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近紅外光譜用于中藥質(zhì)控前景廣闊
2007-12-14 來源:新華社 文字:[    ]
近年來,近紅外光譜技術(shù)的研究增多,其應(yīng)用從農(nóng)產(chǎn)品的實用技術(shù)擴(kuò)展到其他許多領(lǐng)域,如石油化工 、高分子化工和基本有機(jī)化工 、食品工業(yè)、紡織工業(yè)和制藥工業(yè)及臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。在藥物分析領(lǐng)域中,近紅外光譜不僅適用于分析藥物的多種不同狀態(tài),還可用于不同類型的藥品,如蛋白質(zhì)、中草藥、抗生素等的分析 。近紅外光譜更適用于對原料藥純度、包裝材料等的分析與檢測,以及生產(chǎn)工藝的監(jiān)控。利用不同的光纖探頭可實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的在線連續(xù)分析監(jiān)控。有關(guān)專家預(yù)測,近紅外光譜在中藥質(zhì)量控制中,如在藥材產(chǎn)地判定、有效成分定量分析、假藥識別等領(lǐng)域具有很大的發(fā)展空間。

  判定藥材產(chǎn)地

  近紅外光譜分析技術(shù)能夠以非破壞方式從樣本直接獲取分析信息,利用這個特性能夠有效地避免樣品因預(yù)處理所造成的微量(或次要)組分的損失以及組分形態(tài)變化,最大限度地保留不同產(chǎn)地的相同種類中藥材樣本之間的微小差異。該技術(shù)現(xiàn)已用于判定人參、丹參、黃芪等藥材產(chǎn)地。

  科研人員將原始近紅外光譜圖通過基線校正和方差處理,可以確定豐富信息區(qū)域與貧乏信息區(qū)域,同時截取方差變化最明顯的區(qū)域作為研究范圍,這樣既可減少計算量,又可保留有用的信息區(qū)域 。以黃芪作為例子,我國科研人員王平等研究了不同產(chǎn)地中藥材近紅外光譜。為了使樣本具有代表性,從大量的片狀樣品中隨機(jī)選樣:內(nèi)蒙古產(chǎn)77個,河南產(chǎn)80個。近紅外光譜圖分析結(jié)果表明,河南黃芪的標(biāo)準(zhǔn)偏差始終大于內(nèi)蒙古黃芪的標(biāo)準(zhǔn)偏差,說明河南和內(nèi)蒙古的地域差異對黃芪的品質(zhì)影響較大。但是,若想有效地觀察出不同產(chǎn)地中藥材的近紅外光譜的微小差異,還需要運(yùn)用化學(xué)計量學(xué)方法建立相應(yīng)模型,進(jìn)一步分析判別。

  測定中藥成分

  近年來,近紅外光譜分析技術(shù)在藥物活性組分的定量分析方面得到應(yīng)用。例如,對三七中的有效成分及總皂苷,冬蟲夏草中的甘露醇、氨基酸以及黃連中的生物堿進(jìn)行測定。

  傳統(tǒng)的分析方法往往是不連續(xù)的,并且在通常情況下,一次分析只能測定1種成分或1個參數(shù)。而近紅外光譜在線分析技術(shù)可以連續(xù)測定多個成分和多個參數(shù),且測定方法簡單快速,樣品無需處理,極大地縮短了分析時間,提高了分析效率。技術(shù)人員只需掃描出圖譜(需時大約1分鐘),然后調(diào)用樣品模型對待測成分進(jìn)行分析即可。只要樣品化學(xué)測定方法的精度高,那么近紅外定量預(yù)測值精度就高。

  識別假藥

  假藥是目前世界各國特別是發(fā)展中國家共同面臨的問題之一,利用近紅外光譜建立中藥假藥識別系統(tǒng),能夠提高假藥識別的速度和識別能力,滿足基層現(xiàn)場快速鑒別的需要。在國家食品藥品監(jiān)督管理局的支持下,中國藥品生物制品檢定所已經(jīng)啟動了近紅外假藥識別系統(tǒng)的科研項目。擬建立的假藥識別系統(tǒng)包括定性分析和定量分析兩部分,該系統(tǒng)可先確定藥品與其標(biāo)簽標(biāo)識名稱是否一致,再調(diào)用適當(dāng)模型快速檢驗藥品的質(zhì)量或判別藥品是否為特定企業(yè)的產(chǎn)品。這項工作的開展對打擊假冒偽劣藥品具有重要的意義。

  我國科研人員胡昌勤等已論證了近紅外假藥識別系統(tǒng)定性分析和定量分析的可行性。在藥品的鑒別過程中,常采用馬氏距離等指標(biāo),通過對樣品光譜與標(biāo)準(zhǔn)光譜距離的定量描述,確定樣本離校正集樣本的差異,進(jìn)而判斷其歸屬 。此方法在對光譜匹配程度的檢測和模型外推方面均很準(zhǔn)確。將主成分分析法(PCA)與馬氏距離結(jié)合,既可以充分利用PCA對采集的全光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理  ,較好地解決馬氏距離計算時波長范圍的選擇問題。此外,結(jié)合導(dǎo)數(shù)光譜等手段,還可以提高鑒別的分辨率。而且現(xiàn)代近紅外光譜儀已經(jīng)較好地解決了模型傳輸?shù)臏?zhǔn)確性,結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以在全國范圍內(nèi)建立近紅外假藥識別模型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),從而解決目前存在的假藥危害問題。

  在線檢測中藥質(zhì)量

  傳統(tǒng)的分析技術(shù)一般采用離線分析的手段,通常需要對待分析樣品進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理,存在分析結(jié)果滯后的缺陷。近紅外技術(shù)可以克服這一缺點,使實驗室和工廠的產(chǎn)品分析實現(xiàn)在線化,可以在幾秒鐘內(nèi)得到待測參數(shù)。與反饋控制技術(shù)聯(lián)用后,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的在線控制。近紅外光譜能夠連續(xù)測定多個參數(shù),實現(xiàn)綠色分析 。由于該技術(shù)可以使用低成本的光纖,拓展了近紅外光譜在線檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域。近紅外光譜在線檢測技術(shù)現(xiàn)已被用于藥物合成、混合、加工、制劑、壓片及包裝過程的在線監(jiān)控,如利用近紅外光譜在線檢測原料的濕度和大小等。

  近紅外光(NIR)是介于可見光(VIS)和中紅外光(MIR或IR)之間的電磁波。美國材料檢測協(xié)會(ASTM)將近紅外光譜區(qū)定義為波長780~2526納米的光譜區(qū)。

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