專利名稱：聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法
技術領域：
本發明涉及一種中成藥定量分析的方法，尤其涉及一種聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法。
背景技術：
當前國內外在近紅外(NIR)光譜分析技術領域不斷有新的研究成果涌現，這些成果在食品、醫藥、煙草等工業生產中發揮著重要作用。NIR光譜分析技術是一種現代高科技分析測試技術，它是利用NIR光包含豐富物質信息進行分析的一種分析方法，主要用于有機物的定性和定量分析。最大特點是對樣品無破壞性，操作簡便，分析迅速，測量信號可以遠距離傳輸和分析，特別是和計算機技術及光導纖維技術相結合，采用NIR透射和漫反射等光學檢測方法可直接對樣品進行分析。目前，國外應用該項技術在西藥成分檢測與質量控制方面已相對比較成熟，美國食品藥物管理局(FDA)、歐洲和加拿大藥物局正式采用NIR光譜分析技術取代過去煩瑣費時的分析方法。2002年美國FDA已把該項技術作為一種標準的檢測方法。近年來，國內在近紅外光譜分析領域也取得了重要進展，《中華人民共和國藥典》2005版也將“近紅外分光光度法指導原則”列入目錄，顯示了它在藥物分析領域中應用的巨大潛力。
近紅外光譜分析儀產生于二十世紀50年代后期，經過幾十年的發展，到二十世紀90年代末出現了第五代產品。第5代近紅外光譜分析儀，采用了先進的航天技術中的“聲光可調濾光器”(縮寫為AOTF)，以AOTF作為分光元件，加之全固態集成設計，使這種新型的近紅外光譜分析儀具有結構簡單、體積小、重現性好和儀器環境適應性強的特點，將過去必須在室內，且對溫度、濕度、灰塵、防震均有嚴格要求的各項檢測轉移到了生產在線和現場(室外)，使其在生產、生活中得到越來越廣泛的應用，被稱為“90年代近紅外光譜儀最突出的進展”。最近幾年，第5代近紅外光譜分析儀引進國內，已開始應用于煙草及化工行業，并取得了顯著的經濟社會效益，但目前該項技術在中成藥的檢測分析中還未見報到。
中成藥是我國民族瑰寶和中藥產業的主體之一，品種多用量大，但長期以來，中成藥的應用基礎研究方法滯后，導致中成藥的科技含量過低，缺乏有效性和安全性的規范和證明。中國藥典2005版收載的中成藥，多采用高效液相色譜法或化學法對其進行定量分析，被檢測成分需分別提取和測定，操做煩瑣，分析周期長，無法對中藥提取、混合等過程進行在線分析，諸多過程參數無法在線檢測，更談不上實施有效控制，這是目前導致我國中藥產品質量穩定性和均一性較低，阻礙中成藥現代化和逐步走向國際市場的主要原因之一。因此，當前迫切需要發展一種快速、高效、準確的新型分析檢測技術，研究建立適應于生產過程分析與檢測的中成藥快速定量分析方法。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明利用第5代AOTF近紅外光譜分析儀，提供一種聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，解決了中成藥定量分析操做煩瑣，分析周期長，運行成本高，不能實現在線快速定量分析的問題，為中成藥復雜體系中定量分析提供了一種新的綠色分析手段。
一種聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，采用AOTF-NIR光譜分析技術和計算機等相關設備，將近紅外光譜與藥物信息學相結合，利用AOTF近紅外光譜儀采集樣品的NIR光譜數據，并利用相關的常規化學分析儀器測定樣品各成分的物理、化學數據，基于兩者之間形成的函數關系，通過數學方法將這些光譜數據和成分數據進行關聯，采用偏最小二乘法(PLS)建立定量模型；并據此定量模型進行定量分析。在本發明的基礎上，可以進一步用于實現其他中成藥的快速定量分析和中成藥生產過程中關鍵環節在線監測方法的建立，促進中藥研究技術發展。
本發明的具體方法如下1)收集樣品；2)利用標準方法對收集的樣品進行物理、化學參數的測定，得到定量參考數據；3)利用AOTF近紅外光譜儀對收集的樣品進行光譜掃描，得到光譜數據；4)對得到的光譜數據進行處理，將其轉變為化學計量學軟件能夠識別的數據格式；5)將每一個樣品的光譜數據和測定的物理、化學參數數據一一對應進行關聯，通過化學計量學軟件建立定量模型，并將該模型保存在計算機中；6)利用建立好的定量模型對待分析樣品進行分析，得到分析結果；7)結束。
