青蒿素

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青蒿素（Artemisinin），分子式為C15H22O5，相對分子質量 282.34。 青蒿素為無色針狀結晶，溶點為156～157 ℃ ，易溶於氯仿、丙酮、乙酸乙酯和苯，可溶於乙醇、乙醚，微溶於冷石油醚，幾乎不溶於水。因其具有特殊的過氧基團，它對熱不穩定，易受濕、熱和還原性物質的影響而分解。 青蒿素是治療瘧疾耐藥性效果最好的藥物，以青蒿素類藥物為主的聯合療法，也是當下治療瘧疾的最有效最重要手段。但是近年來隨着研究的深入，青蒿素其它作用也越來越多被發現和應用研究，如抗腫瘤、治療肺動脈高壓、抗糖尿病、胚胎毒性、抗真菌、免疫調節等。

2015年10月，屠呦呦因創製新型抗瘧藥—青蒿素和雙氫青蒿素的貢獻，與另外兩位科學家獲2015年度諾貝爾生理學或醫學獎。 2015年10月8日，中國科學家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理學或醫學獎，成為第一個獲得諾貝爾自然學獎的中國人。多年從事中藥和中西藥結合研究的屠呦呦，創造性地研製出抗瘧新藥——青蒿素和雙氫青蒿素，獲得對瘧原蟲100%的抑制率，為中醫藥走向世界指明一條方向。 「三無」科學家更多 2011年9月，屠呦呦獲得被譽為諾貝爾獎「風向標」的拉斯克獎，因為沒有博士學位、留洋背景和院士頭銜，屠呦呦被當時的媒體報道稱為「三無」科學家。 神奇的青蒿素更多

上個世紀60年代，瘧原蟲對奎寧類藥物已經產生了抗藥性，嚴重影響到治療效果。青蒿素及其衍生物能迅速消滅人體內瘧原蟲，對惡性瘧疾有很好的治療效果。屠呦呦受中國典籍《肘後備急方》啟發，成功提取出的青蒿素，被譽為"拯救2億人口"的發現。

屠呦呦 原圖鏈接

中文名	青蒿素	熔 點	156～157 ℃
英文名	Artemisinin	水溶性	幾乎不溶
化學式	C₁₅H₂₂O₅	密 度	1.30 g/cm³
分子量	282.34	外 觀	無色針狀結晶
CAS登錄號	63968-64-9	應 用	治療瘧疾、抗腫瘤、治療肺動脈高壓、抗糖尿病等

研究簡史

研究背景

瘧疾是人類最古老的疾病之一，至今依然還是一個全球廣泛關注且亟待解決的重要公共衛生問題。

1631 年，意大利傳教士薩魯布里諾（Agostino Salumbrino）從南美洲秘魯人那裡獲得了一種有效治療熱病的藥物——金雞納樹皮（cinchona bark）並將之帶回歐洲用於熱病治療，不久人們發現該藥對間歇熱具有明顯的緩解作用。

1820 年，法國化學家佩爾蒂埃（Pierre Joseph）和藥學家卡文托（Joseph Bienaimé Caventou）從金雞納樹皮分離治療瘧疾的有效成分並將之命名為奎寧（quinine）。

1944 年，美國有機化學家伍德沃德（Robert Woodward）與德林（William Doering）第一次成功地人工合成奎寧。此後，科學家們對抗瘧藥不斷改進，形成了以奎寧等為代表的芳、雜環甲醇類，以氯喹等為代表的 4- 氨基喹啉類，以及以阿莫地喹等為代表的雜環氨酚類抗瘧藥。這些抗瘧藥在人類防治瘧疾方面起到了重要作用。但隨着藥物的大量長期使用，瘧原蟲的耐藥性問題逐漸凸顯出來。

20世紀60年代初，惡性瘧原蟲在一些區域已經出現對氯喹的抗藥性，尤以東南亞最為嚴重。當時，隨着越南戰爭的逐步升級，抗氯喹惡性瘧的侵襲困擾交戰雙方，導致作戰部隊大量減員。為此，美國投入大量的人力、物力來研究瘧疾，主要目標是尋找新型的抗瘧藥物。其中，美國華爾特·里德陸軍研究所（Walter Reed Army Institute of Research）從 20世紀60年代末開始篩選了20多萬種化合物。越南方面受條件所限，無力研製開發新藥，於是請求中國幫助解決瘧疾防治問題。中方派出研究人員進行了近 2 年的現場調查以及實地救助，意識到瘧疾防治的迫切性與複雜性。

523 任務

1967 年 5月 23 日～5 月 30 日，國家科學技術委員會和中國人民解放軍總後勤部於北京召開有關部委、軍委總部直屬機構和有關省、直轄市、自治區、軍區領導及有關單位參加的全國瘧疾防治藥物研究大協作會議，並提出開展全國瘧疾防治藥物研究的大協作工作。由於這是一項緊急的軍工任務，以開會日期為代號，簡稱「523 任務」。當時國家組織成立全國瘧疾防治藥物研究領導小組，成員有國家科委、國防科工委、解放軍總後勤部、衛生部、化工部、中國科學院等部門。國家科委、解放軍總後勤部為正、副組長單位。領導小組下設辦事機構，以中國人民解放軍後字 236 部隊（軍事醫學科學院）為主，中國科學院、中國醫學科學院、中國醫藥工業公司各派一名人員。

1967年6月，領導小組向參加單位下發《瘧疾防治藥物研究工作協作規劃》，時間為3年；根據專業劃分任務，成立化學合成藥、中醫中藥、驅避劑、現場防治4個專業協作組，後來又陸續成立針灸、兇險型瘧疾救治、瘧疾免疫、滅蚊藥械等專項研究的專業協作組。各專業協作組負責落實協作計劃、進行學術與技術交流，任務執行時各單位之間的協作則會隨着一些外界環境的變化而改變。當時中醫中藥、針灸防治瘧疾研究小組組長單位為中國醫學科學院藥物研究所；副組長單位為上海針灸研究所和後字 236 部隊，1969 年中醫研究院中藥研究所加入。這個研究小組參與單位有近 20 家，除發現青蒿素之外，還有許多其他的研究成果，如對常山乙鹼的改造、從植物鷹爪和陵水暗羅中分離出有效抗瘧單體鷹爪甲素和一種名為暗羅素的金屬化合物等。尤其是在對鷹爪甲素進行化學結構研究中，發現其為過氧化物，這為後來研究併合成新抗瘧藥提供了思路，並且在確定青蒿素的結構過程也起到十分重要的啟發作用 。

