基于离散小波变换的FTIR分析在中药材槐花等真伪鉴别中的应用研究

摘要

本论文的主要研究工作有:
　　 1.采用水平衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(HATR-FTIR)直接测定常见中药材槐花及其伪品茉莉花、扁豆花的红外光谱图,利用傅立叶自解卷积技术处理红外光谱图,结果表明傅里叶自解卷积法可以放大样品间红外光谱吸收中存在的差异程度,可迅速、准确地用于鉴别不同科属的中药材；采用HATR-FTIR法直接测定了槐花及非正品龙爪槐花的红外光谱图,由于两者是同科同属植物,所含化学成分较为相近,当采用傅里叶自解卷积方法对两者进行处理时,结果发现难以鉴别。因此,为了进一步扩大两者红外吸收光谱之间存在的差异程度,我们使用了一种更为有效的信号处理方法--离散小波变换(DWT)对其红外吸收光谱数据进行处理。此技术去除了噪音信号干扰,增大了分辨率,使其在红外光谱图中被掩盖的红外吸收峰显现出来。结果表明,基于离散小波变换的FTIR分析能用于快速、准确地鉴别化学成分极为相似的同科同属植物中药材。本研究建立了基于离散小波变换的FTIR分析这一新的中药质量评价方法。在此基础上,基于离散小波变换的FTIR分析法应用于槐花及其伪品洋槐花；槐米及其伪品洋槐米、野菊米、葎草花蕾和十大功劳花蕾； 桃仁和杏仁及其伪品的鉴别研究。结果表明,基于离散小波变换的HATR-FTIR分析方法具有普遍性及很好的实用性,能够直观、快速、准确的对植物中药材进行真伪鉴别,进一步提高了中药质量评价方法的准确性和选择性,这将对中药质量的规范化起到一定的积极作用,此方法今后也将成为中药质量评价体系中的较为理想的方法之一。
　　 2.同时,本文系统地研究了化学计量学中的聚类分析法和主成分分析法与水平衰减全反射傅里叶变换红外光谱法相结合应用于不同产地常见中药材桃仁、山桃仁及其伪品嫁接杏仁；杏仁及其伪品甜杏仁、嫁接杏仁的亲缘关系鉴定及真伪鉴别,分析结果与传统鉴定方法对它们质量评价的结果一致,这种物种亲缘关系的分析方法直观科学,对传统植物中药材的分类及鉴别有很好的应用价值。
　　 3.本研究对基于小波分析的FTIR分析法进行了延伸,结合化学计量学中的概率神经网络应用于同科同属中药材大狼把草和鬼针草的鉴别研究,从而为光谱学与计算机科学技术相结合在中药鉴定中更为广泛的应用提供了较为科学的研究基础。