近紅外光譜在線檢測(cè)技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用探討

高 然

(哈爾濱商業(yè)大學(xué) 藥學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076)

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近紅外光譜在線檢測(cè)技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用探討

高 然

(哈爾濱商業(yè)大學(xué) 藥學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076)

近紅外光譜(NIRS)是一種新型光學(xué)檢測(cè)手段，近年來(lái)應(yīng)用十分廣泛。近紅外光譜在線檢測(cè)技術(shù)可對(duì)中藥質(zhì)量進(jìn)行快速、在線和無(wú)損檢測(cè)，已成為現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)中不可或缺的重要檢測(cè)手段之一。對(duì)近年來(lái)該技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用及研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為其應(yīng)用拓展提供參考依據(jù)。

近紅外光譜；在線檢測(cè)技術(shù)；中藥質(zhì)量控制

中藥是我國(guó)傳統(tǒng)文化和祖國(guó)醫(yī)學(xué)的瑰寶，為中華民族乃至世界人民的身體健康做出了巨大貢獻(xiàn)，世界上約有70%的人群直接或間接接受過(guò)中藥保健或治療。然而，中藥產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)重要的傳統(tǒng)民族產(chǎn)業(yè)之一，在全球醫(yī)藥市場(chǎng)上的占有率和競(jìng)爭(zhēng)力非常薄弱，無(wú)論是在生產(chǎn)工藝還是技術(shù)水平方面都處于相對(duì)較低的水平。如何有效快速提高我國(guó)中藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化水平，是當(dāng)今中藥行業(yè)從業(yè)者亟待解決的問(wèn)題。近年來(lái)，近紅外光譜在中藥質(zhì)量控制及檢測(cè)方面的應(yīng)用逐漸被大眾認(rèn)可和重視，本文就近紅外光譜在線檢測(cè)技術(shù)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 近紅外光譜在線檢測(cè)技術(shù)的原理和特點(diǎn)

近紅外光譜(NIRS)是指波長(zhǎng)為780～2 526nm的電磁波，介于中紅外和可見(jiàn)光之間。根據(jù)波長(zhǎng)的不同，可將其分為近紅外短波和近紅外長(zhǎng)波兩部分。在該范圍內(nèi)，光譜記錄的主要是C-H、N-H、O-H和S-H等基團(tuán)振動(dòng)的倍頻和合頻吸收信息，信號(hào)強(qiáng)度較強(qiáng)，干擾也較少，不同的基團(tuán)都有特征吸收峰，這也是近紅外光譜可對(duì)物質(zhì)成分進(jìn)行定量或定性分析的理論基礎(chǔ)。

1.1 在線檢測(cè)技術(shù)

現(xiàn)階段，我國(guó)的中藥生產(chǎn)工藝和檢測(cè)技術(shù)依舊停留在經(jīng)驗(yàn)操作或復(fù)雜定量檢測(cè)方法上。這些檢測(cè)方法通常需要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，導(dǎo)致樣品不可逆性破壞，分析效率較低。近紅外在線檢測(cè)技術(shù)可直接對(duì)樣品進(jìn)行快速在線檢測(cè)，固體粉末、液體、膠狀體和半固體樣品皆可。隨著光纖的引入，在線檢測(cè)技術(shù)迅速發(fā)展，使工廠生產(chǎn)流水線和實(shí)驗(yàn)室分析實(shí)現(xiàn)在線化，一般在幾秒鐘之內(nèi)便能獲得所需參數(shù)，通過(guò)與反饋控制技術(shù)聯(lián)用，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的在線檢測(cè)和控制。

1.2 新型綠色分析檢測(cè)技術(shù)

近紅外在線光譜檢測(cè)技術(shù)不需要使用額外的化學(xué)試劑，污染較小，成本低廉，是一種綠色環(huán)保的檢測(cè)手段，符合GMP標(biāo)準(zhǔn)對(duì)藥品生產(chǎn)設(shè)備的要求。該技術(shù)避免了取樣、送樣和檢樣過(guò)程，減少了檢驗(yàn)過(guò)程中的誤差，提高了工作效率，也降低了人力成本。NIRS在線檢測(cè)技術(shù)可提前進(jìn)行光譜測(cè)量并建立標(biāo)準(zhǔn)化校正模型，同時(shí)對(duì)樣品中的多個(gè)化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)定，甚至還可測(cè)量非化學(xué)參數(shù)(如密度、水分等)。連續(xù)測(cè)定和多組分同時(shí)測(cè)定大大節(jié)省了檢測(cè)時(shí)間和工作量，提高了工作效率。此外，隨著近紅外檢測(cè)技術(shù)的不斷革新，其精確度和靈敏度越來(lái)越高，可分辨出產(chǎn)品中成分和含量的細(xì)微變化，確保了質(zhì)量控制的有效實(shí)施。

2 在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 中藥提取過(guò)程中的在線檢測(cè)

中藥提取液中有效成分含量較低，干擾雜質(zhì)較多，傳統(tǒng)方法難以準(zhǔn)確測(cè)定，缺乏行之有效的質(zhì)量控制方法。近紅外光譜技術(shù)可在提取過(guò)程中對(duì)有效成分含量進(jìn)行快速無(wú)損檢測(cè)，保證中藥質(zhì)量的可靠性及穩(wěn)定性，對(duì)于中藥產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。