傳統藥物篩選

「523任務」制定的《中醫中藥、針灸防治瘧疾研究規劃方案》第二項為「民間防治瘧疾有效藥物和療法的重點調查研究」。該方案的備註中列出了根據文獻調查提出的作為重點研究的藥物，其中列有青蒿（排在第5位）。但是，在之後的記錄中沒有發現有關青蒿篩選的相關記載。

1969 年，中醫研究院中藥研究所（簡稱「北京中藥所」）加入「523 任務」的「中醫中藥專業組」。北京中藥所於1969 年 1 月接受「523 任務」，並指定化學研究室的屠呦呦擔任組長，組員是余亞綱和郎林福。

1969年4月，中醫研究院革委會業務組編成了收集有640餘方的《瘧疾單秘驗方集》。該驗方集與當時其他文獻類似，都是把與常山相關的驗方列在最前面，其中第 15 頁記載有青蒿，但並未對青蒿有特別的關注。

1970年，「全國523辦公室」安排軍事醫學科學院的顧國明到北京中藥所協助他們從傳統中藥中尋找抗瘧藥物。余亞綱查閱中醫藥文獻，並且以1965年上海市中醫文獻館出版的《瘧疾專輯》為藍本，進行整理分析後列出重點篩選的藥物為：烏頭、烏梅、鱉甲、青蒿等。他們共用水煎或乙醇提取，篩選了近百個藥方，北京中藥所檔案顯示，從 1970 年 2 月開始，屠呦呦小組一共送了10批166種樣品到軍事醫學科學院進行檢測，其中第8批中最後一個藥物為雄黃，抑制率為 100%；第 9 批中也出現了幾次雄黃，抑制率均在 90% 以上；青蒿出現在第 10 批樣品中，抑制率顯示為 68%，其提取溶劑為乙醇。

青蒿素的發現

1971 年 5 月 21 日～6 月 1 日全國瘧疾防治研究工作座談會在廣州召開，會後，北京中藥所重新組織了研究小組，屠呦呦仍任組長，與組員鍾裕蓉繼續提取中藥，郎林福和劉菊福做動物試驗。根據北京中藥所的藥物篩選記錄，1971 年 7 月 26 日篩選（序號 16）青蒿抑制率 12%，9 月 1 日（序號 114）青蒿醇抑制率 40%，10 月 4 日（序號 191）青蒿乙醚抑制率達 100%。1971 年 1月起，屠呦呦小組開始大量提取青蒿乙醚提取物，並於當年 6 月底完成了狗的毒性試驗。為了能儘快開展臨床試驗，在當年對青蒿乙醚提取物對狗的毒性試驗結果尚存在一定爭議的同時，6～8月期間，屠呦呦、郎林福、岳鳳仙與章國鎮、嚴述常、潘恆傑、趙愛華、方文賢先後以不同劑量分作兩批進行了青蒿乙醚中性提取部分的自體試服，均未出現明顯的毒副作用。

1972 年 3 月 8 日，屠呦呦作為北京中藥所的代表，在「全國 523 辦公室」主持的南京「中醫中藥專業組」會議上作題為《用毛澤東思想指導發掘抗瘧中草藥工作》的報告，報告了青蒿乙醚中性粗提物的鼠瘧、猴瘧抑制率達 100% 的結果，引起全體與會者的關注。資料顯示，復篩時屠呦呦從本草和民間的「絞汁」服用的說法中得到啟發，考慮到有效成分可能在親脂部分，於是改用乙醚提取，這樣動物效價才有了顯著提高，使青蒿的動物效價由 30%～40% 提高到 95% 以上 。

1972 年 8月，屠呦呦帶隊在海南島開展青蒿乙醚中性提取物的臨床療效試驗。期間，倪慕雲設計了色譜柱分離的前處理，使青蒿乙醚提取物中性部分的抗瘧作用再次得到提高。鍾裕蓉從文獻獲知硅膠柱分離中性化合物更有效，於是便與助手崔淑蓮在倪慕雲柱前處理的基礎上，按文獻提供的方法用硅膠柱層析，石油醚-乙醚（後改為石油醚-乙酸乙酯）梯度洗脫，分離乙醚中性提取物。 1972 年 11月8日，改用上海試劑廠生產的硅膠柱分離，然後用石油醚和乙酸乙酯-石油醚（不同比例）多次洗脫。最先獲得少量的針狀結晶，編號為「針晶Ⅰ」（No.1 或針 1）；隨後洗脫出來的針狀結晶編號為「針晶Ⅱ」（No.2 或針 2）；再後來得到的另一種方形結晶，編號為「結晶Ⅲ」（No.3 或方晶）。同年 12 月初，經鼠瘧試驗證明，「針晶Ⅱ」是唯一有抗瘧作用的有效單體。此後，北京中藥所向「全國 523 辦公室」匯報時，將抗瘧有效成分「針晶Ⅱ」改稱為「青蒿素Ⅱ」，有時也稱青蒿素。再後，北京中藥所均稱「青蒿素Ⅱ」為青蒿素。

其他藥物發現

1972 年 10 月 21日山東省寄生蟲病研究所研究人員在用乙醚及酒精對山東產的黃蒿進行提取，經動物試驗，獲得較好的效果後，向「全國 523 辦公室」作了書面報告並指出：黃花蒿的提取物抗鼠瘧的結果，與北京中藥所青蒿提取物的實驗報告一致。當年 11月，山東省中醫藥研究所從山東省泰安地區采來的黃花蒿（Artemisia annua L.）中分離提取出 7 種結晶，其中第 5 號結晶命名為「黃花蒿素」，具有抗瘧作用。1972 年底，雲南「 523 辦公室」副主任傅良書得知了北京中藥所青蒿研究的情況後，提出利用當地植物資源豐富的有利條件，對菊科蒿屬植物進行普篩。

