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目的：在中医药传承与发展的进程中，中药质量下降和资源紧张是两个亟待解决的问题。由于有些药材原植物特征相似、野生资源日益紧缺，混淆品、代用品不断出现，影响到药材质量的可靠性及稳定性。厘清药材的来源，保证药材质量，关乎人民用药的安全性及有效性。因此，对来源复杂的中药材进行系统整理和质量研究，有利于从源头上保证药材质量，为开发利用新药源提供科学依据，对中医药的继承发展具有重要意义。
土茯苓为百合科植物光叶菝葜SmilaxglabraRoxb.的干燥根茎，味甘、性平。市场调查发现市售土茯苓品种较为混乱，存在如下的问题：1)正品与混淆品共存：土茯苓正品有红、白两种断面颜色；菝葜(Smilax chinaL.)的根茎常与红土茯苓混淆使用，肖菝葜(Heterosmilax japonicaKunth)的根茎常与白土茯苓混用；2)广西玉林药材市场的商品土茯苓多来自越南，断面为红色，其原植物来源不清，是否可作为土茯苓药用及质量优劣尚有待研究；3)正品红、白土茯苓是否存在质量上的差异。这些问题的存在为土茯苓临床用药的安全和有效带来了隐患，为解决上述问题，本文拟对土茯苓进行品种整理及质量研究。
方法：1)系统查阅、整理历代本草，梳理土茯苓的药用历史沿革；2)对河北安国、安徽亳州、广西玉林等药材市场进行商品调查，了解市场流通的土茯苓主流品种及混淆品；查阅药用植物有关专著、在线标本馆、植物图像库等，了解土茯苓正品及混淆品的生态环境、资源分布等信息；赴广西玉林、贵州贵阳、越南广宁等地进行野外实地考察，采集样本。3)采用原植物鉴定、性状鉴定、显微鉴定、分子鉴定等方法，对越南土茯苓的基原进行研究；对正品土茯苓及其混淆品进行鉴别研究；比较红、白土茯苓的异同；4)采用UPLC-Q-TOF-MS指纹图谱技术，对样本进行化学成分的定性分析。采用DataAnalysis对总离子流图进行分析，利用分子式匹配软件、Scifinder、Chemspider等数据库，结合文献报道数据，对主要离子峰进行归属；采用化学计量学中的主成分分析(principal component analysis，PCA)、正交信号校正偏最小二乘判别分析(orthogonal signal correction partial least square discrimination，OPLS-DA)、方差检验、t检验等方法，分析正品土茯苓与混淆品及正品红、白土茯苓在化学成分上的异同；筛选正品土茯苓与混淆品及正品红、白土茯苓的差异性成分。采用离线二维循环逆流色谱结合推出模式以及常规柱色谱法对红、白土茯苓的差异性成分进行定向分离，采用ESI-MS、1H-NMR、13C-NMR等波谱技术，对分离到的化合物进行结构鉴定。采用液-液沉淀后萃取的方法对红、白土茯苓的红色差异性部位进行快速富集，MALDI-TOF-MS进行红色部位的初步表征后，巯乙胺巯解法将红色部位巯解，进行巯解产物的UPLC-Q-TOF-MS检测。5)建立醋酸致小鼠毛细血管通透性增高模型、小鼠耳肿胀模型及大鼠汞中毒模型，比较红、白土茯苓的抗炎及解毒活性。
结果：1.厘清了土茯苓的药用沿革。
土茯苓始载于梁?陶弘景《本草经集注》“根似菝葜而色赤”，至明代之前本草中所记载的土茯苓断面都为红色。从明代开始，本草中出现白土茯苓，明?李时珍《本草纲目》“土茯苓，有赤白两种，入药用白者良”，随后，红、白土茯苓的记载一直延续至今。唐?陈藏器《本草拾遗》中首次记载了土茯苓的药用功效“人取以当食，不饥，调中止泻，健行不睡”。现代土茯苓的功效延续了明?兰茂《滇南本草》的记载“调中止泻，健行不睡，或误服轻粉、水银毒，周身筋骨疼痛，防湿，利关节，杨梅疮服之最良”。综上，土茯苓有良好的用药延续性，即疗效应用古今一致。
2.明确了越南土茯苓的基原植物为光叶菝葜S.glabraRoxb.。