所述步驟1)收集的樣品應具有代表性。
所述步驟2)中的標準方法是指2005版藥典規定方法或公認的標準方法。
所述步驟3)所述的采集光譜數據，固體狀態樣品一般采用漫反射的方式采集，液體狀態樣品一般采用透射的方式采集。
所述步驟4)是指在建立模型前，首先對掃描得到的原始透過光譜進行光譜處理，將透過光譜轉變為吸收光譜，再進行一階或二階導數處理，以消除噪音和基線漂移的影響，最后轉變為化學計量學軟件能夠識別的數據格式，打開該軟件，將經過處理的光譜數據導入其中。
所述步驟5)具體指在化學計量學軟件中，將經過處理后的光譜數據與標準方法分析數據進行關聯，一一對應，采用偏最小二乘法(PLS)，用化學計量學軟件建立定量模型，將該模型保存在計算機中。
所述步驟6)待分析樣品的分析是調用所建立的定量模型對掃描的待分析樣品的近紅外光譜進行實時分析或脫機分析，得到分析結果；實時分析是用predict.exe程序文件對掃描的光譜直接給出分析結果；脫機分析是經過步驟4)對得到的光譜文件進行處理后，在化學計量學軟件中，調用模型得到分析結果。
本發明的優良效果在于1.建立的新的分析方法具有操作簡便、分析迅速等特點，解決了傳統定量分析中樣品需化學前處理，操作復雜等問題，大大提高了工作效率，降低運行成本。
2.以AOTF近紅外光譜技術建立的用于中成藥快速定量分析方法，不僅可在實驗室內應用，其創新點是可以實施現場或在線分析，可用中成藥生產過程中的在線質量監測，對控制中成藥的質量發揮了重要的作用。
3.將美國、歐洲等發達國家納入藥典的先進分析技術應用于中成藥的快速鑒別分析，使中成藥分析方法與國際醫藥市場標準接軌，提高了中成藥分析檢測技術的水平，適應了中藥現代化的需要。
四
圖1是本發明方法的流程圖。
圖2是樣品的近紅外吸收光譜圖。
圖3是樣品的近紅外一階導數光譜圖。
圖4是丹酚酸B的定量模型圖。
圖5是丹參酮IIA的定量模型圖。
五具體實施例方式
下面結合實施例對本發明做進一步說明，但不限于此。
實施例1聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，以復方丹參片為例，步驟如下1)收集復方丹參片樣品，作為建立模型用的校正集樣品，該校正集樣品具有代表性，其化學性質范圍涵蓋了待測樣品的所有可能范圍，化學數據呈一定的梯度分布。
2)利用2005版藥典規定方法(HPLC)對收集的復方丹參片樣品進行丹參酮IIA和丹酚酸B的含量測定，得到兩項指標的化學值參考數據。
3)利用AOTF-NIR光譜儀采用漫反射的方式采集校正集中每個樣品的光譜數據。
4)對掃描得到的校正集樣品原始透過光譜進行光譜處理，將透過光譜轉變為吸收光譜，再進行一階導數處理，以消除噪音和基線漂移的影響，最后轉變為化學計量學軟件能夠識別的數據格式，打開該軟件，將經過處理的光譜數據導入其中。
5)在化學計量學軟件中，將經過處理后的光譜數據與標準方法得到的各指標參考數據進行關聯，一一對應，采用偏最小二乘法(PLS)，用化學計量學軟件建立定量模型，將該模型保存在計算機中。
6)調用所建立的定量模型對掃描的待分析樣品的近紅外光譜進行實時分析或脫機分析，得到分析結果。實時分析是用predict.exe程序文件對掃描的光譜直接給出分析結果；脫機分析是經過步驟4)對得到的光譜文件進行處理后，在化學計量學軟件中，調用模型得到分析結果。
7)結束實施例2聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，以銀黃口服液為例，步驟如下1)收集銀黃口服液樣品，作為建立模型用的校正集樣品，該校正集樣品具有代表性，其化學性質范圍涵蓋了待分析樣品的所有可能范圍，化學數據呈一定的梯度分布。
2)利用2005版藥典規定方法(HPLC)對收集的銀黃口服液樣品進行各指標的含量測定，得到各項指標的化學值參考數據。
3)利用AOTF-NIR光譜儀采用透射的方式采集校正集中每個樣品的光譜數據。
4)對掃描得到的校正集樣品原始透過光譜進行光譜處理，將透過光譜轉變為吸收光譜，再進行一階導數處理，以消除噪音和基線漂移的影響，最后轉變為化學計量學軟件能夠識別的數據格式，打開該軟件，將經過處理的光譜數據導入其中。