1973 年春節期間，羅澤淵在雲南大學校園內發現了一種一尺多高、氣味很濃的艾屬植物——「苦蒿」，當下采了樣本，帶回所里曬乾後進行提取。結果發現「苦蒿」的乙醚提取物有抗瘧效果，復篩後結果一樣 。他們邊篩選邊提取，當年 4 月，羅澤淵分離得到抗瘧有效單體「苦蒿結晶Ⅲ」，後改稱為「黃蒿素」。

結構測定

1973 年初，北京中藥所開始着手對青蒿素Ⅱ進行結構測定，但由於化學研究力量和儀器設備薄弱，結果太理想。 自 1974 年 2 月到 1976 年間，北京中藥所先後派出倪慕雲、鍾裕蓉、樊菊芬和劉靜明到中國科學院上海有機化學研究所（簡稱「有機所」）參與結構測定工作。

1975 年，屠呦呦與中國科學院生物物理研究所（簡稱「生物物理所」）取得聯繫並開展協作，用當時國內先進的 X 衍射方法測定青蒿素的化學結構。在 1975 年底至 1976 年初得到了青蒿素的晶體結構；後經梁麗等在精細地測定反射強度數據的基礎上，確立了青蒿素的絕對構型。

臨床驗證

1973 年 9 月，北京中藥所研究人員帶上所里分離獲得的青蒿素Ⅱ100 多克赴海南開展臨床驗證，一共做了 8 例臨床，其中惡性瘧 5 例、間日瘧 3 例。結果顯示，青蒿素對間日瘧有效，但是未能證明對惡性瘧的效果。 1974 年 5 月中上旬，山東省黃花蒿協作組在山東巨野縣城關東公社朱莊大隊用黃花蒿素對 10 例間日瘧患者進行臨床觀察，效果很好。9 月8日，雲南臨床協作組的陸偉東、王學忠帶着黃蒿素到雲縣、茶坊一帶進行臨床效果觀察。並且提供藥給廣東中醫學院的李國橋率醫療隊開展的腦型瘧的救治以及「7351」 的臨床驗證等工作。到當年年底，廣東醫療隊共驗證了18 例，其中惡性瘧 14 例（包括孕婦腦型瘧 1 例、黃疸型瘧疾 2 例）、間日瘧 4 例。匯集之前雲南協作組驗證的 3 例患者，雲南提取的黃蒿素首次共驗證了 21 例病人，其中間日瘧 6 例、惡性瘧 15 例，全部有效。此次試驗明確了黃蒿素對惡性瘧疾的效果 。

1975 年 4 月，在成都召開了「523 任務」中醫中藥專業座談會。由於李國橋等用黃蒿素治療惡性瘧取得了良好效果，制定了當年的研究計劃，開始進行全國範圍內的臨床驗證。

截至 1978 年 11月青蒿素（包括黃花蒿素、黃蒿素）治療瘧疾科研成果鑑定會時，參與青蒿及青蒿素研究和協作的單位有 45 家之多。這些單位用青蒿粗製劑、青蒿素共進行了 6555 例的臨床驗證，用青蒿素製劑治療的有 2099 例，其中惡性瘧 588 例（含腦型瘧 141 例）、間日瘧 1 511 例 。

青蒿素改造

青蒿素對瘧疾具有速效、低毒的特點，但是用後其「復燃率」很高，而且只能口服，生物利用度低，且因溶解度小而難以製成注射劑液用於搶救嚴重病人。 1976 年 2 月，「全國 523 辦公室」將青蒿素結構改造的任務下達給中國科學院上海藥物研究所（簡稱「上海藥物所」）。上海藥物所發現雙氫青蒿素的效價比青蒿素高 1 倍。由於雙氫青蒿素的分子中存在半縮醛的結構，性質不夠穩定，而且溶解度也未見改善，李英等又從雙氫青蒿素出發合成了它的醚類、羧酸酯類和碳酸酯類衍生物。顧浩明等通過動物試驗，發現幾十個衍生物的抗瘧活性幾乎都高於青蒿素；其中，SM224（後命名為「蒿甲醚」）的油溶性大、性質穩定，抗瘧活性是青蒿素的 6 倍，因而被選中為重點研究對象。

1977 年 8 月，桂林製藥廠劉旭等設計合成了10 多個青蒿素衍生物；其中雙氫青蒿素的琥珀酸半酯在鼠瘧篩選中抗瘧效價比青蒿素高 3～7 倍，可生成溶於水的鈉鹽，用於製備水溶性靜脈注射劑，是救治重症瘧疾的速效、方便使用的劑型。 1978 年 7～9 月，在完成藥學、藥理、藥代、藥效、毒理、製劑等實驗研究後，領導小組批准蒿甲醚在海南島進行首次臨床試驗，臨床試驗證明療效很好。 20 世紀 80 年代初，青蒿素類單藥（青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯）問世不久，仍在臨床試驗階段，對惡性瘧表現出高效、速效和低毒的治療效果，但3～5天療程殺蟲不徹底，易復燃，在長期廣泛使用單藥時可能會使瘧原蟲較快產生抗性。

1990 年，北京中藥所邀請中國醫學科學院藥物研究所、軍事醫學科學院微生物流行病研究所等單位討論，認為雙氫青蒿素是蒿甲醚和青蒿琥酯的體內活性代謝產物，而且生產成本較低，可以作為開發對象。於是啟動了對雙氫青蒿素的抗瘧藥理、毒理和安全性的評價，後由廣州中醫學院進行臨床試驗，先後在海南島收治惡性瘧患者 349 例。其中，7 天療程總劑量 480 毫克治療了 239 例，觀察 28 天后，發現治癒率達 97.5%，結果表明雙氫青蒿素具有良好的抗瘧效果。