越南土茯苓的原植物形态、根茎性状、显微结构及粉末特征与光叶菝葜相似：根状茎块状，有的连缀而生，茎光滑，无刺，有红或灰色点斑纹，叶互生，薄革质，狭椭圆状披针形，先端渐尖，下面通常绿色，有时带苍白色，有卷须。根茎断面以水润湿有黏滑感，可见多数小亮点；横切面中的维管束类型为有限外韧型，可见粘液细胞；粉末特征可见淀粉粒、石细胞、草酸钙针晶等。越南土茯苓matK序列与已注册光叶菝葜matK序列相似度达100%，在系统发育树中与光叶菝葜聚为一支。综合上述实验结果，判断越南土茯苓的基原植物为光叶菝葜S.glabraRoxb.。
3.明确光叶菝葜(土茯苓)与常见混淆品菝葜和肖菝葜的鉴别特征。
通过野外实地考察及馆藏标本观察，以花被片合生/离生情况、雌花中退化雄蕊的个数、茎上是否有刺、是否可见红或灰色点斑纹等作为光叶菝葜(土茯苓)、菝葜及肖菝葜的原植物鉴别特征，制定了这三种植物的检索表。在根茎断面上，根据以水润湿是否有黏滑感，断面亮点(草酸钙针晶)多少来区分光叶菝葜(土茯苓)、菝葜及肖菝葜。在显微鉴别特征方面，根据维管束的类型来鉴别，光叶菝葜(土茯苓)为有限外韧型维管束，菝葜和肖菝葜均为周木型维管束。以上原植物及横切面鉴别方法操作简单，便于在药农及市场销售人员中推广，有利于实现三者的现场快速鉴别。在分子鉴定方面，matK序列作为DNA条形码可鉴别土茯苓、菝葜与肖菝葜。在化学成分方面，液质结果显示，土茯苓与菝葜根茎化学成分相近，S-plot分析出13个差异成分；土茯苓与肖菝葜根茎的化学成分相差较远，S-plot分析出10个差异性成分，实现了基于化学成分的品种鉴别。
4.阐述了红、白土茯苓的质量异同。
4.1考察了红、白土茯苓在性状、组织结构及遗传分子上的异同。
与红土茯苓相比，白土茯苓粉性足，折断时有大量粉尘飞扬。相同视野下，白土茯苓淀粉粒较红土茯苓多。从构建的系统发育树上看，红、白土茯苓聚为一支，未有明确的分化界限。
4.2明确了红、白土茯苓在化学成分上的异同。
对土茯苓中的53个离子峰进行了归属；红、白土茯苓的14个差异性成分主要为黄酮类成分，除SmiglasideD外，其余13个差异性化合物在红土茯苓中的含量较高。
4.3分离了红、白土茯苓的差异性成分。
共分离得到27个单体化合物，分别为5-O-咖啡酰基莽草酸(1)、花旗松素(2)、新落新妇苷(3)、落新妇苷(4)、新异落新妇苷(5)、异落新妇苷(6)、黄杞苷(7)、naringenin(8)、apigenin(9)、sinapaldehyde(10)、coniferylaldehyde(11)、aromadendrin(12)、isorhapontigenin(13)、eriodictyol(14)、3-[(3,4-dihydroxyphenyl)propanoyl]hispidin(15)、2-(3,5-dihydroxyphenyl)-5,7-dihydroxychroman-4-one(16)、naringeninisomer(17)、aiphanol(18)、quercetin-3-O-(6"-p-coumaroyl)-β-D-galactopyranoside(19)、resveratrol(20)、quercetin(21)、2R,3R-dihydrokaempferol-3-O-β-D-glucoside(22-major)、2R,3S-dihydrokaempferol-3-O-β-D-glucoside(22-minor)、5-hydroxymethylfurfural(23)、myricetin(24)、procyanidinB2(25)、taxifolin-3′-O-glucoside(26)、quercitrin(27)。