大棗。
中醫理論認為：少陽病，邪在半表半裡，邪正相争則出現寒熱往來，邪犯少陽，緻心煩喜吐，不欲飲食。治宜和解少陽之法。方中柴胡疏解少陽之邪，并有解熱作用，黃芩能清少陽之熱，亦為膽經要藥，兩味配合，具有和解清熱作用，是為主藥；輔以生姜、半夏和胃降逆，治其嘔吐；并用人參、甘草、大棗益氣調中，扶正祛邪。諸藥合用，和裡解外，扶正祛邪，諸證悉除。聚類分析結果與中醫原則組方相吻合。
3.華佗再造丸的計算機方解分析［17］
華佗再造丸是治療中風之良藥，處方由當歸、川芎、紅花、天南星、冰片、馬錢子、吳茱萸等組成。計算機模式分類結果，将諸藥分為4類：①川芎、紅花、當歸；②天南星、冰片；③馬錢子；④吳茱萸。
中醫理論認為：瘀血或痰濕閉阻經絡會導緻中風癱瘓，肌膚不仁，手足麻木；如閉阻脈胳，氣血流行不暢，可見口眼口呙斜，語言不利等。治宜活血祛瘀，化痰通絡。方中川芎、紅花、當歸活血祛瘀，通絡止痛，是為主藥；輔以天南星化痰散結，祛風止痙，冰片芳香走竄，清郁熱，止疼痛；佐以馬錢子通絡散結止痛，吳茱萸散寒止痛。諸藥合同，共奏活血祛瘀，化痰通絡，行氣止痛之效。計算機模式分類結果與中醫理論相吻合。
4.腦得生片的計算機方解分析［18］
腦得生片載于《廣東實用中成藥》，系研制方。具有活血化瘀、疏通經絡、醒腦開竅的功效，主治腦動脈硬化、缺血性中風及腦出血後遺症等。其處方由三七、川芎、紅花、山楂、葛根組成。計算機模式分類結果将諸藥分為4類：①川芎、紅花；②三七；③山楂；④葛根。
中醫理論認為：血瘀氣滞，腦脈失養則頭暈頭痛；血瘀内阻，腦脈不通則突然昏仆，不省人事，伴有口眼口呙斜，語言不利，半身不遂等症。治宜活血祛瘀，疏通經脈。方中川芎、紅花活血祛瘀，通絡止痛，為主藥。輔以三七散瘀止血，消腫定痛；山楂行氣散瘀；配葛根解肌通絡。諸藥合用，共奏祛瘀血、通脈絡之效。
上述研究的實效效果是理想的。運用計算機研究中藥的品質和中藥複方的組方規律，是中藥走向現代化的一個方向，其應用前景廣闊。
主要參考文獻