百里香醌是天然存在于黑种草籽中一类植物化学成分，同样也存在于美国人工种植的Monarda fistulosa植物体内，可以通过蒸馏获取植物精油。
百里香醌为黑草籽提取物的主要成分，黑种草籽含黑种草碱(damascenine)，挥发油。油中主含百里香醌(thymoquinone)，黑种草酮(niqullon)，槲皮素(quer-cetin)，皂苷等。
在实验室动物和细胞实验中，百里香醌被证实具有强大的抗炎、抗氧化作用。并且被用于各类心脑血管疾病，糖尿病，神经类疾病，中风和癌症等疾病的研究之中。2016年的一份研究指出，百里香醌也具有抗成瘾性的功效。
在NCBI(美国国家生物技术信息中心)的论文中，通过各种实验，已证明黑种草籽具有以下功效，主要由百里香醌等物质发挥的积极作用。
黑种草
1、抗氧化作用
采用薄层色谱法对黑种草挥发油的抗氧化活性测定发现：黑种草中百里香醌及其组分芹酚、t-茴香脑和4-松油醇均具有抗氧化活性。在脂质体非酶性脂质过氧化和脱氧核糖降解实验中，均能有效清除OH自由基。黑种草挥发油均能显著提高水稻谷胱甘肽- s转移酶、谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)对溴酸钾诱导的氧化应激的抗氧化指标。同样，据报道，在致动脉粥样硬化悬浮液喂养的大鼠中，从黑种草籽油中提取的甲醇提取物和挥发油可以补充血浆中对自由基的平均88%的总抗氧化能力。
2、抗菌作用
黑种草提取物对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)和革兰氏阴性菌(铜绿假单胞菌和大肠杆菌)具有有效的抗菌活性。提取物与链霉素、庆大霉素有协同作用，与大观霉素、红霉素、妥布霉素、强力霉素、氯霉素、萘啶酸、氨苄西林、林可霉素、磺胺甲氧基唑-甲氧苄啶联用也有成瘾作用。这些结果表明提取物具有抗菌功效。采用小鼠巨细胞病毒模型，研究了黑种草对病毒感染后第3天肝脏和脾脏病毒滴度的完全抑制作用，并与血清γ-干扰素(IFN-γ)、巨噬细胞和CD4+T细胞水平的升高相一致。感染第10天，黑种草籽油处理的小鼠肝脏和脾脏中未检测到病毒滴度。结果显示，黑种草通过增加巨噬细胞和IFN-γ产生，对小鼠巨细胞病毒具有显著的抗病毒活性。
3、抗糖尿病作用
在链脲佐菌素 (STZ)诱导的糖尿病大鼠中，黑种草提取物和百里香醌能显著降低血糖水平，提高胰岛素水平。黑种草和百里香醌处理显著增加了胰岛素免疫反应性β细胞的面积。在糖尿病动物中，轴突的超微结构特征也显示出显著的改善，表明黑种草和百里香醌对STZ诱导的糖尿病大鼠的周围神经病变有潜在的治疗作用。黑种草及其成分百里香醌在肝糖异生、葡萄糖在肠道的吸收、血糖水平、模拟葡萄糖诱导胰岛细胞分泌胰岛素方面具有最大的抗糖尿病潜能，改善糖耐量的效果与二甲双胍相当，目前尚未显示出明显的不良反应，毒性非常低。
4、抗癌作用
本实验研究了黑种草籽油和石油醚提取物对人肺癌细胞株的抗癌活性。黑种草籽油(0.10、0.25、0.50、1.00 mg/mL)和黑种草提取物(0.25、0.50、1.00 mg/mL)加入细胞24h。黑种草提取物和黑种草籽油显著降低细胞活力，并以浓度依赖性的方式改变a-549细胞形态。在另一项研究中，通过不同种子热处理获得的黑种草提取物对小鼠结肠癌细胞的抗增殖活性和百里香醌含量进行了体外检测。在25℃、50℃、100℃、150℃的不同热处理条件下，种子在50℃、100℃、150℃加热后产生的油具有较强的抑制肿瘤细胞生长的能力和较高的百里香醌含量，并抑制NF-κB信号通路。研究表明，百里香醌在人结肠癌细胞中通过p53独立通路表达p21，细胞周期阻滞在S期诱导凋亡。百里香醌处理DLD-1(人结肠癌细胞系)可增加丝裂原活化蛋白激酶细胞外信号调节激酶和c-Jun n端激酶的磷酸化，但p38的磷酸化无明显变化。这为百里香醌的促氧化作用与其在结肠癌中的凋亡作用之间的联系提供了证据，并显示了丝裂原活化蛋白激酶的保护作用。