其中7个为红、白土茯苓的差异性化合物(1、3、4、5、6、7、27)；化合物(15)为新成分，橙红色，结构母核未见报道，该化合物的新颖之处在于：在hispidin的C-3位以碳碳键偶联的方式引入了一个从未报道过的3-(3,4-dihydroxyphenyl)propanoyl结构单元，且体外抗炎实验表明其具有一定的抗炎效应；5个化合物(10、11、13、19、25)为首次从土茯苓中分离，化合物19为半乳糖上连接香豆素酰基，类似结构报道较少。27个单体化合物中，共有三组同分异构体：分子量为450的落新妇苷、新落新妇苷、新异落新妇苷、异落新妇苷；分子量为288的aromadendrin、eriodictyol、2-(3,5-dihydroxyphenyl)-5,7-dihydroxychroman-4-one；分子量为272的柚皮素及其异构体。另外，还分离得到1对手性异构体的混合物(2R,3R-dihydrokaempferol-3-O-β-D-glucoside和2R,3S-dihydrokaempferol-3-O-β-D-glucoside)，两者以5：3的比例共存，其中2R,3S-dihydrokaempferol-3-O-β-D-glucoside仅一篇文献报道。解析了红土茯苓红色部位可能为分子量为400-1000，聚合度为2-3的缩合鞣质，其结构单元为儿茶素/表儿茶素/棓儿茶素等儿茶素类似化合物及其葡萄糖或鼠李糖苷。
4.4比较了红、白土茯苓的抗炎和解汞毒作用。
动物抗炎实验结果表明，土茯苓具有抗炎作用，且抗炎活性按越南红土茯苓、国产红土茯苓、国产白土茯苓的顺序递减。解汞毒作用结果表明，白土茯苓对汞造成肝、肾损伤的修复作用优于红土茯苓。
结论：本研究采用原植物鉴定、显微鉴定、分子鉴定、化学分析、药效评价、化学计量学等多学科方法，对土茯苓进行了品种整理和质量研究，为土茯苓的正本清源、去伪存真进行了有益探索，为土茯苓的合理开发利用提供了研究基础和科学依据。
创新点：
1.首次明确了越南土茯苓的基原植物为光叶菝葜S.glabraRoxb.。
2.对红、白土茯苓的化学成分进行了对比研究，建立了离线二维逆流色谱结合推出模式，分离纯化了7个红、白土茯苓的差异性成分，其中4个为手性异构体。
3.首次从红土茯苓中分离纯化了1个橙红色的骨架新颖的新化合物；推测红土茯苓红色物质主要为缩合鞣质，结构单元为儿茶素/表儿茶素/棓儿茶素等儿茶素类似化合物及其葡萄糖或鼠李糖苷，聚合度为2-3。
土茯苓为百合科植物光叶菝葜SmilaxglabraRoxb.的干燥根茎，味甘、性平。市场调查发现市售土茯苓品种较为混乱，存在如下的问题：1)正品与混淆品共存：土茯苓正品有红、白两种断面颜色；菝葜(Smilax chinaL.)的根茎常与红土茯苓混淆使用，肖菝葜(Heterosmilax japonicaKunth)的根茎常与白土茯苓混用；2)广西玉林药材市场的商品土茯苓多来自越南，断面为红色，其原植物来源不清，是否可作为土茯苓药用及质量优劣尚有待研究；3)正品红、白土茯苓是否存在质量上的差异。这些问题的存在为土茯苓临床用药的安全和有效带来了隐患，为解决上述问题，本文拟对土茯苓进行品种整理及质量研究。
方法：1)系统查阅、整理历代本草，梳理土茯苓的药用历史沿革；2)对河北安国、安徽亳州、广西玉林等药材市场进行商品调查，了解市场流通的土茯苓主流品种及混淆品；查阅药用植物有关专著、在线标本馆、植物图像库等，了解土茯苓正品及混淆品的生态环境、资源分布等信息；赴广西玉林、贵州贵阳、越南广宁等地进行野外实地考察，采集样本。3)采用原植物鉴定、性状鉴定、显微鉴定、分子鉴定等方法，对越南土茯苓的基原进行研究；对正品土茯苓及其混淆品进行鉴别研究；比较红、白土茯苓的异同；4)采用UPLC-Q-TOF-MS指纹图谱技术，对样本进行化学成分的定性分析。