[摘要]近红外光谱技术在中药材鉴定分析方面的应用,对于中药市场的监控监管具有重要意义。然而,由于中药成分复杂,近红外光谱技术在中药材鉴定中的应用研究具有一定局限性。本文综述了近红外光谱技术在药材品质鉴定、产地鉴定、种类鉴定以及中药制剂中相关成分的定量检测方面的相关研究进展。
[关键词]近红外光谱技术;中药;定性定量分析
中药是中华民族经久流传的瑰宝,是千百年医疗实践的结晶。然而,随着社会的发展,为追求经济利益,假、劣、伪中药材不断流入市场,造成中药市场紊乱。因此,亟需建立一种快速、简便、可靠、无污染、易推广的中药鉴定技术,实现对中药市场的有效监管。近红外光谱技术正满足了这种需求。本文将对近红外光谱技术在药材品质鉴定、产地鉴定、种类鉴定以及中药制剂中相关成分的定量检测方面的研究进行综述。
1近红外光谱技术在中药定性分析方面的应用
1.1药材真伪的鉴定
随着野生药用资源枯竭加速,中药价格逐年上涨,中药材物种混淆和代用问题日益严重。吕晋等[1]通过收集不同来源的大黄及其伪品23批,采集近红外光谱,结合OPUS软件,建立一致性鉴别模型准确快速地对伪品进行了鉴别。涂蓉玲等[2]用近红外光谱技术对不同产地的青皮药材粉末进行扫描,用导数光谱法处理原始图谱,建立一致性模型验证陈皮伪品,并结合薄层色谱法对上述药材真伪进行了复核。黄必胜等[3]使用近红外光谱仪的光纤附件测定光谱,以正品龙骨的近红外光谱为参照光谱,建立了真伪龙骨定性鉴别模型判断待测龙骨样品的真伪,证实了该模型具有较好的预测能力。张敏等[4]利用近红外漫反射光谱法获取不同产地鸡血藤及其混伪品的近红外光谱图,运用近红外OPUSINDENT软件对相应的光谱图进行处理并建立定性鉴别模型,有效地鉴别了不同产地鸡血藤及其混伪品。
1.2药材掺假的鉴定
近年来,中药材的掺伪现象仍然十分严重。张治军等[5]通过收集不同来源的冰片(正品10个,掺伪品7个),采集光谱,进行预处理后,采用矢量归一加二阶导数法和因子化法建立质量鉴别模型,可快速、准确、无损地鉴别冰片及掺伪品。明晶等[6]利用近红外光谱结合支持向量机算法(SVM)等多种化学计量学方法建立定性模型,成功地对正品琥珀与掺松香伪品进行了鉴别。钟玉兰等[7]通过收集60批三七粉样品,制备10批三七粉掺伪品,采集近红外光谱后用一阶导数法结合九点平滑处理进行了预处理,并采用独立软模式簇类判别分析法建立定性鉴别模型,实现对真品和伪品的成功判别。
1.3药材产地的鉴定
中药材产地的鉴定分析也具有重要的研究意义。唐艳等[8]以122批西洋参样品为研究对象,采集其近红外原始光谱图,经蒙特卡洛交叉验证法剔除异常样本,采用“MSC+导数+NorrisDrivativee平滑处理”方法进行光谱预处理,采用正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)法,成功建立了西洋参不同产地和规格的辨识模型。赖添悦等[9]以浙江、云南、安徽、广西和湖北五个产地的三叶青为研究对象,收集近红外光谱,修整鉴别算法,不仅实现了三叶青原产地的鉴别,而且能够有效识别出其他或未知新产地的三叶青。吴永军等[10]应用近红外光谱结合化学计量学,对甘肃、陕西和辽宁三个不同产区的淫羊藿进行了产地鉴别。李莉等[11]将光纤传感技术与近红外漫反射光谱相结合,通过主成分分析、聚类分析、SIMCA等方法直接对骆驼蓬药材进行检测,建立了一种用于识别不同产地的骆驼蓬的新方法。杨海龙等[12]应用近红外光谱分析技术建立了山楂药材产地的定性分析模型,并对3个产地的药材进行了鉴别分析。
1.4同属中药种类的鉴定
刘珈羽等[13]通过采集不同品种白及粉样品的近红外光谱图,运用聚类分析方法建立白及粉末鉴别模型,并进行模型的外部验证和内部验证,为白及同属药材的鉴别提供快速鉴别方法。陆丹等[14]应用近红外光谱技术结合模式识别法分析药材,以21点平滑后一阶导数经矢量归一化的方法预处理光谱,基于聚类分析和主成分分析的模式识别法成功鉴别了虎掌南星和天南星药材。张良等[15]利用近红外漫反射光谱快速、无损鉴别了半夏曲和六神曲,并以它们的近红外图谱作为聚类分析对象,对其进行了快速分类。
1.5中药制剂的鉴定
