近現(xiàn)代以來，科學家們不斷地探索動物機體間和物質間的相互關系的自然基礎，使人類對物質的認識以更多的特征來加以判斷。于是在國外從17世紀始提出，自然植物類群具有化學成分上的相似性。直到20世紀初，格拉斯柯夫證明產(chǎn)生氰化合物在大楓子科的亞科中存在。之后英國植物化學家斯密奇查明了數(shù)百科屬植物的成分和科屬間的親緣關系。從此化學特征被人們重視。隨著近現(xiàn)代科學的發(fā)展，新領域不斷開拓，實驗技術、設備的革新，
使天然物中草藥化學成分的分離、結構測定技術不斷發(fā)展。如已用微型電腦設計提取分離方案;用高效液相色譜儀配以三維紫外檢測器，可檢出任何有紫外及可見光吸收的化合物，不會發(fā)生漏檢等。各種儀器分析法的使用，如紅外光譜、質譜、X射紅解析，高磁場核磁場共振儀等，使天然物中草藥的傳統(tǒng)物性理論及分類(辛、甘、酸、苦、咸)得到了新的補充和更新，從而在分子水平上闡明物性和特征。與此同時，還在擴大藥用植物動物和礦物資源和開發(fā)新藥、新原料、成分方面起重要作用;為天然物中草藥質量鑒定、有效成分含量、藥材真?zhèn)渭捌焚|提供依據(jù);在藥物毒性分析、化學成分與毒性關系，以及天然物中草藥加工炮制研究等方面，均具有重要意義。
與此同時，我們對于天然物中草藥的組方和功效作用，不能只用化藥或含成物的唯成分論等同對待。而天然物的單一或組方，都是一個多種成分的復雜有機體，它的功效作用，是一復合整體作用，即是各種成分相互協(xié)同和制約的統(tǒng)一作用，并不是組方中每一成分的機械組合或疊加的作用總和，也又不完全是各單一成分的機械總和。故我國有“藥有個性之特長，方有合群之妙用”的說法。這種復合整體作用的理論，更已被現(xiàn)代科技接受，并成為科技發(fā)展的趨勢。如現(xiàn)代用指紋圖譜來研究天然物中草藥的各單一成分與整體復合作用。從而使唯成分論轉向整體復合功效作用觀念。
每種天然物及其組方，均由許多成分或不同化學成分組成。天然物中草藥的成分均含有以下成分：①生理活性成分(指被實踐證明時動物機體有一定生理作用的成分，而它不一定代表該天然物的全部“有效成分”);②指標成分(指天然物中具一定專屬性的生理活性成分，即可以作為某天然物及其復方中的指標或指示成分。此指標成分，從評價和含量測定方面講，它不僅易確認，且更接近質控指標。如黃連、黃柏，用其所含小檗堿來評價);③大類化合物類(指按現(xiàn)代提取分離出的有效部分。即組方中各天然物中的化學性質相似的總化合物。如總生物堿、總黃酮等);④無效成分(指天然物中在該用途時，屬無功效作用的成分。但它可能對浸出有效成分及其穩(wěn)定性，以及其后效，或在另一用途上，又可在另一組方中成為有效成分有功效成分);⑤組織成分(指天然物或某植物的組成物。如纖維素。石細胞、栓皮等物)。
有效成分，是現(xiàn)代化學醫(yī)學所指的具有西藥(化藥)治療作用的“藥效成分”，也是西藥藥理作用的評價指標和物質基礎。我們認為：化藥或化學合成物，都是單一成分物。對它可認為是有效成分，也是毒性成分。而用化藥的單一有效成分來評論天然物組方，這是不一定符合中國關于天然物物性理論的。但從現(xiàn)代研究來看，某單一成分卻也能反映某天然物的部分功效。故也可從天然物中提取出某單一成分作為添加劑。
