专利名称：声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法
技术领域：
本发明涉及一种中成药定量分析的方法，尤其涉及一种声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法。
背景技术：
当前国内外在近红外(NIR)光谱分析技术领域不断有新的研究成果涌现，这些成果在食品、医药、烟草等工业生产中发挥着重要作用。NIR光谱分析技术是一种现代高科技分析测试技术，它是利用NIR光包含丰富物质信息进行分析的一种分析方法，主要用于有机物的定性和定量分析。最大特点是对样品无破坏性，操作简便，分析迅速，测量信号可以远距离传输和分析，特别是和计算机技术及光导纤维技术相结合，采用NIR透射和漫反射等光学检测方法可直接对样品进行分析。目前，国外应用该项技术在西药成分检测与质量控制方面已相对比较成熟，美国食品药物管理局(FDA)、欧洲和加拿大药物局正式采用NIR光谱分析技术取代过去烦琐费时的分析方法。2002年美国FDA已把该项技术作为一种标准的检测方法。近年来，国内在近红外光谱分析领域也取得了重要进展，《中华人民共和国药典》2005版也将“近红外分光光度法指导原则”列入目录，显示了它在药物分析领域中应用的巨大潜力。
近红外光谱分析仪产生于二十世纪50年代后期，经过几十年的发展，到二十世纪90年代末出现了第五代产品。第5代近红外光谱分析仪，采用了先进的航天技术中的“声光可调滤光器”(缩写为AOTF)，以AOTF作为分光元件，加之全固态集成设计，使这种新型的近红外光谱分析仪具有结构简单、体积小、重现性好和仪器环境适应性强的特点，将过去必须在室内，且对温度、湿度、灰尘、防震均有严格要求的各项检测转移到了生产在线和现场(室外)，使其在生产、生活中得到越来越广泛的应用，被称为“90年代近红外光谱仪最突出的进展”。最近几年，第5代近红外光谱分析仪引进国内，已开始应用于烟草及化工行业，并取得了显著的经济社会效益，但目前该项技术在中成药的检测分析中还未见报到。
中成药是我国民族瑰宝和中药产业的主体之一，品种多用量大，但长期以来，中成药的应用基础研究方法滞后，导致中成药的科技含量过低，缺乏有效性和安全性的规范和证明。中国药典2005版收载的中成药，多采用高效液相色谱法或化学法对其进行定量分析，被检测成分需分别提取和测定，操做烦琐，分析周期长，无法对中药提取、混合等过程进行在线分析，诸多过程参数无法在线检测，更谈不上实施有效控制，这是目前导致我国中药产品质量稳定性和均一性较低，阻碍中成药现代化和逐步走向国际市场的主要原因之一。因此，当前迫切需要发展一种快速、高效、准确的新型分析检测技术，研究建立适应于生产过程分析与检测的中成药快速定量分析方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明利用第5代AOTF近红外光谱分析仪，提供一种声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，解决了中成药定量分析操做烦琐，分析周期长，运行成本高，不能实现在线快速定量分析的问题，为中成药复杂体系中定量分析提供了一种新的绿色分析手段。
一种声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，采用AOTF-NIR光谱分析技术和计算机等相关设备，将近红外光谱与药物信息学相结合，利用AOTF近红外光谱仪采集样品的NIR光谱数据，并利用相关的常规化学分析仪器测定样品各成分的物理、化学数据，基于两者之间形成的函数关系，通过数学方法将这些光谱数据和成分数据进行关联，采用偏最小二乘法(PLS)建立定量模型；并据此定量模型进行定量分析。在本发明的基础上，可以进一步用于实现其他中成药的快速定量分析和中成药生产过程中关键环节在线监测方法的建立，促进中药研究技术发展。
本发明的具体方法如下1)收集样品；2)利用标准方法对收集的样品进行物理、化学参数的测定，得到定量参考数据；3)利用AOTF近红外光谱仪对收集的样品进行光谱扫描，得到光谱数据；4)对得到的光谱数据进行处理，将其转变为化学计量学软件能够识别的数据格式；5)将每一个样品的光谱数据和测定的物理、化学参数数据一一对应进行关联，通过化学计量学软件建立定量模型，并将该模型保存在计算机中；6)利用建立好的定量模型对待分析样品进行分析，得到分析结果；7)结束。
