胃苏颗粒提取过程的在线近红外检测方法及应用与流程

本发明涉及医药领域，特别涉及胃苏颗粒提取过程的在线近红外检测方法及应用。

背景技术：

为实现中药产品生产过程的质量控制，保证中药产品药效的稳定、可控，须从药品的前处理、提取、浓缩、制剂等各个环节进行全面监控。现有的分析技术过程复杂、繁琐，检测周期较长，不能及时反馈有效成分的含量信息。为了有效的控制产品的质量，提高生产效率，更好的节约成本，生产过程在线质量控制关键技术势在必行。

胃苏颗粒是我国著名中医专家、北京中医药大学教授、全国中医内科学会名誉主任董建华教授集五十年治疗胃病的经验方。该方由紫苏梗、香附、陈皮、佛手等药材组成，是在古方香苏饮的基础上加减而成，有理气消胀，和胃止痛的功能。目前，胃苏颗粒的生产过程中，一般是通过高效液相色谱法对有效成分柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷进行含量测定，检测过程复杂、繁琐，周期较长。

近红外分析快速、准确，且对检测样品无破坏性，不仅可用于“离线”样品的检测，还能直接对“在线”样品进行检测，可广泛应用于药品的理化分析。目前关于在线近红外光谱分析技术在中药生产质控领域中的应用已有相关专利文献，如利用近红外光谱法快速检测感冒灵颗粒的提取液的方法及应用(CN201610143106.6)，近红外光谱测定苦参提取过程多种成分含量的方法(CN201110230032.7)，一种应用近红外实时监测银杏叶提取过程中槲皮素的方法(CN201410830128.0)，一种近红外光谱测定白芍提取过程中芍药苷含量的方法(CN201110160330.3)等。由于不存在通用的近红外技术，因而近红外在线检测胃苏颗粒提取过程中的专利和文献尚未有报道。此外，目前中药胃苏颗粒提取液的含量测定通过高效液相色谱法测定，该法过程复杂、繁琐，检测周期较长，不能及时反馈有效成分的含量信息，不利于药品的质量的均一、稳定。

技术实现要素：

本发明人开发了一种胃苏颗粒提取过程近红外在线检测的方法，实现了提取过程的实时监测，能够及时反馈有效成分的含量信息，第一时间指导生产实践，提高了质控水平和生产效率。

本发明的目的是提供一种胃苏颗粒提取过程的近红外在线检测方法。

本发明的第二个目的是提供上述检测方法在胃苏颗粒提取液的质量检测及控制领域中的用途。

在本发明的实施方案中，本发明提供了一种胃苏颗粒提取过程的近红外在线检测方法，包括如下步骤：

I.安装近红外在线检测系统，包括

设计近红外在线检测管路，所述近红外检测管路从提取大循环出口处开口，通过离心泵往上输送液体；

II.收集不同批次的各个时间段的胃苏颗粒提取液，采用高效液相色谱法对其所含的柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷进行含量测定；

III.将收集到的不同批次的各个时间段的胃苏颗粒提取液进行近红外光谱扫描，采集其光谱；

IV.建立近红外光谱与标准含量之间的定量校准模型；

V.对未知胃苏颗粒提取液样品进行近红外光谱扫描，导入建立的定量校准模型，从而获得未知胃苏颗粒提取液样品中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷的含量值。

在本发明的实施方案中，本发明提供的一种胃苏颗粒提取过程的近红外在线检测方法，其中，所述安装近红外在线检测系统包括：设计近红外在线检测管路，所述近红外检测管路从提取大循环出口处开口，通过离心泵往上输送液体，具体地

在线近红外检测装置包括第一阀门(1)、第二阀门(2)、第三阀门(3)、第四阀门(4)、第五阀门(5)、第六阀门(6)、第七阀门(7)、流通池(8)、过滤器(9)、泵(10)及支路；

第一旁路支管(11)的一端与提取大循环总管连接，第一阀门(1)架设在第一旁路支管(11)上，第一旁路支管(11)的另一端与泵(10)的进液口连接；泵(10)的出液口与第二旁路支管(12)的一端连接，第二旁路支管(12)的另一端与过滤器(9)的进液口连接；过滤器(9)的出液口与第三旁路支管(15)的一端连接，第二阀门(2)与第五阀门(5)架设在第三旁路支管(15)上，第三旁路支管(15)的另一端与提取大循环总管连接；第四阀门(4)与第七阀门(7)架设在支路(14)上，支路(14)的一端与流通池(8)的出液口连接，流通池(8)的进液口与过滤器(9)的另一出液口由支路(13)连接，第六阀门(6)与第三阀门(3)架设在支路(13)上；