我們研究天然物中草藥的成分，目的是為搞清天然物的功效復合整體作用，進而闡明天然物的作用機理，在現(xiàn)代科技水平上使其在世界得到共識和弘揚中國天然物物性理論及應用技術。并不是單為獲得某天然物的成分而去研究。另外，到目前為止，我們對天然物的整體及成分研究，還很不夠深，尤其“有效成分”，更知之不多。但對其指標成分和大類化合物類，了解還是多些。因此，在這種現(xiàn)實情況下，我們在生產(chǎn)應用中，能列出上述成分，也就也能使產(chǎn)品得到人們的認識。
天然植物有數(shù)十萬種，我國中草藥有5～6千種，常用的亦有7～8百種，最常用的亦有400昧(傳統(tǒng)用藥)。其中植物性藥約占70%左右，分布各門類植物科屬中，如就生物堿成分，分布于植物的50多個科，120多個屬。中草藥的化學成分就更為復雜，每一種藥均含有數(shù)種，甚至數(shù)十種成分，如山楂所含成分多達70余種;當歸所含的揮發(fā)油中有十來種化學成分(酸、酯、酮、醇等地革烏含生物堿有30種之多。此外，中草藥中還有目前尚未搞清的“未知成分”，還有不少。根據(jù)現(xiàn)代科技和實踐，通常將中草藥所含成分為有效成分和無效成分，前者是具一定生物活性，起治療作用的成分，后者則為無活性的一般物質。近些年來，隨著科學的進展，發(fā)現(xiàn)原認為無效成分中又分離出新的生物活性物，因此，所謂有效和無效成分是相對的，并無絕對界限。也可說，現(xiàn)代科學還遠未進入中草藥領域，還需運用現(xiàn)代先進科技深入挖掘這個寶庫。下面就天然植物中草藥的化學成分作以簡介：
1.天然植物中草藥的化學成分
1.l 生物堿：
生物堿，是含氮有機化合物，具有顯著的生物活性，廣泛存在于植物界，尤雙子葉植物毛茛、罌粟、防已、茜草、茄科，少數(shù)存在于單子葉的百合、石蒜等科。其有5500多個單體，其中80多個為重要藥物，如嗎啡(鴉片中)，奎寧(金將納樹中)、阿托品(顛沛革中)等。每種含生物堿天然物中草藥，常含有數(shù)種至幾十種生物堿共存。同一種植物可含相同堿，有科屬親緣關系的不同植物，亦可含相似的生物堿。生物堿具堿性，能與酸結合成鹽、游離者不溶于水，而溶于醇、醚等有機溶劑;其在植物中常與植物酸結合成酒石酸、蘋果酸和雞納酸、罌粟酸等，也有以酯、貳存在。生物堿作用廣泛，有解熱(奎寧即金雞納樹皮)、鎮(zhèn)痛(延胡索)、解痙和解有機磷中毒(顛茄草)、抗消類(小檗堿等)、平喘(麻黃堿)、抗癌(長春新堿、美登木堿、三尖杉酯堿)、抗瘧(常山堿)驅蟲、興奮或麻醉中樞等作用。生物堿分為：
1.1.1 雜環(huán)衍生物：
