近红外光谱分析技术应用于山楂和党参药材质量控制的研究

摘要

目前，我国的中药产业正处于从经验开发到工程化生产的转变阶段，过程中存在的众多问题暴露出来，如药材来源复杂、质量不一，生产水平参差不齐，缺乏严格的质量控制标准以及科学、高效的检测方法，这些因素都制约着中药产业的发展。因此，运用多学科的知识使得中药生产技术规范化、标准化、科学化以及体系化，建立中药的快速质量评价体系显得尤为重要。
　　对原药材质量评价是中药制剂生产的起始工作，关系到整个生产过程，质量可靠的药材是生产出合格产品的重要保障。然而，中药材来源复杂，造假现象屡禁不止，而传统的质控方法，经验和显微鉴别方法对人员专业素质要求较高，且不能够实现快速含量分析。近红外光谱分析技术(NIRS)通过反映不同种属、不同产地、优劣和真伪药材之间在化学成分上的不同，可以实现对中药材的产地、种属、真伪鉴别和含量分析。近年来，NIRS从仪器部件开发到广泛应用，逐步趋于成熟。本课题采用NIRS对中药材的质量控制进行研究，具体研究内容如下:
　　1.基于NIRS对山楂药材质量控制的研究
　　以山楂药材为研究对象，采用较高精密、较高分辨率的AntarisⅡ傅里叶变换近红外光谱仪进行建模研究。首先，对山东、河南、河北三个产地的药材建立了判别分析模型，模型正确率达到100％。
　　其次，建立了山楂药材中绿原酸和金丝桃苷含量的快速分析模型，采用MSC方法作为最佳光谱预处理方法，分别采用相关系数法、间隔偏最小二乘法(iPLS)、SPA三种方法优化建模区间。最终，用于绿原酸含量模型选择区间为4000-5800cm-1和6400-7000cm-1，模型Rp和RMSEP值分别为0.9869、0.0543;而金丝桃苷含量模型选择区间为4000-5200cm-1和7000-8800cm-1，模型Rp和RMSEP值分别为0.9699、0.0605。此方法分析快速、结果准确，能够应用于山楂的产地鉴别和含量分析，为其它药材的质量评价提供重要借鉴依据。
　　2.微型近红外光谱仪应用于党参药材质量控制的研究
　　传统的近红外光谱分析仪器体积大、价格高，不利于现场快速分析。为了探究微型化仪器在中药生产中应用的可行性，本文以党参药材作为研究对象，通过采用微型MicroNIR1700型近红外光谱分析仪对原药材进行分析。
　　首先，实验收集市场上常见的党参药材品种，对其经过粉碎过筛处理，采用漫反射方式采集近红外光谱。采用判别分析方法成功地对党参药材的真伪、产地进行分类鉴别，且模型正确率达到100％。
　　其次，通过苯酚-硫酸法对87个党参药材进行多糖含量测定，并以此作为参考值与光谱进行关联，建立PLS回归分析模型。通过比较不同光谱预处理方法，不同的波段选择方法，包括CARS-PLS、iPLS和SPA三种方法，对其模型参数进行优化。最终，选取MSC方法作为最佳预处理方法，通过iPLS方法选择出1453-1546nm作为最佳建模区间，所建模型Rp和RMSEP分别为0.9602、2.7341，模型具有较好的准确度，该方法具有较好的重复性。证明微型MicroNIR1700型分析仪能够对党参药材进行快速质量评价，为党参药材的品质筛选、生产加工和用药安全可靠提供一种快速的检测方法，同时也为其它中药材的高效快速质量分析提供借鉴方法。