李晶晶等[16]以一种中草药口服液中多糖含量、可溶性固形物含量及pH为对象,利用近红外光谱技术结合化学计量学对其进行实时在线检测,可有效应用于在线、快速对口服液质量指标做出准确的预测。王宁等[17]通过收集不同厂家的复方丹参片的近红外光谱,运用主成分分析法建立定性分析模型对复方丹参片验证集样品、与其相似组方的中成药和丹参、三七、冰片3种阴性对照进行了定性鉴别。吴志刚等[18]采用近红外漫反射光谱法结合OPUS软件对添加醋酸地塞米松的中成药风湿定胶囊剂建模,准确地区分正品中成药风湿定胶囊剂和非法添加醋酸地塞米松的中成药风湿定胶囊剂伪品。
2近红外光谱技术在中药定量检测中的应用
近红外光谱技术快速简便,适合中药指标成分、活性成分含量的快速分析。苏阳等[19]采用PLS法建立升麻中升麻新苷I含量测定的定量模型,通过与HPLC法测定的升麻新苷I含量进行对比,表明该方法预测准确可靠。此外,他们还建立了升麻中异阿魏酸含量测定的定量模型,同样具有非常好的定性检测性能[20]。曾晓璇[21]运用近红外光谱结合PLS算法和网格寻优法(SVM)算法建立柴胡皂苷a、d的定量回归模型,并分别使用遗传算法(GA)、SVM来优化模型,得到了较好的定量检测效果。李梦等[22]采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术对进口血竭进行红外吸收光谱的采集,并结合PLS建立了近红外、中红外校正模型,采用二阶导数预处理方法提取最有效光谱信息,结果表明近红外定量校正模型的预测结果较中红外定量校正模型好。马青青等[23]利用偏最小二乘(PLS)法构建NIR校正模型,对参酮ⅡA与原儿茶醛含量进行检测,并通过与HPLC的对照分析,实现了中药复方制剂中有效成分的快速检测。张广仁等[24]利用高效液相色谱法(HPLC)测定散结镇痛胶囊龙血素A、B的含量,运用PLS建立了近红外光谱与HPLC测定值之间的多元校正模型,并对未知样品进行预测,得出的预测值与真实值的相关性良好。张庆[25]运用近红外光谱技术建立了洛伐他汀和洛伐他汀酸的定量模型,引入准确性轮廓(AP)对不同浓度水平的模型性能进行验证与评价,为近红外光谱定量分析方法的可靠性评价提供了参考。
相关期刊推荐:《广东化工》Guangdong Chemical Industry(半月刊)1974年创刊,一直是广东省化工行业最有权威和影响力的刊物,主要设有:试验与研究、其它、专论与综述、环境保护、设计与装备、分析测试、教学教改、综合等栏目。
中药制剂需经过提取、分离、精制、浓缩、干燥等一系列操作,其内在质量的优劣,过程控制远比结果检验重要。贾帅芸等[26]以丹参醇提过程为研究载体,采用偏最小二乘法建立丹参酮Ⅱ的定量校正模型,并将简单区间计算法(SIC)应用于提取过程近红外定量模型更新,通过与RandomSelection(RS)更新方法得出的参数进行比较,表明SIC比RS更优,为今后中药提取过程的质量控制与监测提供了研究基础。刘雪松等[27]采用近红外光谱法与自动化控制系统相结合的方法,实现感冒灵浓缩过程中的多个关键性指标的在线检测。王永香等[28]采用近红外光谱结合PLSR分别建立新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸的定量校正模型,这种模型可用于热毒宁注射液青蒿金银花醇沉浓缩过程中的在线定量测定。杨越[29]采用近红外光谱结合新兴的化学计量学方法,即协同区间偏最小二乘法(Si-PLS)与遗传算法(GA)相结合的变量选择方法,在线监测金银花的提取过程,把该方法建立的Si-GA-PLS模型与Full-PLS模型、Si-PLS模型、GA-PLS模型进行比较,证实了NIRS结合Si-GA-PLS校正模型可应用于中药生产提取工艺的在线实时监测。
3结语
将近红外光谱技术应用于药材真伪、掺假鉴定,药材产地鉴定,同属药材种类鉴定,中药制剂中相关化学成分的含量的测定具有分析速度快、准确性高、无破坏性等优点,可为中药市场的中药材及其制剂的质量监控提供一种可信的新方法。在今后的研究中只要巧用其优点、改进其缺点,近红外光谱技术将有望在中药领域中得到更加广泛的应用。
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