有罌粟堿(白花罌粟)、厚樸堿、木防已堿、小檗堿(黃連)、巴馬丁(黃藤)、檳榔堿、石榴樹堿、菸堿(煙草)、毒藜堿(八角楓)、蓖麻堿、半邊蓮堿、苦參堿、安那吉堿(廣豆根)、娃兒藤堿、一葉秋堿、茛菪堿(顛茄)、古柯堿(古柯)、白蓮堿、茵芋堿(常山)。喜樹堿、山豆根堿、錫藤堿、青藤堿(千金藤)、木蘭堿(馬兜鈴)、原荷葉堿(蓮中)、嗎啡和可待因(白花罌粟)、蓮花寧堿(千金藤)、普托品(延胡索)、白屈菜堿、兩面針堿、吐根堿、石蒜堿、長春新堿、相思豆堿、大青素(松蘭)、靛青甙(寥蘭)、利血平(蘿芙木)、鉤藤堿、吳萸堿、番木鱉堿(馬錢子)、毒扁豆堿、麥角新堿(麥角菌)、山油柑堿、毛果蕓香堿(毛果芙香)、常山堿、咖啡堿(茶葉)、香菇嘌呤、蟲草素、美登木堿、三尖杉酯堿(粗極)、雷公藤堿、川芎嗪等。
1.1.2 萜蘋衍生物類：
有纈草堿、肉從蓉堿、石斛堿、小葉黃楊堿(黃楊)等。
1.1.3 甾衍生物類：
α-澳洲茄堿(龍葵)、藜蘆堿(白藤蘆)、貝母堿等。
1.1.4 有機胺類生物堿：
秋水仙堿、秋水仙胺、益母草堿，麻黃堿等。
1.1.5 肽生物堿類：
有歐鼠李堿(歐鼠李)等。
1.2 甙類(配糖體、苷)：
為糖或糖醛酸等與另一非糖物質通過其碳原子聯(lián)接而成的化合物。甙元，亦稱配糖基，是指非糖部分。甙類亦比較復雜，在分類上也各說不一，有1).按甙元結構分為氰甙、香豆素甙、木脂素甙、蒽醌甙、黃酮甙、吲哚甙等;2).按在植物內(nèi)狀態(tài)分為：原生甙(原存植物體內(nèi)甙如苦杏仁甙)和次生甙(水解后失去一部分糖);3).按特殊性質分(如皂甙);4).按生理作用分(如強心甙);5).按糖的名稱分(如葡萄糖甙)。甙類作用廣泛，具有維生素樣作用;延長腎上腺素作用;抗菌作用;止咳平喘作用;抗輻射、抗氧化作用;強心利尿消腫作用;解痙和松弛肌肉作用;健胃、止瀉、鎮(zhèn)痛、抗癌等作用。
1.3 蒽衍生物：
是指含醌及其不同還原程度的產(chǎn)物，呈酸性。已知有170多種，其中一半存在于高等植物中，余者存于真菌、地衣、動物以及菌類亦有發(fā)現(xiàn)。如大黃、首烏、虎杖等類，是重要的天然色素。含意衍生物的科類復雜，首草一種藥中就含有19種意衍生物;大黃素的分布就更為廣泛。其生物活性作用有瀉下作用(大黃、蘆基、番瀉葉)、抗菌作用(大黃素、蘆套大黃素、柯椏素等)等。
1.4 香豆素和木脂素：
香豆素、木脂素、木質素是在植物內(nèi)由酪氨酸衍生而成的成分。
香豆素：為苯駢α-毗喃酮母核一類的化合物。秦皮、白茫、獨活、前胡、茵陳、補骨脂、續(xù)隨子。蛇床子等含有香豆素，以游離態(tài)或糖結合為甙。香豆素具多方面的生物活性，如抗菌、真菌、滴蟲、抗凝血、抗輻射、抗癌等。
木脂素：因存在植物的木質部和樹脂而故名。在五味子、牛蒡子、遠志、連翹、細辛、刺五加、厚樸、水飛薊等藥中均含有木脂素。木脂素具鎮(zhèn)咳、保肝、抗菌等生物活性。
1.5 黃銅類化合物：
黃酮類化合物，來自黃酮，呈黃色和具4位羰基故名。廣泛分布于植物界(多以甙形式)，已知有2300種(含甙和甙元)。呈酸性。其具有擴冠、降壓、止咳化痰、瀉下、保肝、解痙、抗菌消炎、抗癌和具卵泡激素作用(刺芒柄花素)，以及可作甜味劑(柑橘甙)。
1.5.1 黃酮類：
常見者有芹菜素(芫花)、芹菜甙(芹菜)、刺槐素(密蒙花)、刺槐甙(菊花)、木犀草素(金銀花、忍各藤)、忍冬甙(忍冬葉)、黃羊素(黃羊)、川陳皮素(橘皮)、高車前甙(車前)、南蕘甙(了哥王)、大薊(柳穿魚甙)、莞花素(芝花)等。