采用DataAnalysis对总离子流图进行分析，利用分子式匹配软件、Scifinder、Chemspider等数据库，结合文献报道数据，对主要离子峰进行归属；采用化学计量学中的主成分分析(principal component analysis，PCA)、正交信号校正偏最小二乘判别分析(orthogonal signal correction partial least square discrimination，OPLS-DA)、方差检验、t检验等方法，分析正品土茯苓与混淆品及正品红、白土茯苓在化学成分上的异同；筛选正品土茯苓与混淆品及正品红、白土茯苓的差异性成分。采用离线二维循环逆流色谱结合推出模式以及常规柱色谱法对红、白土茯苓的差异性成分进行定向分离，采用ESI-MS、1H-NMR、13C-NMR等波谱技术，对分离到的化合物进行结构鉴定。采用液-液沉淀后萃取的方法对红、白土茯苓的红色差异性部位进行快速富集，MALDI-TOF-MS进行红色部位的初步表征后，巯乙胺巯解法将红色部位巯解，进行巯解产物的UPLC-Q-TOF-MS检测。5)建立醋酸致小鼠毛细血管通透性增高模型、小鼠耳肿胀模型及大鼠汞中毒模型，比较红、白土茯苓的抗炎及解毒活性。
结果：1.厘清了土茯苓的药用沿革。
土茯苓始载于梁?陶弘景《本草经集注》“根似菝葜而色赤”，至明代之前本草中所记载的土茯苓断面都为红色。从明代开始，本草中出现白土茯苓，明?李时珍《本草纲目》“土茯苓，有赤白两种，入药用白者良”，随后，红、白土茯苓的记载一直延续至今。唐?陈藏器《本草拾遗》中首次记载了土茯苓的药用功效“人取以当食，不饥，调中止泻，健行不睡”。现代土茯苓的功效延续了明?兰茂《滇南本草》的记载“调中止泻，健行不睡，或误服轻粉、水银毒，周身筋骨疼痛，防湿，利关节，杨梅疮服之最良”。综上，土茯苓有良好的用药延续性，即疗效应用古今一致。
2.明确了越南土茯苓的基原植物为光叶菝葜S.glabraRoxb.。
越南土茯苓的原植物形态、根茎性状、显微结构及粉末特征与光叶菝葜相似：根状茎块状，有的连缀而生，茎光滑，无刺，有红或灰色点斑纹，叶互生，薄革质，狭椭圆状披针形，先端渐尖，下面通常绿色，有时带苍白色，有卷须。根茎断面以水润湿有黏滑感，可见多数小亮点；横切面中的维管束类型为有限外韧型，可见粘液细胞；粉末特征可见淀粉粒、石细胞、草酸钙针晶等。越南土茯苓matK序列与已注册光叶菝葜matK序列相似度达100%，在系统发育树中与光叶菝葜聚为一支。综合上述实验结果，判断越南土茯苓的基原植物为光叶菝葜S.glabraRoxb.。
3.明确光叶菝葜(土茯苓)与常见混淆品菝葜和肖菝葜的鉴别特征。
通过野外实地考察及馆藏标本观察，以花被片合生/离生情况、雌花中退化雄蕊的个数、茎上是否有刺、是否可见红或灰色点斑纹等作为光叶菝葜(土茯苓)、菝葜及肖菝葜的原植物鉴别特征，制定了这三种植物的检索表。在根茎断面上，根据以水润湿是否有黏滑感，断面亮点(草酸钙针晶)多少来区分光叶菝葜(土茯苓)、菝葜及肖菝葜。在显微鉴别特征方面，根据维管束的类型来鉴别，光叶菝葜(土茯苓)为有限外韧型维管束，菝葜和肖菝葜均为周木型维管束。以上原植物及横切面鉴别方法操作简单，便于在药农及市场销售人员中推广，有利于实现三者的现场快速鉴别。在分子鉴定方面，matK序列作为DNA条形码可鉴别土茯苓、菝葜与肖菝葜。在化学成分方面，液质结果显示，土茯苓与菝葜根茎化学成分相近，S-plot分析出13个差异成分；土茯苓与肖菝葜根茎的化学成分相差较远，S-plot分析出10个差异性成分，实现了基于化学成分的品种鉴别。
4.阐述了红、白土茯苓的质量异同。
4.1考察了红、白土茯苓在性状、组织结构及遗传分子上的异同。
与红土茯苓相比，白土茯苓粉性足，折断时有大量粉尘飞扬。相同视野下，白土茯苓淀粉粒较红土茯苓多。从构建的系统发育树上看，红、白土茯苓聚为一支，未有明确的分化界限。
4.2明确了红、白土茯苓在化学成分上的异同。
对土茯苓中的53个离子峰进行了归属；红、白土茯苓的14个差异性成分主要为黄酮类成分，除SmiglasideD外，其余13个差异性化合物在红土茯苓中的含量较高。
4.3分离了红、白土茯苓的差异性成分。