青蒿素組方

1982 年下半年，軍事醫學科學院周義清和滕翕和向中國青蒿素及其衍生物研究指導委員會提出「合併用藥延緩青蒿素抗性產生的探索研究」立題申請，得到批准，並提供啟動經費。鄧蓉仙、滕翕和組織自主研發的本芴醇（也是「523 任務」期間的成果之一）與青蒿素組方既顯示出速效的特點，又有治癒率高的優點。最後經過鼠瘧、猴瘧的各種實驗之後發現蒿甲醚和本芴醇 1:6 配比適宜，並於 1992 年完成了全部研究工作。

為了進一步提高療效，縮短療程，延緩抗藥性的產生，中國科學家用青蒿素及其衍生物與「523 任務」期間或之後化學組研究人員研發的新化學抗瘧藥配伍，不僅發明了蒿甲醚本芴醇複方（coartem），還有雙氫青蒿素磷酸哌喹複方（artekin）、青蒿素磷酸萘酚喹複方（arco）、複方哌喹片（CV8）、青蒿素-哌喹片（artequick）等。

青蒿素類抗瘧藥組成複方或聯合用藥（ACTs），已被世界衛生組織（WHO）確定為全球治療瘧疾必須使用的唯一用藥方法。利用青蒿素類藥複方加服小劑量的伯喹治療現症病人以阻止瘧疾傳播的技術，也被 WHO 確認和推薦。 2016年，科學雜誌《eLife》刊登，德國馬克斯普朗克分子植物生理學研究所專家發明了利用COSTREL方法從煙草中大量提取青蒿素的方法。

2019年6月17日，新華社電，經過三年多科研攻堅，屠呦呦團隊在「抗瘧機理研究」「抗藥性成因」「調整治療手段」等方面終獲新突破，提出新的治療應對方案：一是適當延長用藥時間，由三天療法增至五天或七天療法；二是更換青蒿素聯合療法中已產生抗藥性的輔助藥物。國際頂級醫學權威期刊《新英格蘭醫學雜誌（NEJM）》刊載了屠呦呦團隊該項重大研究成果和「青蒿素抗藥性」治療應對方案。

製備方法

化學合成

1983 年，化學家 Hofheinz W 等通過化學研究發現了青蒿素的化學合成方法，以（－）－2－異薄勒醇為原料，利用光氧化反應引進氧基得到中間體，再經過環合反應合成了最終產物。合成倍半萜內酯，主要有兩個限速步驟：倍半萜母核的摺疊和環化；含過氧橋的倍半萜內酯的形成程。

1986 年，中國科學家周維善以 R －（+）－ 香茅醛為原料合成了青蒿素。但由於合成步驟繁瑣，總收率較低，甚至不到 1% ，尚未實現工業化的可行性測評。

生物合成

青蒿素存在於中草藥青蒿的花葉中，莖中不含有，是一種含量非常低的萜類化合物，生物合成途徑非常複雜。 目前可通過三種方式進行青蒿素的生物合成，一是通過對控制青蒿素合成的關鍵酶進行調控，添加生物合成的前體來增加青蒿素的含量； 二是激活關鍵酶控制的基因，大幅度增加青蒿素的含量； 三是利用基因工程手段改變關鍵基因，以增強它們所控制酶的作用效率。

生物合成過程中，青蒿素的含量受光照、外源激素、芽分化等生理生態因子的影響很大，溫度對於生物合成也有極大影響，通過試驗研究發現，青蒿幼苗在 40 ℃ 條件下，處理36 h 後，青蒿素的質量分數提高到最大為 68%。

除青蒿之外，其它植物也可以合成青蒿素，2011年研究人員從煙草中合成青蒿素。此方法與傳統化學方法相比，所用的化學試劑大大減少，有利於環境的保護，且該生物合成方法的受體為煙草，在中國較為廣泛，因此原料來源較為豐富，但不足的是用煙草合成青蒿素過程中的某些反應基質並不清楚，還有待開發，但該合成方法仍有較好的工業應用前景。

提取純化

分離純化工藝主要有溶劑外加能量協助提取法、提取重結晶法、超臨界 CO2 萃取法和溶劑提取層析法 。 溶劑提取重結晶法一般採用的溶劑汽油法，乙醇法和鹼水提取酸沉澱法進行生產，此類方法明顯增加了青蒿素植物的有效利用率。

鹼水提取酸沉澱法：取一定量的青蒿枝葉乾粉加入乙醇攪拌浸提，得到乙醇提取液，減壓乾燥，將其溶於乙醚-水兩相溶液中，分別得到青蒿素和青蒿酸。此種方法的青蒿酸收率達到 90% ，青蒿素的提取率為 57% 。

乙醇法：取一定量的青蒿枝葉乾粉，用稀乙醇浸泡 24 h，得到乙醇提取液，將其注入連續萃取裝置，再用含苯和乙酸乙酯的溶劑汽油萃取，得到醇相和萃取相，醇相可循環使用，萃取相用活性炭脫色，過濾，回收溶劑，然後得到濃溶液，再冷卻結晶得到青蒿素粗晶物，再用乙醇重結晶得到青蒿素成品。此方法有收率較高，成本較低，步驟較少，操作簡單，安全等優點。

溶劑汽油法：取一定量的青蒿枝葉乾粉，用 8～10 倍 120 號溶劑汽油浸泡 3 次，得到溶劑汽油提取液，再減壓濃縮並放置結晶，得青蒿素粗品，用少量 120 號溶劑汽油多次洗滌，50% 乙醇醇結晶 2 ～3 次，最終得到青蒿素白色針晶。此種方法工藝步驟簡便，容易大批量生產使用。

溶劑提取層析法有三種提取方法，分別是丙酮- 硅膠柱層析法、低沸汽油-超短粗型球狀擴孔硅膠層析法、乙烷提取-乙烷/乙腈-硅膠柱層析法。

理化性質

物理性質

青蒿素的分子式為C15H22O5，分子量282.34。它是一種新型倍半萜內酯，具有過氧鍵和δ-內酯環，有一個包括過氧化物在內的1，2，4-三噁烷結構單元，這在自然界中是十分罕見的，它的分子中包括有7個手性中心。它的生源關係屬於amorphane類型，其特徵是A、B環順聯，異丙基與橋頭氫呈反式關係，青蒿素中A環碳架被一個氧原子打斷。