检测时，首先打开第一阀门(1)、第三阀门(3)、第四阀门(4)、第五阀门(5)和泵(10)，使提取液流过流通池，然后打开第二阀门(2)，将第三阀门(3)、第四阀门(4)关闭，使提取液从第二阀门(2)流过，流通池内提取液静置，静置30s～1min后采集提取液的近红外光谱，最后将第六阀门(6)、第七阀门(7)打开，收集提取液，收集完毕后将所有阀门返回至开始步骤；或者

首先打开第一阀门(1)、第三阀门(3)、第四阀门(4)、第五阀门(5)和泵(10)，使提取液流过流通池，然后打开第二阀门(2)，将第三阀门(3)、第四阀门(4)关闭，使提取液从第二阀门(2)流过，流通池内提取液静置，静置30s～1min后采集提取液光谱，通过光谱计算提取液的指标含量。

在本发明的实施方案中，本发明提供的一种胃苏颗粒提取过程的近红外在线检测方法，其中，所述收集不同批次的各个时间段的胃苏颗粒提取液，采用高效液相色谱法对其所含柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷进行含量测定，其中，

采用高效液相色谱法测定所述胃苏颗粒提取液中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷的含量的具体步骤为：

1)供试品溶液制备：取所述提取液适量置于容量瓶中，加入适量甲醇，超声10min，放冷后用甲醇定容，制成每ml中含0.06ml提取液的溶液，即得；

2)对照品溶液制备：分别取柚皮苷对照品、橙皮苷对照品和新橙皮苷对照品适量，精密称定，加甲醇制成每1ml分别含柚皮苷80μg，橙皮苷20μg和新橙皮苷20μg的溶液，即得；

3)色谱条件：用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂，以甲醇-醋酸(36％)-水(35:4:61)作为流动相，流速1.0mL·min^-1；检测波长283nm；柱温30°C；理论板数按柚皮苷峰计算应不低于3000。

在本发明的实施方案中，本发明提供的一种胃苏颗粒提取过程的近红外在线检测方法，其中，所述将收集到的不同批次的各个时间段的胃苏颗粒提取液进行近红外光谱扫描，采集其光谱，其光谱采集条件为：采用透射法进行所述胃苏颗粒提取液的近红外光谱的采集，以空气为参比，扫描次数为32次，分辨率为8cm^-1，扫描的光谱范围为4000cm^-1-12000cm^-1，对采集到的近红外光谱分别采用矢量归一化、最小-最大归一化和矢量归一化的方法进行预处理。

在本发明的实施方案中，本发明提供的一种胃苏颗粒提取过程的近红外在线检测方法，其中，所述建立近红外光谱与标准含量之间的定量校准模型为：选取柚皮苷在6777.6cm^-1-4449.8cm^-1、5601.3cm^-1-4246.4cm^-1，橙皮苷在10403.1cm^-1-5079.7cm^-1、5601.3cm^-1-4246.4cm^-1，新橙皮苷在6777.6cm^-1-4449.8cm^-1、5601.3cm^-1-4423.9cm^-1特征波段下的光谱信息，优选地，选取柚皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，橙皮苷在9403.1-6079.7cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，新橙皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4423.9cm^-1特征波段下的光谱信息，应用化学计量学软件与已知所述提取液中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷的含量进行关联，采用偏最小二乘法建立近红外光谱与标准含量之间的定量校准模型。

在本发明的实施方案中，本发明提供的一种胃苏颗粒提取过程的近红外在线检测方法，其中，建模评价指标包括相关系数R、自预测标准偏差RMSEE、验证集均方根RMSEP、预测相对偏差RSEP、相对分析误差RPD。当R值越接近于1，RPD值越大，则模型性能越高，准确度越好；自预测标准偏差RMSEE和验证集均方根RMSEP越小且越接近，则模型稳定性越好；预测相对偏差RSEP越小，一般小于10％，则模型的预测能力越准确。

