中药材质量不稳定是当前中药发展面临的一个重大问题,造成这个问题的一个主要原因是同种药材来源复杂多样。长期以来,多种同属植物被当作一种药材使用的情况时有发生,而对其进行的鉴别与质量控制都大不尽如人意。中药柴胡始载于《神农本草经》,位列上品,多用于感冒发热、寒热往来、疟疾、肝郁气滞、胸肋胀痛、脱肛、子宫脱落、月经不调诸症,为中医常用清虚热药。2010版中国药典规定,作为中药柴胡的来源为伞形科柴胡属植物柴胡(北柴胡Bupleurum chinense DC.)和狭叶柴胡(南柴胡B. scorzonerifolium Willd.).据以往统计资料记载,柴胡属植物在我国共有42种、17变种、7变型,但柴胡属大部分植物自古已有药用,各地区亦按其所产品种和历史使用习惯而在民间入药或自产自销。然而,由于同属植物来源的生药形态和显微特征极近似,加上所含的化学成分在植物发育和收采加工过程中可能会发生很大的变化,使得用传统的方法对柴胡进行鉴定存在相当大的难度。鉴于目前有的地区把当地所产的5、6种柴胡属植物混在一起当做药用,当中还包括有毒的大叶柴胡及活性成分极低的小柴胡,造成市场上柴胡品种相当混乱,药材质量极不稳定。因此,有必要寻求一种可靠、有效的柴胡生药鉴定方法,以保证柴胡的用药安全及质量稳定。代谢组学(metabolomics)是20世纪90年代中期发展起来的对某一生物或细胞所有低分子量代谢产物进行定性和定量分析的一门新学科。是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后的又一门新兴的组学技术,也是系统生物学研究不可或缺的重要基础学科之一。作为代谢组学的重要分析手段,以(超)高效液相色谱质谱联用分析技术为平台,对植物所含的小分子化学成分常具有较强的分离分析能力,尤其是具备电喷雾离子源的(超)高效液相色谱质谱联用分析仪,因能完整给出待分析物质的分子离子碎片,有利于质谱分析器对物质的准确鉴别。相对其他分析方法,所产生的化学成分代谢谱能够更准确地反映生物体系的状态。由此,可比较准确地对生药质量进行鉴别评价,亦有利于建立系统规范的化学成分数据库(如柴胡药材数据库)。主成分分析也称主分量分析,是旨在利用降维的思想,把多指标转化为少数几个综合指标的非监督性多元统计分析方法。作为一种高维数据解析方法,其应用着重于发掘化学数据的外在表征与物质内在组成之间的相互关系,在最大程度上提取原始信息的同时对数据进行降维处理,解决了液质联用等现代分析仪器或检测技术提供的大量而又丰富的量测信息所带来的统计分析难题,是目前代谢组学研究常用且重要的分析方法,有助于类似柴胡等多来源药材质谱分析等数据研究。目的：对当前柴胡属植物的品种资源及药用状况进行详细的调查,提出确保柴胡药材准确鉴定及品种合理开发的策略；应用液质联用技术平台,通过主成分分析研究,建立准确、快速、可靠的柴胡类药材鉴定和质量评价体系,同时也为研究新品种,扩大新药源提供合理依据。方法：1、以文献资料为指导对柴胡属药用植物的分布地点进行确定,对于分布较广的种类如北柴胡,拟收集10个产地以上的标本及样品,每一产地采集或收集数个-10个居群的样品；对于分布区域较为局限的种类,则尽可能获取多个居群的个体,同时联合利用国内各标本馆中所藏柴胡属植物样本,保证标本和样品的准确性、全面性和代表性。将所收集到的样本进行准确的分类鉴定,并归纳品种、产地等信息,标本及实验样品均统一存放于阴凉干燥处备用。2、以超高效液相色谱电喷雾质谱联用仪(UPLC-ESI-MS)为分析平台,对柴胡属植物的化学成分进行代谢谱分析,并依次对质谱仪器的检测参数、色谱柱温、进样量、流动相组成及流速、样品的提取工艺等进行考察。3、用考察出来的最佳实验条件对柴胡属植物的地上地下部分依次进行化学成分代谢谱的数据及图谱的采集,对柴胡皂苷A、C、D等成分进行含量测定,并对获得的数据用多元统计分析软件SIMCA-P进行主成分分析,对不同品种、产地的柴胡作出质量判定。