青蒿素為無色針狀結晶，溶點為156～157 ℃ ， （C= 1.64 氯仿）。易溶於氯仿、丙酮、乙酸乙酯和苯，可溶於乙醇、乙醚，微溶於冷石油醚，幾乎不溶於水。因其具有特殊的過氧基團，它對熱不穩定，易受濕、熱和還原性物質的影響而分解。

IR譜（KBr）具有一個六元環內酯（1745 cm）和過氧基團（831，881，1115 cm-1）。不含雙鍵，無紫外吸收。高分辨質譜（m/e 282.1472 M+）及元素分析（C 63.72%，7.86%）。 結晶學參數：空間群 ，晶胞參數 a= 24.098 Å， b= 9.468 Å， C= 6.399 Å。

密度：實驗 d0= 1.30 g/ cm3，計算 d0= 1.294 g/ cm3，單胞中分子數Z= 4。

化學性質

過氧基團反應 青蒿素與三苯基磷反應可以證明青蒿素含有一個當量的過氧基，其做法是青蒿素在三苯基磷和二甲苯溶液中通氮氣回流，再加甲醛及水攪拌，水洗有機層，合併水層及酸性溶液，加鹼後，用無過氧化物乙醚提取，無水硫酸鈉乾燥，除去乙醚，測得三苯基磷重量，結果證明消耗三苯基磷克分子數與青蒿素相近。 顯色反應 顯色反應是用以鑑定青蒿素簡單可行的方法，報道較多，主要有以下幾種：

1. 對二甲氨基苯甲醛縮合反應：取實驗產品青蒿素約10 mg，加乙醇2 mL溶解，加對二甲氨基苯甲醛試劑1 mL置水浴上加熱，溶液呈藍紫色反應。
2. 異羥肟酸鐵反應：取樣同（1），溶於1 mL甲醇中，加入 φ= 7% 鹽酸羥胺甲醇溶液4～ 5滴，在水浴上加熱至沸，冷卻後加稀鹽酸調至酸性，再加入φ= 1% FeCl3，乙醇溶液1～ 2滴，溶液呈紫紅色反應。
3. 2，4-二硝基苯肼反應：取樣同（1），溶於1 mL 氯仿後，滴於濾紙片上，以2，4-二硝基肼試液噴灑，在80℃烘箱中烘10 min，產生黃色斑點。
4. 鹼性間二硝基苯反應：取樣同（1），溶於2 mL乙醇中，加入φ= 2%間二硝基苯的乙醇液和飽和的KOH乙醇液各數滴，水浴微熱，溶液呈紅色反應。

氫解反應

青蒿素在含有鈀-碳酸鈣的甲醇溶液中，在常溫、常壓下催化氫化，過氧化物被還原成化合物Ⅲ（右圖）。在此反應過程中，反應最初所得為油狀物，若將其溶於有少量丙酮的正己烷中，需放置4～5 d，變為化合物Ⅲ的晶體，而在重氮甲烷中則甲酯化得到甲酯化合物Ⅳ

還原反應

青蒿素溶於甲醇，在冰浴中（0～ 5℃）攪拌分次慢慢加入固體硼氫化鈉，加完後繼續攪拌半小時。反應液用冰醋酸中和，減壓除去溶媒，即得到化合物Ⅴ（右圖）的粗結晶產物，它是用硼氫化鈉還原青蒿素而得到的半縮醛化合物。如用鈀-碳酸鈣在常溫常壓下進行催化氫化，則會失去氧而得到環氧化合物。

與鹼反應

青蒿素加甲醇溶解，另取碳酸鉀溶於水，將此碳酸鉀溶液在攪拌下緩緩加入青蒿素甲醇溶液，使成均勻混和成澄清液，在20～ 22℃恆溫1 h，加入水，用乙醚提取兩次，醚層用少量水洗2次，水層用φ= 10%鹽酸酸化至pH= 2，再用乙醚提取3次。乙醚層用水洗至中性，經無水硫酸鈉乾燥2～ 3 h，乙醚層減壓抽乾，所得殘餘物放冰箱過液，有半固體析出，加少許甲醇，冷卻，析出針狀結晶，即為化合物Ⅵ ，過濾再結晶一次，則得到更精製的結晶。

與酸反應

青蒿素加入到冰醋酸-濃 H2SO4 混合液中搖勻，使溶解，25℃ 放置 16～17 h，溶液呈淺棕黃色微帶熒光，將反應液倒入等體積冰水中，攪勻，用氯仿提取3次，氯仿層用水沖洗至中性，無水硫酸鈉乾燥，減壓除去有機溶劑，得粗結晶，重結晶 2 次，即得化合物Ⅶ（右圖）的片狀結晶，熔點 144～ 146℃ ， （C= .2.1 氯仿）。

應用領域

提到青蒿素，人們首先會想到它的抗瘧疾功用，WHO 認為，青蒿素是治療瘧疾耐藥性效果最好的藥物，以青蒿素類藥物為主的聯合療法，也是當下治療瘧疾的最有效最重要手段。但是近年來隨着研究的深入，青蒿素其它作用也越來越多被發現和應用研究，如抗腫瘤、治療肺動脈高壓、抗糖尿病、胚胎毒性、抗真菌、免疫調節等。