1.5.2 黃酮醇類：
含黃酮醇的中草藥有：蘆丁(槐花米、桑葚子)。異槲皮甙(問荊、棉葉)、金絲桃式(滿山紅葉和連翹)、山奈酚和異鼠李素(高良姜、銀杏葉)、問荊甙(問荊)、楊梅索(滿山紅葉)、桑色素(桑枝)、高良姜素(高良姜)、人參黃酮甙(人參)、扁蓄甙(扁蓄)、葛根素(葛根)、紫檀素(廣豆根)、魚藤桐(毛魚藤)。
1.6 強心甙：
其為天然的對心臟具活性的甾體甙類，治心衰、節(jié)律不齊等，并有抗癌(主要是細胞毒)作用。現(xiàn)已知有 570多種強心甙，140多種甙元，廣泛分布于植物中。含有強心甙的中草藥有：黃花夾竹桃、杠柳、毛花洋地黃、紫花洋地黃、鈴蘭、糖芥、福壽草、羊角拗等。此外，蟾酥中亦含強心成分，但不屬甙，而是蟾毒配基的脂肪酸酯類。
1.7 皂甙：
皂甙，為植物內(nèi)比較復雜的甙類化合物。味苦。其水溶液易起肥皂泡，并具溶血和與膽固醇形成復合物等特性。皂甙分為甾體皂甙(作為合成菌體激素及有關藥的原料)和三萜皂甙(為藥理活性成分)兩類。
1.7.1甾體皂甙：
其由甾體皂甙元和糖組成。含此成分的中草藥有：知母(洋菝葜皂甙元)、洋地黃(提果皂甙元)、劍麻(劍麻、海可皂甙元)、龍舌蘭(龍舌蘭皂甙元)、鈴蘭(鈴蘭甙元A鈴蘭皂甙B)、萬年青(萬年青皂甙元)、北重樓好諾皂甙元)。
1.7.2三萜皂甙(酸性皂甙)：
含有三萜皂甙的中草藥有：人參、甘草、柴胡、桔梗、遠志、桑寄生、木通、乳香、山植、地榆、白頭翁、豬今、花草、葉麻、商陸等。其具有鎮(zhèn)靜、止痛、解熱、鎮(zhèn)咳、抗類等作用。
1.8萜類和揮發(fā)油：
1.8.l萜類：
萜類，為異戎二烯的聚合物及其衍生物的總稱。萜類具消熱解毒、抗菌消炎、抗瘧、抗癌、止咳平喘、止痛、驅蟲、利尿、降血糖和引產(chǎn)等作用。萜類分為單弗和倍半儲(存于揮發(fā)油中)，二萜(形成樹脂的主要成分)、三萜以皂甙形式廣泛存在，并具多種生物活性)和二倍半該。該類成分有芳香性，可作香料或調味品。含有該類的中草藥較多，有人參、遠志、柴胡、甘草、地榆、地黃、穿心蓮、青蒿、蕪花、冬凌草、雷公藤、艾蒿、桔葉、蛇麻(啤酒花)、馬鞭草。牛龍牛兒苗、香茅、玫瑰、紫羅蘭、薄荷、荊芥、砂仁。香附、紫蘇、香薷、蕪荽、茴香、鶴虱、姜、蕓香草、桔葉、土荊芥、側柏葉、松枝、桃金娘葉花、纈草、玄參、車前草、雞矢藤、馬錢子、金銀花、肉從蓉、桅子、龍膽草、山道年、金合歡花、沒藥、郁金、檀香、姜黃、滿山紅、牛蒡、蒼術、甜葉菊等。
1.8.2 揮發(fā)油：
揮發(fā)油，是存于植物中可隨水蒸氣蒸餾得到的不與水混溶揮發(fā)性油狀成分。其具有止咳平喘、祛痰、發(fā)汗、驅風、消炎止痛、抗菌殺蟲等生物活性。化學結構分為脂肪族、芳香族、萜類、其它含氧衍生物(醇、酚、醚、醒酮、核酸、醋和內(nèi)酯入其具易分解變質、低溫下形成固體，即“腦”。含揮發(fā)油的中草藥亦較多，有松柏、橙皮、桔皮、吳萊莫、防風、白茫、川穹、當歸、小茴香、薄荷、曹香、紫蘇、荊芥、姜、獲術。山奈、郁金、砂仁、細辛、丁香、石基蒲、肉豆寇等。
1.9 天然物中草藥的其它成分：
