近红外光谱法快速检测某些中药及中成药品质的应用研究

摘要

近红外光谱（NearInfraredSpectroscopy,NIRS）技术自90年代以来发展迅速，是一种可用于多组分同时测定、快速、无损、可实现在线检测的分析技术，被誉为“分析巨人”。近红外光谱(NearInfrared，简称NIR)是指波长介于可见区与中红外区之间的电磁波(780～2526nm)。近红外光谱反应的信息主要是分子内部一些含氢基团（C-H、O-H、N-H及S-H等）振动的倍频和合频吸收，化学信息量比较丰富。由于绝大多数有机物中均含有此类基团，因此近红外光谱分析技术应用的领域相当广泛。与传统方法相比，近红外光谱分析法具有快速、样品预处理简单、多组分同时测定、环保以及易于实现在线检测等优点，已经被广泛应用于食品、农业、医药、烟草、石油化工等多个领域中，尤其是医药领域。
　　 中药材与中成药的药效成分复杂多样，传统的分析方法预处理繁琐，通常很难实现其品质监控的快速、实时在线检测。近年来，近红外光谱分析技术以其独特的优势应用于中药分析，显示了它在中药领域应用的巨大潜力。目前近红外光谱技术已经被广泛应用于中药质量的定性、定量及其过程分析中。
　　 本文在重庆市科委科技攻关项目(CSTC2010AC5170)和重庆市教委科技项目(KJ111303)的资助下，研究了近红外光谱法在三种中药材和两种剂型中成药品质检测方面的应用:1.近红外光谱法快速测定虎杖中虎杖苷、白藜芦醇、大黄素的含量，结果证明采用近红外光谱法同时测定虎杖中多组分的含量模型准确可靠，有望用于快速无损地鉴定虎杖的品质;2.采用近红外光谱法建立了牡丹皮中丹皮酚和芍药苷的定量分析模型和对产地进行快速鉴别的定性模型，并对所建模型的预测性能进行了验证;3.近红外光谱法快速鉴别五味子产地的研究，结果证明，所建的定性分析模型能较好地识别不同产地的五味子;4.结合PLS和聚类分析技术进行了近红外漫反射光谱分析技术用于栀子金花丸品质检测方面的研究，实现了品牌的快速识别和指标成分绿原酸、栀子苷和黄芩苷的同时测定，准确度高，能满足对中药制剂的品质进行快速检测的精度需要;5.结合聚类分析和偏最小二乘法进行了近红外光谱分析技术用于小儿清热止咳口服液质量控制的研究，结果令人满意。
　　 1.近红外光谱法快速同时测定虎杖中虎杖苷、白藜芦醇、大黄素的含量
　　 建立一种同时测定虎杖提取物中虎杖苷、白藜芦醇和大黄素含量的新方法。采用高效液相色谱紫外检测法测定出虎杖中活性成分的化学值，然后采用傅里叶变换近红外光谱技术并结合偏最小二乘法(PLS)建立、优化模型，最后采用校正模型的相关系数(R2)、内部交互验证均方差（RMSECV）和外部预测误差均方根（RMSEP）对校正模型进行了评价。虎杖苷、白藜芦醇和大黄素定量校正模型的R2分别依次为95.89，96.04，91.28;RMSECV分别依次为0.0881，0.0172，0.130;RMSEP分别依次为0.0968，0.0153，0.111。结果证明近红外光谱法用于虎杖中活性成分的定量分析，准确度较高，能满足现实中对虎杖多组分同时测定的精度要求。
　　 2.近红外漫发射光谱技术在牡丹皮品质快速检测中的分析应用
　　 本实验建立了一种基于傅里叶变换近红外漫反射技术快速评价牡丹皮品质的方法。采用漫发射方式采集其近红外光谱，并通过不同的光谱预处理方法对光谱进行预处理。建立聚类分析模型鉴别牡丹皮的产地，结果证明该模型的预测性能较好;以丹皮酚和芍药苷为指标成分，采用偏最小二乘法分别建立其定量分析模型，并以校正模型的内部交叉验证均方差(RMSECV)、决定系数(R2)和外部预测误差均方根(RMSEP)为指标对模型的性能进行评价。丹皮酚和芍药苷模型的RMSECV分别依次为0.0493、0.0328％，RMSEP分别依次为0.0662，0.0416％，R2分别依次为0.9807、0.9957。结果表明，近红外漫反射法用于牡丹皮的品质检测有较高的准确度，可望用于中药品质的快速检测。