抗瘧疾

瘧疾（俗稱：打擺子寒熱病）屬於蟲媒傳染病，是受瘧原蟲感染的按蟲叮咬人體後而引起的一種傳染病，長時間多次發作後出現可肝脾腫大，且伴隨貧血等症狀。瘧疾能夠得到一定程度的治療，青蒿素功不可沒。青蒿素結構中過氧鍵具有氧化性，是抗瘧的必需基團。作用機理是青蒿素在體內產生的自由基團與虐原蛋白結合，改變瘧原蟲的細胞膜結構。自由基團與瘧原蛋白結合之後會使線粒體的雙層膜脹裂，最終脫落，導致瘧原蟲的細胞結構和功能受到破壞，同時細胞核內的染色質也會受到一定的影響。另一方面，氨基酸是構成蛋白質的基本物質，青蒿素作用後。瘧原蟲對異亮氨酸的吸收減少，導致蟲體蛋白的合成受阻。黃花蒿不僅可以殺滅病原蟲，還具有抗血吸蟲作用、治療弓形蟲感染作用、抗卡氏肺孢子蟲作用、抗球蟲作用等。經臨床試驗證明，青蒿素及其衍生物在治療瘧疾的過程中，並未發現特別明顯的副作用。

抗腫瘤

惡性腫瘤是危害人類健康的第一大殺手，若不及時醫治則會危害生命安全。體外實驗表明，一定劑量的青蒿素可以使肝癌細胞、乳腺癌細胞、宮頸癌細胞等多種癌細胞的凋亡，明顯抑制癌細胞的生長。研究發現，青蒿素可以調控腫瘤細胞的周期蛋白表達，增強 CKIs 作用，導致腫瘤細胞周期阻滯；或者導致細胞凋亡，抑制腫瘤血管生成等來抵抗腫瘤的發生和發展。青蒿素對白血病的治療，是通過作用在白血病細胞的細胞膜，增加膜的通透性，改變滲透壓，導致細胞內的鈣離子濃度升高，從而能激活鈣蛋白酶，使其細胞膜脹裂，同時加速促使細胞凋亡物質的釋放，增加細胞凋亡速度。

治療肺動脈高壓

肺動脈高壓（PAH）是肺動脈重構為特徵和以肺動脈壓力升高到一定界限的病理生理狀態，可以是併發症或綜合徵。青蒿素用於治療肺動脈高壓：通過舒張血管降低 PAH 患者的肺動脈壓力，改善症狀。Zaiman 等發現青蒿素具有抗炎作用，青蒿素及其內核物質對多種致炎因子有抑制作用，且還可以抑制炎性介質產生一氧化氮；青蒿素具有免疫調節作用；馮義柏等通過實驗研究發現，青蒿素能夠抑制血管內皮細胞、血管平滑肌細胞的增殖，進而在PAH 的治療過程中發揮着重要作用；青蒿素能夠抑制基質金屬蛋白酶的活性，從而抑制肺血管重構；青蒿素可以抑制 PAH 相關細胞因子的表達，進一步增強青蒿素抗血管重構作用。

免疫調節

研究發現，青蒿素及其衍生物的使用劑量在不會引起細胞毒性的情況下，能夠較好的抑制T淋巴細胞絲裂原，從而誘導小鼠脾臟淋巴細胞的增殖。這一發現對於治療T淋巴細胞所介導的自身免疫性疾病，有很好的參考價值。青蒿玻醋具有增強非特異性免疫的作用，能夠使小鼠血清的總補體活性提高。雙氫青蒿素對於B淋巴細胞的增殖，能起到直接的抑制作用，從而減少B淋巴細胞對自身抗體的分泌，減輕體液免疫反應，對體液免疫有一定的抑制作用，減少了免疫複合物的形成。

抗真菌

青蒿素的抗真菌作用也使得青蒿素表現出了一定的抗菌活性。研究證實青蒿素的渣粉劑和水煎劑對炭疽桿菌、表皮葡萄球菌、卡他球菌、白喉桿菌均有較強的抑菌作用，對結核桿菌、綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌、痢疾桿菌等也具有一定的抑菌作用。

抗糖尿病

2016年12月1日，《細胞》雜誌上的一項研究表明，青蒿素或許還可以拯救糖尿病患者。來自奧地利科學院CeMM分子醫學研究中心等機構的科學家發現，青蒿素能夠讓產生胰高血糖素的α細胞「變身」產生胰島素的β細胞。青蒿素結合了一個稱為gephyrin的蛋白。Gephyrin能夠激活細胞信號的主要開關 — GABA 受體。隨後，無數的生物化學反應發生變化，導致了胰島素的產生。另一項研究表明，在小鼠模型中，注射 GABA 也能導致α細胞轉化為β細胞，表明兩種物質靶向了相同的機制，但青蒿素的長期作用需要進一步測試。

檢測方法

青蒿素檢測的方法包括化學分析法、光譜分析法、色譜分析法、生物學方法等。

化學分析法中的碘量法是利用氧化還原性質對青蒿素進行定量分析的經典方法。而改進的橋式有機過氧物碘量法以 2.5 mol·L-1硫酸-無水乙醇為酸性介質，減少碘的自身氧化，提高了此法的準確性。但該法操作相對繁雜，目前已少用。生物化學法以其專一性強、靈敏度高的優點受到青睞，而使用特異性強的酶聯免疫法（ELISA 法）、放射免疫分析法（RIA法）等定量分析青蒿素時通常會遇到成本高、操作複雜等問題，不具有普遍性。目前應用較多的是紫外光譜分析法和高效液相色譜法。

光譜分析法

青蒿素僅在紫外區 203 nm 處有極弱的末端吸收，不能直接採用紫外分光光度法（UV法）檢測。因此需要將青蒿素通過鹼或酸溶液進行衍生後才能產生具有紫外吸收的化合物（α、β－不飽和酮酸鹽），在波長 292 nm 或 260 nm 處進行紫外檢測。UV、高效液相色譜紫外檢測法（HPLC－UV）都是基於以上原理。這類方法操作步驟煩瑣、費時，經過鹼、酸衍生化處理後青蒿素結構易受到破壞，產生含量損失。青蒿素類似物也易參與衍生，產生多個雜峰，使檢測準確性受到影響。青蒿素無熒光生色團，在測定人體血液或尿液中含量時需與其他物質作用間接通過熒光光譜分析法（XRF法）得到結果。雖然靈敏度有所提高，但過程相對複雜。