天然物中草藥除含有上述生物堿、甙類、揮發(fā)油外，還含有有機酸、蛋白質、多糖等成分。過去一般認為前者為有效成分，但近些年來發(fā)現(xiàn)起免疫作用的成分，除生物堿、甙類外，還有多糖類(黃茂、當歸、黃精、昂布、銀耳和動物多糖)是低毒的免疫促進劑;有機酸(馬兜鈴酸、斑蝥酸鈉、桂皮酸及其鈉鹽、當歸和川穹的阿魏酸、丹參的水溶性酸性成分。白花蛇舌草的羥基桂皮酸等均有增加白細胞、提高吞噬功能，以及抗癌、抗放射等作用，是較好的免疫增強劑。
1.9.l 有機酸(不含氨基酸)：
有機酸廣泛分布于植物中，多與鉀、鈉、鈣或生物堿結合成鹽。其作用有：鴉膽子的油酸可抗癌;地龍的丁二酸可止咳平瑞;四季青的原兒茶酸可抗菌;乳酸可擴冠血管;茵陳的氯原酸可利膽;金銀花的新氯原酸可抗菌等。
1.9.2 醌類：
醌類化合物為蒽醌、苯醌、萘醌化合物。多帶有黃色、橙色或橙紅色，少呈紫色。生物活性有抗菌。抗癌(胡桃醌等)，紫草含有多種萘醌色素，具治療麻疹等作用。
1.9.3 植物甾醇：
植物甾醇，是植物細胞的重要組成物，常與油酯共存于種子和花粒中。其分為谷甾醇類(在人參、天冬、蒲黃、黃柏、黃條、漢防已、白花蛇舌草、半枝蓮、烏頭、附子等含有)和豆甾醇類(在柴胡、款冬花、鶴虱、青蒿、黃柏、延胡素、木鱉子、白花蛇舌草等含有)。
1.9.4 昆蟲變態(tài)激素：
昆蟲變態(tài)激素，最初是在昆蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)脫皮自醇，具較強的蛻皮活性，稱為“蛻皮激素”。其對動物有促進蛋白質合成作用。后在60年代發(fā)現(xiàn)植物中亦“蛻皮激素” 物，如臺灣牛膝含有羥基蛻皮甾酮，川牛膝有川牛膝甾酮，白毛夏枯草含有筋骨草甾酮C等。該成分具有活血化瘀，通利關節(jié)，瀉火解毒，補肝腎，壯筋骨等作用。
1.9.5 有機合硫化合物：
含有機含硫化合物的天然物中草藥，以大蒜的大蒜辣素最具代表性。它具有很強的抗菌作用，并具廣譜性。其1/12萬的濃度就可抑葡萄球菌、傷寒、副傷寒、痢疾、霍亂弧菌、大腸、白喉、肺炎、炭疽桿菌等革蘭氏陰、陽性菌。此外，焊菜的焊菜素亦為此類化合物，具有止咳、化痰、平喘等作用。
1.9.6 氨基酸：
含有氨基酸的天然物中草藥很多，其中常見的有使君子氨酸、南瓜子氨酸和鷓鴣菜的海人草酸等為驅蟲作用的氨基酸;天冬、玄參、棉花根等的天門冬素是具鎮(zhèn)咳、平喘作用;田七氨酸具止血作用;半夏、天南星、蔓荊子-γ-氨基丁酸具降血壓等作用。
1.9.7 蛋白質和酶：
蛋白質，以往視為雜質而除去，但近年來發(fā)現(xiàn)蛋白質、多肽顯出生物活性。如天花粉蛋白(括樓根)具引產(chǎn)作用;水蛙的水蛙素(多肽)有抗凝血作用;蜂毒肽有抗輻射作用，蜂毒膠有興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用;半夏蛋白有抑制早期妊娠作用;雷丸的蛋白分解酶治腸蟲病等作用。酶，是具催化能力的蛋白，作用廣泛。
1.9.8 多糖：