4、将所采集的化学成分代谢谱的数据及图谱整理归纳后,以V C++及SQLserver2005等软件,建立柴胡属植物代谢组学分析专属数据库。结果：1、对柴胡属植物资源的调查一共采得213份柴胡属植物标本,分属19种、7变种、4变型；柴胡属植物资源主要集中分布于我国的东北、华北和西北等地区,资源蕴藏量占全国的60%以上,品种又以柴胡、狭叶柴胡和银州柴胡为主。2、由于各地用药习惯不一,药用的柴胡多为地方习用品种。即使所产为栽培的柴胡,但由于种源不纯或各地区互相引种,栽培地常有数种农家型的柴胡混生。目前栽培产量已远远超过野生品,但由于长期的人工栽培,加上种植集中且品种单一,品种出现种质退化,抗性降低,不同地区出产的药材质量大多参差不齐。3、作为商品用途的各种柴胡,无论来源是野生或者栽培,不同品种基原的柴胡在部分地区的购销过程中使用相同的药名;而同一品种基原的柴胡药材往往又有多个不同的商品名称。因此出现了同一基原植物在不同地区商品中归类不同,而同一商品名可能包括不同基原的植物,存在异物同名或同物异名的混乱现象,品名与品种区分不明。4、初步考察出了适合柴胡属植物的供试品提取条件为20倍溶媒比的5%氨水甲醇,超声波提取5次,每次30分钟；对提取条件的验证发现5个平行样品的柴胡皂苷A、D总提取率分别为：0.5176%、0.5144%、0.5181%、0.5152%、0.5167%,平均值为0.5168%,RSD值为0.409%,表明优化后提取条件的可行性及重现性均较好。5、利用UPLC-ESI-Q-TOF-MS分析柴胡中所含柴胡皂苷A、C、D等成分,含量测定方法快速准确、灵敏可靠、专属性强。对照品以峰面积对进样量进行线性回归得方程为柴胡皂苷A：Y=3.144X+37.08,r=0.9994；柴胡皂苷C：Y=18.40X+39.18,r=0.9989；柴胡皂苷D：Y=3.225X+161.8,r=0.9989。结果分别表明柴胡皂苷A在4.860μg-14.580gg范围内,柴胡皂苷C在0.3135-3.1350gg范围内,柴胡皂苷D在2.170μg-10.850μg范围内线性关系良好。柴胡皂苷A的在样品中的含量介于0.0452%-0.3963%,柴胡皂苷C的含量介于0.0096%-0.1945%,柴胡皂苷D的含量则介于0.1082%-0.3673%。6、进行主成分分析时,由软件自动拟合,确定了最佳的主成分提取个数为2；同时从分析的结果出发,得以对所分析的样品中化学成分的异同作出判别,能够较好地按化学成分的差异及品种、产地等信息对样品进行分类,初步显示柴胡药材质量与品种、产地存在相关关系。7、建立了拥有300多张图的柴胡属药用植物化学成分谱专属数据库,为以后的研究工作提供了参考依据。结论：1、作为一种传统用药,柴胡属药用植物在华北、西北、东北等地有比较广泛的资源分布。虽然栽培资源的开发一定程度上缓解了本品在市场上的供应不足等问题,但由于野生的药用植物资源曾经受各种灾害和不良环境的选择,抗逆性较强,保存着栽培种不具有或已经消失的特异基因,是宝贵的物种基因库,开发的同时应注意保护。2、在综合产量与质量等因素的前提下,针对合适的品种,栽培地应尽早制定药材生产质量管理规范并尽可能按要求优选一套成熟的柴胡种植技术,以从源头提高药材的质量。3、本研究构建的UPLC-ESI-Q-TOF-MS分析方法,为多基原的柴胡类药材作出了更为“全面”的化学成分分析,同时,更关注产地及品种对药材质量差异所引起的问题,是当前柴胡类药材品种鉴定和质量评价的重要手段之一。4、构建柴胡属药用植物化学成分代谢组学专属数据库,方便了对柴胡研究资料的利用,有助于推动柴胡药材的种植、加工、销售等规范化管理,推进柴胡类药材的现代化研究。