水蛭素并非是一种纯净物，而是一个具有同源结构的多肽化合物。天然水蛭素是由65或66个氨基酸残基组成的单链多肽、分子量约7000。能在极端的pH和热条件下稳定存在，水蛭素的形状类似蝌蚪.蝌蚪头部是多肽的N端，富含半胱氨酸(cys) ，半胱氨酸间相互作用形成3个二硫键使N末端结构紧密，蝌蚪尾部是含有多个酸性氨基酸和一个被硫酸化的酪氨酸(Tyr63)的多肽C末端。这一家族中至少有3种分子，分别被命名为水蛭素-1、水蛭素-2、水蛭素-3，缩写为HV1、HV2 、HV3。水蛭素可以与凝血酶(thrombin) 按1 :1的比例以非共价的形式紧密结合成可逆复合物。从而阻止凝血酶催化的止血反应及凝血酶诱导的血小板激活反应，达到抗凝血的目的。
（1）传统方法
由于天然水蛭素存在于吸血水蛭唾液 、-譬腺及其所分泌的唾液中，传统提取天然水蛭素的方法通常是采用日本医蛭头部或整体进行提取天然水蛭素。其常规提取方法是：以吸血水蛭的头部为原料，因为水蛭躯体中有较大量的结构与水蛭素类似，但无生物活性的“伪水蛭素”组分存在，食的存存熔增加水蛭素分离的难度。利用水—丙酮混合剂萃取或经过乙醇分级沉淀，即得水蛭素粗制品溶液，然后采用层析法（如凝胶层析法、亲和层析法等）、等电聚焦等方法提取天然水蛭素。
(2)仿生诱导法
仿生诱导法即指用仿生诱导的方法对活体水蛭进行诱导，从而得到水蛭养殖素的一种方法。它避免了传统方法对水蛭的一次性掠杀，既保护了水蛭的野生资源，又带动了水蛭养殖业的发展，为水蛭素的产业化提供了理论基础。具体方法是：将日本医蛭在充氧条件下饥饿一周，再利用猪血与螺类混合做成的诱导体系，在25℃，pH7. 2的条件下对其进行诱导30分钟，使其分泌唾液（即天然水蛭素粗品，其杂质比常规方法提取的减少手，品且不够响水蛭素的提取率），然后将唾液进一步分离纯化制得天然水蛭素。这是对天然水蛭素传统提取领域的一次革命，它既不杀死水蛭，又可后每利用，且在分离纯化过程中减少了水—丙酮的萃取或乙醇分级沉淀等工序，操作简便、方法独特，明显降低了生产成本，从而使天然水蛭素的规模化生产变为现实。