天然物中草藥多糖包括菊糖、淀粉、樹膠、果膠、粘液質、纖維素、甲殼質等。以往視其為雜質，但近年來發(fā)現(xiàn)多糖亦具生物活性。如香菇多糖具抗腫瘤作用，黃芪和人參多糖具增強免疫作用等。此外，淀粉雖無療效作用，但亦為營養(yǎng)物質;樹膠，為植物裂口分泌的稠厚液體，可作乳化劑、混懸劑;粘液質類成分(瓊脂、果膠、海藻酸鈉)、除可作乳化劑、潤滑劑外，還具有止血、治痢等作用。
1.9.9 鞣質(單寧、鞣酸)：
鞣質，為多元酚類化合物，具澀味，有收斂性。因其原用于擦皮革而故名鞣質。具有鞣質的天然物中草藥很多，常見的有大黃、五倍子(寄生于植物昆蟲的蟲癭)、訶子、地榆、石榴皮、虎杖、四季青、側柏、扁蓄、仙鶴草、老鶴草、鉤藤、檳榔等。鞣質分為：1)可水解鞣質;根據(jù)水解后的產(chǎn)物又分為沒食子酸鞣質類(如大黃、五倍子等)和逆沒食子酸鞣質類(如訶子等);2)縮合鞣質：為不溶于水的高分子化合物，又稱鞣酐或鞣仁(如虎杖、四季青、鉤藤等)。
鞣質具有明顯的生物活性，如1)鞣質具還原性，可還原斐林等試劑，為強還原劑;2)能與蛋白質結合，而有收斂作用(止瀉、止血)，亦為酶活性的抑制劑;3)其可與生物堿、重金屬結合沉淀，因而可作此方面中毒的鮮毒劑;4)可與菌蛋白結合，而具抗菌作用。
1.9.10 油脂和蠟：
油脂，為高級脂肪酸的甘油酯組成的混合物。油(脂肪油)，指在常溫下為液態(tài)的油脂;脂肪，指在常溫下為固態(tài)或半固態(tài)的油脂，理化性質與蠟相似。蠟，為分子量大的高級一元醇和高級脂肪酸結合的酯，為固態(tài)。含有油脂和蠟的天然物中草藥有火麻仁、蓖麻子、巴豆、杏仁、薏苡仁、大楓子、鴉膽子等。油脂和蠟除用于制作軟膏、注射用油外，還有瀉下、祛痰、補脾胃、抗菌等生物活性。
1.9.11 無機鹽：
植物中主要含有鉀、鈣、鎂鹽，以結合形式或特殊結晶形式存在，如草酸鈣、二氧化硅結晶。天然物中草藥含無機鹽的量多少不一，有些則含量很高，如夏枯草，含無機鹽35%(其中KCL為68%、 K2SO423%、余為NaCL、Fe鹽等)。無機鹽多數(shù)是動物體不可缺少的物質，尤其是微量元素，是維持動物生理功能的重要成分，也是抗癌、抗衰老、防病治病的物質。就中草藥來說，其某些生物活性作用是與其所含的無機鹽或元素密切相關。如人參的作用與其錳;天仙子和顛茄的作用與其含鈣、銅、錳;甘草和刺五加的作用與其含錳、鋁、鉻;福壽草和毛地黃的作用與其含錳、鋁、鉻;大黃的作用與其含錳、銅;車前的作用與其含銅、鑰有關等。此外，免疫研究發(fā)現(xiàn)，微量元素硒可起免疫佐劑作用等等。上述說明對無機鹽的研究還待更深的發(fā)現(xiàn)。
1.9.12 植物色素：
植物色素有紅、黃、蘭、紫、青綠等色。分布于植物體各個部分，其中根、莖、葉、花果較為集中，含量較高。植物色素分為水、脂溶性兩大類，前者有葉綠素、胡蘿卜素類等;后者有黃酮類(黃色色素)、花色素(有紅、蘭、紫各色)和蒽醌類(呈黃色、迂堿呈紅色)等。植物色素亦有一定的生物活性，如胡蘿卜素為維生素A的原體，可治維生素A缺乏癥;葉綠素的水溶劑具一定的抗菌、消炎、促肉芽生長的作用。此外，植物色素還是無毒副作用的天然著色劑等，是一個值得重視開發(fā)的領域。