在本发明的实施方案中，本发明提供的一种胃苏颗粒提取过程的近红外在线检测方法，其中，所述对未知胃苏颗粒提取液样品进行近红外光谱扫描，导入建立的定量校准模型，从而获得未知胃苏颗粒提取液样品中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷的含量值是指：

对未知胃苏颗粒提取液样品进行近红外光谱扫描，选取柚皮苷在6777.6cm^-1-4449.8cm^-1、5601.3cm^-1-4246.4cm^-1，橙皮苷在10403.1cm^-1-5079.7cm^-1、5601.3cm^-1-4246.4cm^-1，新橙皮苷在6777.6cm^-1-4449.8cm^-1、5601.3cm^-1-4423.9cm^-1特征波段下的光谱信息，优选地，选取柚皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，橙皮苷在9403.1-6079.7cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，新橙皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4423.9cm^-1特征波段下的光谱信息，导入建立的定量校准模型，从而获得未知胃苏颗粒提取液样品中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷的含量值。

在本发明的特别优选实施方案中，本发明提供了一种胃苏颗粒提取过程的近红外在线检测方法，包括如下步骤：

I.安装近红外在线检测系统，包括：

设计近红外在线检测管路，所述近红外检测管路从提取大循环出口处开口，通过离心泵往上输送液体，具体地

在线近红外检测装置包括第一阀门(1)、第二阀门(2)、第三阀门(3)、第四阀门(4)、第五阀门(5)、第六阀门(6)、第七阀门(7)、流通池(8)、过滤器(9)、泵(10)及支路；

第一旁路支管(11)的一端与提取大循环总管连接，第一阀门(1)架设在第一旁路支管(11)上，第一旁路支管(11)的另一端与泵(10)的进液口连接；泵(10)的出液口与第二旁路支管(12)的一端连接，第二旁路支管(12)的另一端与过滤器(9)的进液口连接；过滤器(9)的出液口与第三旁路支管(15)的一端连接，第二阀门(2)与第五阀门(5)架设在第三旁路支管(15)上，第三旁路支管(15)的另一端与提取大循环总管连接；第四阀门(4)与第七阀门(7)架设在支路(14)上，支路(14)的一端与流通池(8)的出液口连接，流通池(8)的进液口与过滤器(9)的另一出液口由支路(13)连接，第六阀门(6)与第三阀门(3)架设在支路(13)上。

检测时，首先打开第一阀门(1)、第三阀门(3)、第四阀门(4)、第五阀门(5)和泵(10)，使提取液流过流通池，然后打开第二阀门(2)，将第三阀门(3)、第四阀门(4)关闭，使提取液从第二阀门(2)流过，流通池内提取液静置，静置30s～1min后采集提取液的近红外光谱，最后将第六阀门(6)、第七阀门(7)打开，收集提取液，收集完毕后将所有阀门返回至开始步骤；或者

首先打开第一阀门(1)、第三阀门(3)、第四阀门(4)、第五阀门(5)和泵(10)，使提取液流过流通池，然后打开第二阀门(2)，将第三阀门(3)、第四阀门(4)关闭，使提取液从第二阀门(2)流过，流通池内提取液静置，静置30s～1min后采集提取液的近红外光谱，通过所述的近红外光谱计算提取液的指标含量。

II.收集不同批次各个时间段的胃苏颗粒提取液，采用高效液相色谱法测定对其所含柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷进行含量测定，其中

采用高效液相色谱法测定所述胃苏颗粒提取液中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷的含量的具体步骤为：

1)供试品溶液制备：取所述提取液适量置于容量瓶中，加入适量甲醇，超声10min，放冷后用甲醇定容，制成每ml中含0.06ml提取液的溶液，即得；

2)对照品溶液制备：分别取柚皮苷对照品、橙皮苷对照品和新橙皮苷对照品适量，精密称定，加甲醇制成每1ml分别含柚皮苷80μg，橙皮苷20μg和新橙皮苷20μg的溶液，即得；

3)色谱条件：用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂，以甲醇-醋酸(36％)-水(35:4:61)作为流动相，流速1.0mL·min^-1；检测波长283nm；柱温30°C；理论板数按柚皮苷峰计算应不低于3000；

III.将收集到的不同批次的各个时间段的胃苏颗粒提取液进行近红外光谱扫描，采集其光谱；其光谱采集条件为：采用透射法进行所述胃苏颗粒提取液的近红外光谱的采集，以空气为参比，扫描次数为32次，分辨率为8cm^-1，扫描的光谱范围为4000cm^-1-12000cm^-1，对采集到的近红外光谱分别采用矢量归一化、最小-最大归一化和矢量归一化的方法进行预处理；