5、抗炎作用
黑种草籽油和百里香醌均通过抑制花生四烯酸代谢的环氧化酶和5-LO途径抑制白细胞中花生四烯酸的生成。这表明黑种草籽油和百里香醌可用于风湿和相关炎症疾病的治疗。在一项比较研究中，黑种草的乙醇提取物和双氯芬酸钠(一种抗炎药)的提取物显著降低了白化大鼠的足爪炎症反应。黑种草的乙醇提取物对白化大鼠有很强的抗炎作用，然而，这种作用比双氯芬酸钠产生的效果稍微小一些，但持续时间较长。
黑种草
6、免疫调节作用
四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠单核细胞和粒细胞显著增加，而糖尿病组淋巴细胞和肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-4、IL-8水平的增殖能力显著下降。当这些大鼠被黑种草处理后，单核细胞和粒细胞显著改善，淋巴细胞TNF-α、IL-4和IL-8水平显著升高。这表明了黑种草作为免疫调节剂的潜在作用。黑种草和百里香醌对T-helper 1和T-helper 2细胞因子具有抑制作用，且呈浓度依赖性。这表明黑种草和百里香醌具有细胞毒和免疫调节作用。同样地，地塞米松诱导的免疫抑制雄性家兔的吞噬活性降低，而黑种草提取物报道通过刺激免疫细胞增加吞噬活性，提高免疫潜能。
7、心血管保护作用
摄入黑种草籽油具有保护心脏的潜能，它可以减少促炎细胞因子、氧化应激和心脏组织损伤。顺铂(CP)诱导大鼠心肌损伤，心肌纤维充血、水肿、核固缩明显增加，抗凋亡蛋白B细胞淋巴瘤-2表达降低。CP与百里香醌联合使用，通过增加B细胞淋巴瘤-2表达，心肌细胞坏死和凋亡减弱。对正常大鼠体内心脏血流动力学、离体心脏的致电性和致时性的影响对异丙肾上腺素进行性肾上腺素刺激的心脏反应性研究表明，黑种草籽油对铅诱导的心脏毒性有心脏保护作用。
8、抗高脂血症作用
黑种草给予高脂血症大鼠，显著降低胆固醇和甘油三酯，具有足够的安全性。这证明了黑种草治疗高脂血症的有效性。在高脂血症大鼠的实验研究中，采用甲醇提取物和挥发油治疗高脂血症大鼠。提取物和挥发油均有百里香醌共通点，可通过肝脏3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶途径有效改善降血脂活性。甲醇提取物和挥发油都可以作为降血脂剂使用。
9、胃保护作用
黑种草对小鼠酒精性胃损伤有明显的胃保护作用。此外，黑种草可显著增加胃分泌，而胃容量则显著减少，并有报道称黑种草可显著改善胃疾病。另外，研究者研究了黑种草水悬液对诱发胃溃疡的坏死性制剂的抗溃疡作用。黑种草治疗似乎强化了粘膜屏障，这是对抗内源性和外源性溃疡致病因子的第一道防线。黑种草的抗溃疡作用可能是前列腺素介导的，或通过其抗氧化和抗分泌活性。
10、肝脏保护作用
腹腔注射黑种草，可显著降低转氨酶、丙氨酸氨基转移酶、乳酸脱氢酶、总氧化状态(TOS)、氧化应激指数(OSI)。在黑种草处理的大鼠中，MPO和总抗氧化能力(TAC)的显著增加以及组织损伤较轻。在一项类似的研究中，胆管结扎诱导大鼠胆汁淤积性肝损伤，用黑种草治疗可显著降低肝酶水平、TOS、OSI和MPO，增加TAC水平。黑种草治疗的胆道梗阻大鼠通过减少肝组织中改善的中性粒细胞浸润和氧化应激而抑制坏死性炎症。
12、神经保护作用
黑种草醇提物和百里香醌对脂多糖诱导的大鼠抑郁样行为的影响：其中黑种草被给予两种不同剂量(200和400毫克/千克黑种草提取物)和百里香醌(40毫克)。在进行强迫游泳试验前两小时，给予脂多糖(100µg/kg)，并在开始试验前一天给予黑种草提取物和百里香醌。结果表明，水醇提取物和百里香醌对抑制抑郁有有益作用。反复服用黑种草籽油四周，表现出明显的运动活性，表现出抗焦虑行为。脑内5-羟色胺(5-羟色胺)浓度升高，5-羟吲哚乙酸水平降低，脑和血浆中色氨酸水平显著升高。这项研究表明，黑种草是一种很有前途的抗抑郁和抗焦虑药物。