5)在化學計量學軟件中，將經過處理后的光譜數據與標準方法得到的各指標參考數據進行關聯，一一對應，采用偏最小二乘法(PLS)，用化學計量學軟件建立定量模型，將該模型保存在計算機中。
6)調用所建立的定量模型對掃描的待分析樣品的近紅外光譜進行實時分析或脫機分析，得到分析結果。實時分析是用predict.exe程序文件對掃描的光譜直接給出分析結果；脫機分析是經過步驟4)對得到的光譜文件進行處理后，在化學計量學軟件中，調用模型得到分析結果。
7)結束。
權利要求
1.一種聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，其特征在于，具體方法如下1)收集樣品；2)利用標準方法對收集的樣品進行物理、化學參數的測定，得到定量參考數據；3)利用聲光可調濾光器(AOTF)近紅外光譜儀對收集的樣品進行光譜掃描，得到光譜數據；4)對得到的光譜數據進行處理，將其轉變為化學計量學軟件能夠識別的數據格式；5)將每一個樣品的光譜數據和測定的物理、化學參數數據一一對應進行關聯，通過化學計量學軟件建立定量模型，并將該模型保存在計算機中；6)利用建立好的定量模型對待分析樣品進行分析，得到分析結果；7)結束。
2.如權利要求1所述的聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，其特征在于，所述步驟1)收集的樣品應具有代表性。
3.如權利要求1所述的聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，其特征在于，所述步驟2)中的標準方法是指2005版藥典規定方法或公認的標準方法。
4.如權利要求1所述的聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，其特征在于，所述步驟3)所述的采集光譜數據，固體狀態樣品一般采用漫反射的方式采集，液體狀態樣品一般采用透射的方式采集。
5.如權利要求1所述的聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，其特征在于，所述步驟4)是指在建立模型前，首先對掃描得到的原始透過光譜進行光譜處理，將透過光譜轉變為吸收光譜，再進行一階或二階導數處理，以消除噪音和基線漂移的影響，最后轉變為化學計量學軟件能夠識別的數據格式，打開該軟件，將經過處理的光譜數據導入其中。
6.如權利要求1所述的聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，其特征在于，所述步驟5)具體指在化學計量學軟件中，將經過處理后的光譜數據與標準方法分析數據進行關聯，一一對應，采用偏最小二乘法(PLS)，用化學計量學軟件建立定量模型，將該模型保存在計算機中。
7.如權利要求1所述的聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，其特征在于，所述步驟6)待分析樣品的分析是調用所建立的定量模型對掃描的待分析樣品的近紅外光譜進行實時分析或脫機分析，得到分析結果；實時分析是用predict.exe程序文件對掃描的光譜直接給出分析結果；脫機分析是經過步驟4)對得到的光譜文件進行處理后，在化學計量學軟件中，調用定量模型得到分析結果。
全文摘要
聲光可調濾光器近紅外光譜技術用于中成藥快速定量分析的方法，采用聲光可調濾光器近紅外(AOTF－NIR)光譜分析技術和計算機等相關設備，將近紅外光譜與藥物信息學相結合，利用AOTF近紅外光譜儀采集樣品的近紅外(NIR)光譜數據，并利用相關的常規化學分析儀器測定樣品各參數的物理、化學數據，基于兩者之間形成的函數關系，通過數學方法將這些光譜數據和參數數據進行關聯，采用偏最小二乘法(PLS)建立定量模型；并據此定量模型進行定量分析。在本發明的基礎上，可以進一步用于實現其他中成藥的快速定量分析和中成藥生產過程中關鍵環節在線監測方法的建立，促進中藥研究技術發展。
文檔編號G01N21/31GK101021471SQ200710013380
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月13日 優先權日2007年3月13日
發明者王寧, 蔡紹松, 魏紅, 董海平 申請人:山東醫學高等專科學校