色譜分析法

薄層色譜法和氣相色譜法

薄層色譜法（TLC）是快速分離和定性分析少量物質的一種很重要的實驗技術。中國藥典 2010年版以石油醚（60 ～ 90 ℃） － 乙醚（ 4 :5） 為展開劑，2% 香草醛的 10% 硫酸乙醇溶液為顯色劑，並規定該法為青蒿素的鑑別方法。薄層色譜掃描法（TLCS） 應用於青蒿素的定量分析具有靈敏度及分辨率高的優點，但重現性、可比性欠佳。

氣相色譜法（GC）不宜直接用於青蒿素的定量分析，這是由於青蒿素具有熱不穩定性，170 ℃ 以上就會開始分解。因而，只有通過尋找分解產物與青蒿素之間的線性關係來間接實現定量。

蒸發光散射檢測法

蒸發光散射檢測法是將色譜儀與蒸發光散射檢測器（ELSD）聯用的一種新型色譜技術。恆定流速的色譜儀洗脫液進入 ELSD 後被高壓氣流霧化，形成小液滴進入蒸發室。流動相及低沸點組分被蒸發而剩下的高沸點組分小液滴進入散射池。光束穿過散射池時被散射，光電管接收散射光最終通過計算機得到有效的色譜圖。基於以上測試原理，該檢測器具有響應值不依賴於樣品光學性質的特點，對熱不穩定和揮發性化合物亦有較高靈敏度。尤其是對無紫外或紫外末端吸收的大分子有機化合物的檢測顯示出極大的優越性，準確度優於 UV 檢測。國內外均有研究者將該技術應用於青蒿素分析測定。 惠玉虎等建立 HPLC － ELSD 測定黃花蒿提取物中青蒿素的方法，以乙腈－ 水（ 69 : 31）為流動相，檢測器溫度為 45 ℃。發現青蒿素在 0. 5893 ～5. 8935 mg·mL-1時面積對數值與其濃度對數值有良好的線性關係（ r = 0. 989） ，樣品平均回收率為98. 71% 。 Peng 等用 HPLC － ELSD 和 GC 方法對青蒿素及青蒿酸進行了定量分析，2 種方法檢測限分別為 50 ng·mL-1和 30ng·mL-1。實驗發現HPLC － ELSD 的檢測是基於青蒿素的整個分子結構，與 LC 聯合使用更有利於提高 ELSD 的靈敏度。而 GC 主要是依靠青蒿素的分解產物，適用於青蒿酸的檢測分析。 張東等用 HPLC － ELSD 測定青蒿素片中青蒿素的含量，成功得克服了輔料對青蒿素測定的干擾。通過建立標準曲線發現青蒿素在1. 002 ～ 4. 008 μg·mL-1內呈現良好的線性關係，實現了微量青蒿素的測量。該法比採用反相 HPLC法的定量下限降低了 1 個數量級，客觀反映了青蒿素的含量。 Teresa Carbonara 等利用 HPLC －ELSD 建立了青蒿素及咖啡酸、綠原酸、3，4 － 二咖啡酰奎寧酸的標準曲線，並測定了青蒿葉不同提取時間水提物中青蒿素的含量。HPLC － ELSD 用於青蒿素的定量分析簡化了操作步驟，提高了實驗效率。具有準確度高、專屬性強、結果準確等優點。

超臨界流體色譜法

超臨界流體色譜（SFC） 技術是一種以固體吸附劑（如硅膠）或鍵合到載體（或毛細管壁）上的高聚物為固定相，以超臨界流體為流動相的色譜法。SFC 通過控制壓力調節流動相的密度實現對被分離物質溶解度的調節，使不同物質分離。超臨界流體的溶解能力強，流動性好，傳質速率快，使該法具有分析速度快、選擇性好、分離效率高、分析條件溫和等優點。SFC 可以與 GC 和 HPLC 所用的檢測器聯用，SFC 用於青蒿素的分析有快速、專一性強的特點。 Marcel 等採用 CO2－ SFE 技術從黃花蒿中提取青蒿素，壓力 15.15 MPa、溫度 50 ℃，並用 3% 甲醇做夾帶劑，在 20 min 內完成了提取過程，緊接着用超臨界流體色譜結合火焰離子化檢測器（SFC － FID） 進行定量分析。此連續過程不需要對萃取物進一步純化和前處理，並排除了色素的干擾，節省了大量的時間與精力，產量高於固相萃取法。 Mount 等用電子捕獲 － 超臨界流體色譜（SFC －ECD） 技術測定了血液中青蒿素和蒿乙醚的含量，檢測限分別為 20 ng·mL-1和 5 ng·mL-1。青蒿素在空氣中的穩定性較差，而 SFC 在青蒿素自然分解溫度以下亦具有很好的溶解性，從而保證了檢測的準確性。降低 SFC 流體中氧氣和水分的含量是檢測限的重要保證。

毛細管電泳法

毛細管電泳電導法

當高頻電導施加到激勵電極上時，電極、毛細管及管內溶液構成了一個電容導通結構，毛細管內溶液的高頻電導信號與溶液電導呈線性關係，而溶液電導是溶液離子濃度的函數，故可通過測定高頻電流定量組分濃度。使用毛細管電泳電導法測定青蒿素不需要衍生，省去了前處理過程，快速準確。 黃寶美等以 Tris － H3BO3為電泳介質，乙醇為有機添加劑，在 15 kV 高壓、pH=9.0 的條件下，通過建立標準曲線對石油醚中的青蒿素進行了含量分析，檢出限為 3. 2 mg·L-1。若使用分光光度法檢測雙氫青蒿素需加鹼或加酸並加熱發生開環反應，影響因素較多，靈敏度和特異性較差。 翟海雲等採用非接觸式電導的毛細管電泳（CE） 高頻電導法在 5 min 內實現對雙氫青蒿素的分離檢測，其峰面積與濃度在 3. 0 ～ 165 μg·mL-1範圍線性關係良好，檢出限為1.0 μg·mL-1，回收率達 98. 0% ～ 103%。 。 流動注射 － CE CE 與流動注射（FI） 聯用技術是分析化學的一個新的發展方向，它將樣品的自動化注入、在線轉化衍生和分離測定等過程有機地集成了一個簡便、快速的分離測定體系。陳宏麗等用 FI － CE 測定了石油醚超聲提取的青蒿素含量，採用具有加熱環的泵將青蒿素和氫氧化鈉溶液反應 3 min 後的樣品直接注入毛細管中，並用紫外檢測器於 292 nm 處進行分析，檢測限達 5.93 μg·m L-1。一次轉化反應時間和電泳分離時間約 15 min，這個 FI － CE 體系可達到每 1 小時 8 次 的 進 樣 頻 率。 而 采 用 傳 統 的 柱 前 衍 生HPLC 方法完 成 1 次 分 析 則 需 花 費 1 h。 Cheng等將 FI － CE 體系進一步微縮成芯片大小，將毛細管的有效長度從 55 cm 縮短到了 6.5 cm，並通過正交試驗優化了試驗條件，在 2 min 之內完成分析，大大節省了分析時間、提高了進樣頻率、減少了樣品與試劑的消耗，但該方法存在重現性差的缺點。