共分离得到27个单体化合物，分别为5-O-咖啡酰基莽草酸(1)、花旗松素(2)、新落新妇苷(3)、落新妇苷(4)、新异落新妇苷(5)、异落新妇苷(6)、黄杞苷(7)、naringenin(8)、apigenin(9)、sinapaldehyde(10)、coniferylaldehyde(11)、aromadendrin(12)、isorhapontigenin(13)、eriodictyol(14)、3-[(3,4-dihydroxyphenyl)propanoyl]hispidin(15)、2-(3,5-dihydroxyphenyl)-5,7-dihydroxychroman-4-one(16)、naringeninisomer(17)、aiphanol(18)、quercetin-3-O-(6"-p-coumaroyl)-β-D-galactopyranoside(19)、resveratrol(20)、quercetin(21)、2R,3R-dihydrokaempferol-3-O-β-D-glucoside(22-major)、2R,3S-dihydrokaempferol-3-O-β-D-glucoside(22-minor)、5-hydroxymethylfurfural(23)、myricetin(24)、procyanidinB2(25)、taxifolin-3′-O-glucoside(26)、quercitrin(27)。其中7个为红、白土茯苓的差异性化合物(1、3、4、5、6、7、27)；化合物(15)为新成分，橙红色，结构母核未见报道，该化合物的新颖之处在于：在hispidin的C-3位以碳碳键偶联的方式引入了一个从未报道过的3-(3,4-dihydroxyphenyl)propanoyl结构单元，且体外抗炎实验表明其具有一定的抗炎效应；5个化合物(10、11、13、19、25)为首次从土茯苓中分离，化合物19为半乳糖上连接香豆素酰基，类似结构报道较少。27个单体化合物中，共有三组同分异构体：分子量为450的落新妇苷、新落新妇苷、新异落新妇苷、异落新妇苷；分子量为288的aromadendrin、eriodictyol、2-(3,5-dihydroxyphenyl)-5,7-dihydroxychroman-4-one；分子量为272的柚皮素及其异构体。另外，还分离得到1对手性异构体的混合物(2R,3R-dihydrokaempferol-3-O-β-D-glucoside和2R,3S-dihydrokaempferol-3-O-β-D-glucoside)，两者以5：3的比例共存，其中2R,3S-dihydrokaempferol-3-O-β-D-glucoside仅一篇文献报道。解析了红土茯苓红色部位可能为分子量为400-1000，聚合度为2-3的缩合鞣质，其结构单元为儿茶素/表儿茶素/棓儿茶素等儿茶素类似化合物及其葡萄糖或鼠李糖苷。
4.4比较了红、白土茯苓的抗炎和解汞毒作用。
动物抗炎实验结果表明，土茯苓具有抗炎作用，且抗炎活性按越南红土茯苓、国产红土茯苓、国产白土茯苓的顺序递减。解汞毒作用结果表明，白土茯苓对汞造成肝、肾损伤的修复作用优于红土茯苓。
结论：本研究采用原植物鉴定、显微鉴定、分子鉴定、化学分析、药效评价、化学计量学等多学科方法，对土茯苓进行了品种整理和质量研究，为土茯苓的正本清源、去伪存真进行了有益探索，为土茯苓的合理开发利用提供了研究基础和科学依据。
创新点：
1.首次明确了越南土茯苓的基原植物为光叶菝葜S.glabraRoxb.。
2.对红、白土茯苓的化学成分进行了对比研究，建立了离线二维逆流色谱结合推出模式，分离纯化了7个红、白土茯苓的差异性成分，其中4个为手性异构体。
3.首次从红土茯苓中分离纯化了1个橙红色的骨架新颖的新化合物；推测红土茯苓红色物质主要为缩合鞣质，结构单元为儿茶素/表儿茶素/棓儿茶素等儿茶素类似化合物及其葡萄糖或鼠李糖苷，聚合度为2-3。