所述步骤1)收集的样品应具有代表性。
所述步骤2)中的标准方法是指2005版药典规定方法或公认的标准方法。
所述步骤3)所述的采集光谱数据，固体状态样品一般采用漫反射的方式采集，液体状态样品一般采用透射的方式采集。
所述步骤4)是指在建立模型前，首先对扫描得到的原始透过光谱进行光谱处理，将透过光谱转变为吸收光谱，再进行一阶或二阶导数处理，以消除噪音和基线漂移的影响，最后转变为化学计量学软件能够识别的数据格式，打开该软件，将经过处理的光谱数据导入其中。
所述步骤5)具体指在化学计量学软件中，将经过处理后的光谱数据与标准方法分析数据进行关联，一一对应，采用偏最小二乘法(PLS)，用化学计量学软件建立定量模型，将该模型保存在计算机中。
所述步骤6)待分析样品的分析是调用所建立的定量模型对扫描的待分析样品的近红外光谱进行实时分析或脱机分析，得到分析结果；实时分析是用predict.exe程序文件对扫描的光谱直接给出分析结果；脱机分析是经过步骤4)对得到的光谱文件进行处理后，在化学计量学软件中，调用模型得到分析结果。
本发明的优良效果在于1.建立的新的分析方法具有操作简便、分析迅速等特点，解决了传统定量分析中样品需化学前处理，操作复杂等问题，大大提高了工作效率，降低运行成本。
2.以AOTF近红外光谱技术建立的用于中成药快速定量分析方法，不仅可在实验室内应用，其创新点是可以实施现场或在线分析，可用中成药生产过程中的在线质量监测，对控制中成药的质量发挥了重要的作用。
3.将美国、欧洲等发达国家纳入药典的先进分析技术应用于中成药的快速鉴别分析，使中成药分析方法与国际医药市场标准接轨，提高了中成药分析检测技术的水平，适应了中药现代化的需要。
四
图1是本发明方法的流程图。
图2是样品的近红外吸收光谱图。
图3是样品的近红外一阶导数光谱图。
图4是丹酚酸B的定量模型图。
图5是丹参酮IIA的定量模型图。
五具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，以复方丹参片为例，步骤如下1)收集复方丹参片样品，作为建立模型用的校正集样品，该校正集样品具有代表性，其化学性质范围涵盖了待测样品的所有可能范围，化学数据呈一定的梯度分布。
2)利用2005版药典规定方法(HPLC)对收集的复方丹参片样品进行丹参酮IIA和丹酚酸B的含量测定，得到两项指标的化学值参考数据。
3)利用AOTF-NIR光谱仪采用漫反射的方式采集校正集中每个样品的光谱数据。
4)对扫描得到的校正集样品原始透过光谱进行光谱处理，将透过光谱转变为吸收光谱，再进行一阶导数处理，以消除噪音和基线漂移的影响，最后转变为化学计量学软件能够识别的数据格式，打开该软件，将经过处理的光谱数据导入其中。
5)在化学计量学软件中，将经过处理后的光谱数据与标准方法得到的各指标参考数据进行关联，一一对应，采用偏最小二乘法(PLS)，用化学计量学软件建立定量模型，将该模型保存在计算机中。
6)调用所建立的定量模型对扫描的待分析样品的近红外光谱进行实时分析或脱机分析，得到分析结果。实时分析是用predict.exe程序文件对扫描的光谱直接给出分析结果；脱机分析是经过步骤4)对得到的光谱文件进行处理后，在化学计量学软件中，调用模型得到分析结果。
7)结束实施例2声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，以银黄口服液为例，步骤如下1)收集银黄口服液样品，作为建立模型用的校正集样品，该校正集样品具有代表性，其化学性质范围涵盖了待分析样品的所有可能范围，化学数据呈一定的梯度分布。
2)利用2005版药典规定方法(HPLC)对收集的银黄口服液样品进行各指标的含量测定，得到各项指标的化学值参考数据。
3)利用AOTF-NIR光谱仪采用透射的方式采集校正集中每个样品的光谱数据。
4)对扫描得到的校正集样品原始透过光谱进行光谱处理，将透过光谱转变为吸收光谱，再进行一阶导数处理，以消除噪音和基线漂移的影响，最后转变为化学计量学软件能够识别的数据格式，打开该软件，将经过处理的光谱数据导入其中。
