近紅外光譜法快速測定紅參提取物中的總糖含量

高 荔，孔 偉

(1.山東省衛(wèi)生廳，山東 濟南 250014;2.山東省立醫(yī)院，山東 濟南 250021)

1 引言

前期實驗表明，在按研究工藝提取的紅參提取物中總糖的平均含量能達到50%以上，HPLC－ELSD分析顯示主要為麥芽糖、蔗糖和果糖。實際檢驗中測定紅參提取物中總糖含量的主要方法為比色法，過程復(fù)雜，費時費力。近紅外光譜法作為一種新型的綠色分析技術(shù)，已在各行各業(yè)取得了很大發(fā)展［1］，不僅在中藥的定性［2］和定量［3］方面取得了一定的成就，且成功地用在了多種藥材總糖含量的測定上［4，5］。本文對近紅外光譜技術(shù)測定紅參提取物中總糖含量的方法進行了初步研究，結(jié)果滿意。

2 實驗材料和方法

2.1 實驗儀器和材料 Bruker Tensor 37型近紅外光譜儀(德國布魯克公司)，積分球附件，定量分析軟件為Opus 6.5;HACH DR5000紫外分光光度計(美國哈希公司);Mettler XS105電子天平(瑞士梅特勒公司)。無水葡萄糖對照品(中國藥品生物制品檢定所提供，批號110833－200503);試劑均為色譜純，水為超純水。

紅參提取物樣品(實驗室自制，制備方法:紅參飲片加8倍量95%乙醇提取3次，時間為3 h、3 h、2 h。合并提取液，減壓回收乙醇至無醇味，加水至約相當于原藥材相等重量的體積，冷藏12 h后過濾，濾液減壓濃縮后減壓干燥，得紅參提取物50批，分別編號為1～50。前40批為校正集樣品，后10批作為預(yù)測用樣品)。

2.2 近紅外光譜的采集 掃描50批樣品的近紅外光譜。具體參數(shù)為:光譜儀掃描波長范圍4000～12000 cm－1，掃描次數(shù)32次，分辨率8 cm－1，以儀器自帶鍍金背景為參比，積分球漫反射掃描方式，每份樣品掃描4張，取其平均光譜，50批紅參提取物的近紅外光譜見圖1。

2.3 總糖的測定 采用硫酸－苯酚法測定紅參提取物中總糖含量，具體方法如下。

圖1 50批紅參提取物的近紅外光譜圖

供試品溶液制備:取紅參提取物約1 g，精密稱定，加水溶解并定容至25 mL。精密量取5 mL加到處理過的AB－8大孔樹脂柱上(80目;柱內(nèi)徑8 mm;樹脂柱高約3 cm)，用水沖洗，流速約為1～2 mL·min－1，流出液收集于100 mL量瓶中，加水定容至刻度，混勻。

對照品溶液的制備:精密稱取105℃干燥至恒重的無水葡萄糖對照品適量，加水制成每1 mL含0.1 mg的溶液，搖勻。

標準曲線的制備:精密吸取對照品溶液 0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL，置10 mL具塞試管中，分別加水至1 mL，精密加入5%苯酚水溶液1 mL，混勻;沿管壁精密緩慢加濃硫酸5 mL，迅速混勻，至沸水浴中放置10 min，取出置冰水浴中放置10 min，取出，室溫放置10 min，以相應(yīng)試劑為空白在490 nm波長處測定吸收度。

測定法:精密吸取供試品溶液0.4 mL，加水0.6 mL，照標準曲線的制備項下方法，自“各精密加入5%苯酚水溶液1 mL”起，同法操作測定吸收度，計算，即得。方法學考察結(jié)果見表1。結(jié)果40批校正集樣品中總糖(以葡萄糖計)含量分布為 41.3%～67.8%。

表1 總糖方法學考察結(jié)果

3 結(jié)果與討論

3.1 光譜預(yù)處理方法選擇 為了消除光譜散射效應(yīng)和基線飄移對近紅外譜圖的影響，本實驗比較了多元散射校正(MSC)、矢量歸一化法和導(dǎo)數(shù)光譜法，以及兩種處理方法相結(jié)合的多種預(yù)處理方法，以模型的決定系數(shù)(R2)、內(nèi)部交叉驗證均方差(RMSECV)作為評價指標［6］(R2越接近 100、RMSECV值越小，模型的精確度越高)，不同預(yù)處理方法下的R2和RMSECV結(jié)果見表2。

表2 不同預(yù)處理方法的比較

3.2 光譜波段和最佳維數(shù)的選擇 在Opus軟件自動優(yōu)化的基礎(chǔ)上，通過不斷調(diào)節(jié)，比較不同校正模型的決定系數(shù)(R2)和內(nèi)部驗證均方差(RMSECV)，R2越接近于100說明模型的預(yù)測值越準確，RMSECV越小說明模型預(yù)測精度越高。最終發(fā)現(xiàn)在波段7499～11993 cm－1范圍內(nèi)，最佳維數(shù)為7時，能有效提取光譜中的特征信息，消除儀器不穩(wěn)、環(huán)境變化和樣品不均等帶來漂移和波動。圖2為校正集的Rank與RMSECV之間的趨勢圖。

3.3 模型的建立 將40批紅參提取物的含量測定結(jié)果導(dǎo)入OPUS數(shù)據(jù)處理軟件，使用上述優(yōu)選參數(shù)，運用PLS建立總糖的定量分析模型，用內(nèi)部交叉驗證法對模型進行驗證，圖3為40批模型的預(yù)測值與化學測定值之間的相關(guān)圖，樣品均勻分布在回歸線的兩側(cè)，內(nèi)部交互驗證結(jié)果R2為88.71，RMSECV 為 1.03。

圖2 校正集Rank與RMSECV趨勢圖

圖3 模型預(yù)測值與化學測定值相關(guān)圖

3.4 模型的驗證 將另外10批紅參提取物的近紅外光譜導(dǎo)入校正模型，預(yù)測其中的總糖含量，并與化學測定值進行比較，計算得模型的預(yù)測均方差(RMSEP)為1.25。

4 結(jié)論

本研究利用近紅外光譜結(jié)合偏最小二乘法建立紅參提取物中總糖含量的定量模型，并用此模型對10批樣品的含量進行了預(yù)測，結(jié)果滿意。

［1］褚小立，袁洪福，陸婉珍.近年來我國近紅外光譜分析技術(shù)的研究與應(yīng)用進展［J］.分析儀器，2006，(2):1 －10.

［2］王東，賈永，姬生國.近紅外光譜法對不同蒸制時間地黃的鑒別研究［J］.光譜實驗室，2010，27(4):1356 －1360.

［3］聶黎行，王鋼力，李志猛，等.近紅外光譜法對同仁烏雞白鳳丸的定性和定量分析［J］.紅外與毫米波學報，2008，27(3):205 －210.

［4］白雁，龔海燕，宋瑞麗，等.近紅外漫反射光譜法快速測定山藥藥材中多糖的含量［J］.中成藥，2010，32(1):110－112.

［5］王遠，秦民堅，戚近，等.近紅外漫反射光譜法測定麥冬的多糖含量［J］，光譜學與光譜分析，2010，29(10):2677－2680.

［6］蔣受軍，劉麗娜，朱斌，等.近紅外光譜法測定注射用丹參(凍干)中丹參素、原兒茶醛及總酚含量的初步研究［J］.藥物分析雜志，2008，28(7):1094 －1098.