紅外光譜法

紅外光是波長在 2500 ～ 25000 nm（波數為 4000 ～ 400 cm-1）的電磁波，有機化合物在此範圍由基頻、倍頻或合頻等不同類型的吸收峰產生，其譜帶的數目、位置、形狀和強度均隨化合物及其聚集態的不同而異，這使得紅外光譜（IR）法能有效反映出化合物中不同特性基團的結構特徵，從而可獲取化合物的分子結構特徵。因此，人們較多採用 IR 進行青蒿藥材的 FT － IR 指紋圖譜研究。

昆明地區青蒿素標準品紅外管譜圖 原圖鏈接

孫鵬等用 FT － IR 法對青蒿進行了紅外指紋圖譜研究，對所建圖譜進行了特徵峰指認及相關係數對比； 並建立了不同產地青蒿藥材 FT － IR 指紋圖譜的 SAS 9. 0 軟件聚類分析和主成分分析方法，對不同產地青蒿藥材的鑑別及質量控制提供了科學依據。

Camps C 等利用手持式近紅外光譜掃描設備對乾燥的青蒿葉粉末樣品中青蒿素的含量進行測定，以紅外圖譜中 1750 cm-1 處青蒿素的特徵吸收峰作為分析對象進行定量分析。該方法無需樣品的前處理，並具有用量少，分析速度快，不破壞樣品的特點，但由於紅外光的能量不高，所以 IR 定量的誤差較大。

電分析法

電化學分析是一種利用物質的電學和電化學性質來進行檢測的一種方法，其靈敏度及準確度都很高，所需設備簡單且易於實現自動化的微型化。

楊培慧等研究了青蒿素在不同電極上的電化學行為，發現在 20% 乙醇的 Britton － Rob-inson 緩衝溶液（p H = 7.2）中，青蒿素在銀電極與玻碳電極上分別有一還原峰，並利用還原峰信號，採用二次微分線性掃描伏安法建立了青蒿素定量分析方法，在銀電極上檢測限達到 2.0X10-6mol·L-1。該法可應用於人工合成樣品分析，回收率高於 UV 法，同時避免了前處理對青蒿素的破壞，更方便、快捷。但伏安法測定易受植物組織中雜質干擾，不適於分析植物樣品中的成分。

Reys 等設計了一種電流傳感器，將血紅素固定於氧化鈦修飾的二氧化硅上，在中性磷酸緩衝介質中對青蒿素濃度進行測定。該方法對電極進行修飾後，有較好的重現性及穩定性，適用於藥物的分析檢測。

分布情況

青蒿素主要是從青蒿中直接提取得到的，或提取青蒿中含量較高的青蒿酸，然後半合成得到的。青蒿雖然在世界各地廣泛分布，但青蒿素含量隨產地不同差異極大，具有顯著的生態顯著性。根據研究得知，除了中國部分地區外，世界絕大多數地區生產的青蒿中的青蒿素含量都很低，並無利用價值。

作用機理

與以往的抗瘧藥物不同，青蒿素抗瘧機理的主要作用是通過對瘧原蟲表膜線粒體等的功能進行干擾，首先作用於食物泡膜、表膜、線粒體，其次作用於核膜、內質網，對核內染色質也有一定的影響，最終導致蟲體結構的全部瓦解，而不是藉助於干擾瘧原蟲的葉酸代謝。其作用機制也可能主要是干擾表膜一線粒體的功能，作用於食物泡膜，阻斷營養攝取的最早階段，使瘧原蟲較快出現氨基酸飢餓，從而迅速形成自噬泡並不斷排出於蟲體外，瘧原蟲最終損失大量細胞質而死亡。具體藥理作用分兩步：第一步是活化，青蒿素被瘧原蟲體內的鐵催化，其結構中的過氧橋裂解，產生自由基；第二步是烷基化，第一步所產生的自由基與瘧原蟲蛋白發生絡合，形成共價鍵，使瘧原蟲蛋白失去功能死亡。

衍生物

青蒿素及其衍生物都是一種含過氧化基團的倍半萜內酯化合物。將青蒿素結構中的 C-10位羧基還原成羥基可以得到雙氫青蒿素，而進一步烷氧基化就得到蒿甲醚，而進行酯化就可得到青蒿琥酯。 青蒿琥酯對白血病、大腸癌、黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌和腎癌細胞均有抑制作用。

雙氫青蒿素對胰腺癌、白血病、骨肉瘤和肺癌細胞的抗腫瘤作用甚佳。

蒿澱粉單用或與其他配伍藥合用的協同抗腫瘤作用均比青蒿素要強。

10-(4- 苯基 -1H-1,2,3- 三唑 )- 青蒿素 (5a) 和紫杉醇處理人結腸癌LS174T 細胞系時，能控制獲得性耐藥途徑，恢復紫杉醇的抗癌作用。 蒿甲醚（Artemether）、蒿乙醚（Arteether）等。

百度學術

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