IV.建立近红外光谱与标准含量之间的定量校准模型

选取柚皮苷在6777.6cm^-1-4449.8cm^-1、5601.3cm^-1-4246.4cm^-1，橙皮苷在10403.1cm^-1-5079.7cm^-1、5601.3cm^-1-4246.4cm^-1，新橙皮苷在6777.6cm^-1-4449.8cm^-1、5601.3cm^-1-4423.9cm^-1特征波段下的光谱信息，优选地，选取柚皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，橙皮苷在9403.1-6079.7cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，新橙皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4423.9cm^-1特征波段下的光谱信息，应用化学计量学软件与已知所述提取液中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷的含量进行关联，采用偏最小二乘法建立近红外光谱与标准含量之间的定量校准模型；

V.对未知胃苏颗粒提取液样品进行近红外光谱扫描，导入建立的定量校准模型，从而获得未知胃苏颗粒提取液样品中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷的含量值，具体地

对未知胃苏颗粒提取液样品进行近红外光谱扫描，选取柚皮苷在6777.6cm^-1-4449.8cm^-1、5601.3cm^-1-4246.4cm^-1，橙皮苷在10403.1cm^-1-5079.7cm^-1、5601.3cm^-1-4246.4cm^-1，新橙皮苷在6777.6cm^-1-4449.8cm^-1、5601.3cm^-1-4423.9cm^-1特征波段下的光谱信息，优选地，选取柚皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，橙皮苷在9403.1-6079.7cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，新橙皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4423.9cm^-1特征波段下的光谱信息，导入建立的定量校准模型，从而获得未知胃苏颗粒提取液样品中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷的含量值。

第二方面，本发明提供了一种胃苏颗粒提取过程的近红外在线检测方法在胃苏颗粒提取液质量检测及控制领域中的用途。

本发明提供的胃苏颗粒提取过程的近红外在线检测方法及应用有效解决胃苏颗粒提取过程中有效成分含量信息反馈不及时，质控水平低等问题，实现快速、准确的检测提取液中有效成分含量，从而指导生产实践。

附图说明

图1表示的是本发明实施例检测方法的流程图。

图2表示的是本发明胃苏颗粒提取过程近红外预处理系统图。

图3表示的是本发明实施例2中胃苏颗粒提取过程中柚皮苷含量校正集的近红外预测值与实际测得值的相关图。

图4表示的是本发明实施例2中胃苏颗粒提取过程中柚皮苷验证集的近红外预测值和高效液相色谱法的测定结果的折线比较图。

图5表示的是本发明实施例2中胃苏颗粒提取过程中橙皮苷含量校正集的近红外预测值与实际测得值的相关图。

图6表示的是本发明实施例2中胃苏颗粒提取过程中橙皮苷验证集的近红外预测值和高效液相色谱法的测定结果的折线比较图。

图7表示的是本发明实施例2中胃苏颗粒提取过程中新橙皮苷含量校正集的近红外预测值与实际测得值的相关图。

图8表示的是本发明实施例2中胃苏颗粒提取过程中新橙皮苷验证集的近红外预测值和高效液相色谱法的测定结果的折线比较图。

具体实施方式

本发明所使用的主要设备如下：

近红外光谱仪的型号为：Bruker MATRIX-F近红外光谱仪

高效液相色谱仪的型号为：Agilent 1260

实施例1：

本实施例的处方组成参照专利CN200510038872的实施例一。

所述提取液的制备方法为取紫苏梗、香附、陈皮、香橼、佛手、枳壳六味提取挥发油，另取容器保存。药渣与槟榔、鸡内金加水煎煮二次，煎煮过程继续收集挥发油，滤过，合并滤液，浓缩，即得。

安装近红外在线检测系统：设计了近红外在线检测管路，所述近红外检测管路从提取大循环出口处开口，通过离心泵往上输送液体。近红外预处理系统如图2所示。

建模时工作如下：首先打开第一阀门(1)、第三阀门(3)、第四阀门(4)、第五阀门(5)和泵(10)，使提取液流过流通池，然后打开第二阀门(2)，将第三阀门(3)、第四阀门(4)关闭，使提取液从支路第二阀门(2)流过，流通池内提取液静置，静置30s～1min后采集提取液的近红外光谱，最后将第六阀门(6)、第七阀门(7)打开，收集提取液，收集完毕后将所有阀门返回至开始步骤；