　　 3.近红外漫反射光谱技术定性鉴别五倍子产地的应用研究
　　 采用傅里叶近红外漫反射光谱分析技术建立了一种快速鉴别五倍子产地的方法。采集7个产地五倍子样品的近红外漫反射光谱，对光谱进行矢量归一化预处理之后，采用标准法计算样品的光谱间距离，分别建立聚类分析模型和判别分析模型。采用未知样品对所建定性分析模型的模式识别性能进行验证，结果表明，聚类分析与判别分析均能对五倍子产地进行很好的鉴别。
　　 4.近红外漫反射光谱法同时测定栀子金花丸中多种组分及快速鉴别其品牌的应用
　　 建立了一种快速鉴别来自不同厂家的栀子金花丸品质和定量预测其活性组分的近红外光谱法。采用漫发射方式采集近红外光谱，并通过不同的光谱预处理方法对光谱进行预处理。建立聚类分析模型来鉴别样本的品质，实验证明该模型具有较好的预测性能，准确度达100％。绿原酸、栀子苷和黄芩苷的标准值采用高效液相色谱法同时进行测定。，采用偏最小二乘法建立同时测定三种活性组分的定量模型，并通过校正模型的决定系数(R2)、内部交叉验证均方差(RMSECV)和外部预测误差均方根(RMSEP)对模型的性能进行评价。绿原酸、栀子苷和黄芩苷模型的RMSECV分别依次为0.062，、0.583、0.761mg/g，RMSEP分别依次为0.0701，0.533，、0.699mg/g，R2分别依次为0.982，0.967、0.997。结果表明，近红外光谱法用于栀子金花丸的定性和定量分析，准确度高，能满足对中药制剂的品质快速简捷检测的需要。
　　 5.近红外光谱法快速分析小儿清热止咳口服液的应用研究
　　 应用近红外光谱透射分析技术建立一种用于小儿清热止咳口服液快速定性和其活性成分的快速定量分析的新方法。采用聚类分析模型鉴别口服液品牌，且9种品牌的小儿清热止咳口服液能准确地被鉴别;利用偏最小二乘法(PLS)可对小儿清热止咳口服液中的活性成分黄芩苷和甘草酸进行同时检测。以黄芩苷和甘草酸为指标成分建立的定量校正模型预测性能较好，校正模型的相关系数(R2)分别依次为94.96，91.86，内部交叉验证均方差(RMSECV)分别依次为0.104，0.0930，外部预测误差均方根（RMSEP）分别依次为0.124，0.0699。结果证明，近红外光谱法用于小儿清热止咳口服液的定性、定量分析，准确度较高，能满足对小儿清热止咳口服液进行质量检测的精度需要。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 近红外光谱分析技术的发展简况

1．2 近红外光谱技术的理论基础

1．3 近红外光谱技术的优缺点

1．4 近红外光谱的分析过程

1．5 近红外光谱分析与化学计量学方法的结合

1．6 近红外光谱分析技术在中药分析中的应用

1．7 本文研究的内容及解决的问题

参考文献

第二章 近红外光谱法快速同时测定虎杖中虎杖苷、白藜芦醇、大黄素的含量

2．1 材料与方法

2．2 结果与讨论

2．3 结论

参考文献

第三章 近红外漫发射光谱技术在牡丹皮品质快速检测中的分析应用

3．1 材料与方法

3．2 结果与讨论

3．3 结论

参考文献

第四章 近红外漫反射光谱技术定性鉴别五倍子产地的应用研究

4．1 材料与方法

4．2 模式识别定性分析方法

4．3 结果与讨论

4．4 结论

参考文献

第五章 近红外漫反射光谱法同时测定栀子金花丸中多种组分及快速鉴别其品牌的应用

5．1 材料与方法

5．2 结果与讨论

5．3 结论

参考文献

第六章 近红外光谱法快速分析小儿清热止咳口服液的应用研究

6．1 材料与方法

6．2 方法与结果

6．3 结论

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