5)在化学计量学软件中，将经过处理后的光谱数据与标准方法得到的各指标参考数据进行关联，一一对应，采用偏最小二乘法(PLS)，用化学计量学软件建立定量模型，将该模型保存在计算机中。
6)调用所建立的定量模型对扫描的待分析样品的近红外光谱进行实时分析或脱机分析，得到分析结果。实时分析是用predict.exe程序文件对扫描的光谱直接给出分析结果；脱机分析是经过步骤4)对得到的光谱文件进行处理后，在化学计量学软件中，调用模型得到分析结果。
7)结束。
权利要求
1.一种声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，其特征在于，具体方法如下1)收集样品；2)利用标准方法对收集的样品进行物理、化学参数的测定，得到定量参考数据；3)利用声光可调滤光器(AOTF)近红外光谱仪对收集的样品进行光谱扫描，得到光谱数据；4)对得到的光谱数据进行处理，将其转变为化学计量学软件能够识别的数据格式；5)将每一个样品的光谱数据和测定的物理、化学参数数据一一对应进行关联，通过化学计量学软件建立定量模型，并将该模型保存在计算机中；6)利用建立好的定量模型对待分析样品进行分析，得到分析结果；7)结束。
2.如权利要求1所述的声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，其特征在于，所述步骤1)收集的样品应具有代表性。
3.如权利要求1所述的声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，其特征在于，所述步骤2)中的标准方法是指2005版药典规定方法或公认的标准方法。
4.如权利要求1所述的声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，其特征在于，所述步骤3)所述的采集光谱数据，固体状态样品一般采用漫反射的方式采集，液体状态样品一般采用透射的方式采集。
5.如权利要求1所述的声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，其特征在于，所述步骤4)是指在建立模型前，首先对扫描得到的原始透过光谱进行光谱处理，将透过光谱转变为吸收光谱，再进行一阶或二阶导数处理，以消除噪音和基线漂移的影响，最后转变为化学计量学软件能够识别的数据格式，打开该软件，将经过处理的光谱数据导入其中。
6.如权利要求1所述的声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，其特征在于，所述步骤5)具体指在化学计量学软件中，将经过处理后的光谱数据与标准方法分析数据进行关联，一一对应，采用偏最小二乘法(PLS)，用化学计量学软件建立定量模型，将该模型保存在计算机中。
7.如权利要求1所述的声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，其特征在于，所述步骤6)待分析样品的分析是调用所建立的定量模型对扫描的待分析样品的近红外光谱进行实时分析或脱机分析，得到分析结果；实时分析是用predict.exe程序文件对扫描的光谱直接给出分析结果；脱机分析是经过步骤4)对得到的光谱文件进行处理后，在化学计量学软件中，调用定量模型得到分析结果。
全文摘要
声光可调滤光器近红外光谱技术用于中成药快速定量分析的方法，采用声光可调滤光器近红外(AOTF－NIR)光谱分析技术和计算机等相关设备，将近红外光谱与药物信息学相结合，利用AOTF近红外光谱仪采集样品的近红外(NIR)光谱数据，并利用相关的常规化学分析仪器测定样品各参数的物理、化学数据，基于两者之间形成的函数关系，通过数学方法将这些光谱数据和参数数据进行关联，采用偏最小二乘法(PLS)建立定量模型；并据此定量模型进行定量分析。在本发明的基础上，可以进一步用于实现其他中成药的快速定量分析和中成药生产过程中关键环节在线监测方法的建立，促进中药研究技术发展。
文档编号G01N21/31GK101021471SQ200710013380
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月13日 优先权日2007年3月13日
发明者王宁, 蔡绍松, 魏红, 董海平 申请人:山东医学高等专科学校