生产时工作如下：首先打开第一阀门(1)、第三阀门(3)、第四阀门(4)、第五阀门(5)和泵(10)，使提取液流过流通池，然后打开第二阀门(2)，将第三阀门(3)、第四阀门(4)关闭，使提取液从第二阀门(2)流过，流通池内提取液静置，静置30s～1min后采集提取液的近红外光谱，通过所述的近红外光谱计算提取液的指标含量。

实施例2

利用近红外光谱快速检测胃苏颗粒提取液的方法：

I.柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷含量的HPLC测定：

供试品溶液制备：取提取液3mL置50mL容量瓶中，加入适量甲醇，超声10min(功率250W，频率100kHz)，放冷后用甲醇定容至50mL，即得；

对照品溶液制备：分别精密称取柚皮苷20mg置25mL容量瓶中、橙皮苷20mg置50mL容量瓶中、新橙皮苷20mg置50mL容量瓶中，加甲醇定容至刻度，摇匀，得对照品储备液。分别精密量取柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷对照品储备液10mL、5mL、5mL置100mL容量瓶中，加甲醇定容至刻度，摇匀，得混合对照品溶液。

色谱条件：色谱柱：Diamonsil C18柱(250mm×4.6mm,5μm)；流动相：甲醇-醋酸(36％)-水(35:4:61)；流速：1.0mL·min^-1；检测波长：283nm；柱温：30℃；

分别吸取上述供试品和对照品各5μL注入高效液相色谱仪中，测定；

II.将上述胃苏颗粒提取液进行近红外光谱扫描，采集其近红外光谱，其光谱采集条件为：采用透射法进行所述胃苏颗粒提取液的近红外光谱的采集，以空气为参比，扫描次数为32次，分辨率为8cm^-1，扫描的光谱范围为4000cm^-1-12000cm^-1，对采集到的近红外光谱分别采用矢量归一化、最小-最大归一化和矢量归一化的方法进行预处理；

III.建模谱段的选择：选取柚皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，橙皮苷在9403.1-6079.7cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，新橙皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4423.9cm^-1特征波段下的光谱信息，应用化学计量学软件与已知所述提取液中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷的含量进行关联，采用偏最小二乘法建立近红外光谱与标准含量之间的定量校准模型。

IV.按照所述的方法对未知胃苏颗粒提取液样品进行近红外光谱扫描，选取柚皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，橙皮苷在9403.1-6079.7cm^-1、4601.3-4246.4cm^-1，新橙皮苷在5777.6-5449.8cm^-1、4601.3-4423.9cm^-1特征波段下的光谱信息，导入建立的定量校准模型，从而获得未知胃苏颗粒提取液样品中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷的含量值。

本发明针对胃苏颗粒提取液中的柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷三种成分，共收集了提取液样品共229份，其中我们随机选取了185份作为校正集样品，44份作为验证集样品，将验证集数据导入已建立的校正模型，从而可以判断出模型性能的优劣。所述定量模型采用相关系数R、相对分析误差RPD、自预测标准偏差RMSEE进行评价，同时采用验证集均方根RMSEP和预测相对偏差RSEP评价模型对未知样品的预测能力，当R值越接近于1，且RPD越大时，模型的性能越好，当RMSEE和RMSEP越小且越接近时，RSEP值较小时，说明该模型具有较好的预测能力，能够满足提取过程中指标性成分含量测定的要求。

表1为提取过程中各指标成分含量的近红外建模参数汇总表，从表中可以看出校正集和验证集相关系数R均大于0.97，相对分析误差RPD均大于4(一般要求≥3)，自预测标准偏差RMSEE和验证集均方根RMSEP均较小且接近，说明模型性能稳定。胃苏颗粒提取过程中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷含量近红外预测值与实测值的相关图分别见图3、图5、图7；提取过程中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷近红外预测值和高效液相色谱法的测定结果的折线比较图分别见附图4、图6、图8；从图4、图6、图8可以看出提取过程柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷近红外预测值和实测值接近，结合表1预测相对标准偏差RSEP均小于10％，说明模型准确度良好，可以用于指导生产实践。

表1 胃苏颗粒提取过程中各含量模型参数汇总表