高曉燕等運(yùn)用近紅外光譜技術(shù)建立化學(xué)計(jì)量模型，對(duì)清開(kāi)靈注射液的有效成分及其中間體進(jìn)行了在線檢測(cè)。覃鋒等[1]采用近紅外光譜技術(shù)對(duì)安神補(bǔ)腦液中的淫羊藿苷及二苯乙烯苷含量進(jìn)行了檢測(cè)，利用偏最小二乘法-非線性降維算法相結(jié)合的方式建立標(biāo)準(zhǔn)模型，準(zhǔn)確地對(duì)提取液中的有效成分含量進(jìn)行了預(yù)測(cè)。張延瑩等[2]采用偏最小二乘法建立適用于近紅外光譜在線檢測(cè)技術(shù)的芍藥苷含量檢測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)中芍藥苷的在線質(zhì)量控制。

2.2 中藥濃縮過(guò)程中的在線檢測(cè)

中藥提取液中的有效成分含量較低，檢測(cè)難度較大，必須對(duì)提取液進(jìn)行濃縮。過(guò)分濃縮可出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，導(dǎo)致收膏難度增大；濃縮程度過(guò)小則需耗費(fèi)大量乙醇，導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高。因此，準(zhǔn)確確定提取液的濃縮終點(diǎn)對(duì)于保證中藥產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。屈戰(zhàn)果等[3]采用建立黃芩苷含量數(shù)據(jù)庫(kù)和收集近紅外光譜圖的方法，通過(guò)偏最小二乘法建立近紅外光譜與黃芩苷含量校正模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)女金膠囊提取濃縮過(guò)程中黃苓苷含量的快速在線檢測(cè)。楊麗等[4]利用光可調(diào)濾光器(AOTF)近紅外光譜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了淫羊藿提取液濃縮過(guò)程中的實(shí)時(shí)取樣和在線檢測(cè)。

2.3 中藥提取純化過(guò)程中的在線檢測(cè)

中藥的分離純化可在很大程度上改變其"粗、黑、大"的外觀，減少藥物服用劑量，是中藥復(fù)方制劑研發(fā)的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的分離純化主要依靠經(jīng)驗(yàn)控制，缺乏科學(xué)合理的檢測(cè)方法。劉燁等[5]采用近紅外在線檢測(cè)技術(shù)對(duì)人參葉中皂苷類成分的大孔樹(shù)脂分離純化工藝進(jìn)行了優(yōu)化，其將多元統(tǒng)計(jì)分析方法與HPLC檢測(cè)結(jié)合起來(lái)，對(duì)人參的主要活性成分人參皂苷Rg1、Re 和Rb1建立了定量分析模型，實(shí)現(xiàn)了人參葉總皂苷成分分離純化過(guò)程的在線檢測(cè)。張延瑩等同時(shí)應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)和HPLC法，采用最小二乘法建立了純化過(guò)程中丹酚酸B含量的檢測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了在線質(zhì)量檢測(cè)。

2.4 中藥制劑成型過(guò)程的在線檢測(cè)

近紅外光譜除可對(duì)物質(zhì)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)外，還可對(duì)樣品的物理性質(zhì)進(jìn)行表征，如濕度、密度和硬度等，目前已被成功應(yīng)用于藥品含量均勻度、混合均勻度或包衣均勻度的檢測(cè)中。蔡佳良等[6]利用一階導(dǎo)數(shù)法對(duì)近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理，后應(yīng)用多元散射校正法結(jié)合最小二乘法建立廣藿香中水分含量的近紅外定量模型，實(shí)現(xiàn)了廣藿香中水分含量的快速檢測(cè)?？虏┛说冉⒘说瓮璋潞穸鹊亩糠治瞿Ｐ?，采用近紅外光譜技術(shù)對(duì)包衣厚度進(jìn)行了在線檢測(cè)。

3 結(jié)語(yǔ)

中藥成分復(fù)雜，質(zhì)量難以控制，臨床療效的穩(wěn)定性受到很大影響，制約了中藥產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。傳統(tǒng)控制檢測(cè)手段弊端較多，近紅外光譜在線檢測(cè)技術(shù)的引入為中藥質(zhì)量的有效控制提供了新方法。通過(guò)建立準(zhǔn)確的分析檢測(cè)模型、開(kāi)發(fā)智能化評(píng)價(jià)軟件、增強(qiáng)近紅外光譜儀的信號(hào)敏感度，可有效實(shí)現(xiàn)中藥質(zhì)量的在線控制。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，近紅外光譜在線檢測(cè)在中藥領(lǐng)域中的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。

[1] 覃鋒,楊輝華,呂琳昂,等.NIR光譜結(jié)合LLE-PLS建模用于安神補(bǔ)腦液提取過(guò)程分析的研究[J].中成藥,2008,30(10):1465-1468.

[2] 張延瑩,張金巍,劉巖.近紅外技術(shù)在白芍醇提在線質(zhì)量控制監(jiān)控中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志,2010,41(9):662-665.

[3] 屈戰(zhàn)果,耿炤,胡浩武,等.近紅外光譜技術(shù)在女金膠囊提取濃縮過(guò)程中的應(yīng)用研究[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2012,23(10):2555-2557.

[4] 楊麗,李菁,劉翠紅,等.AOTF近紅外光譜技術(shù)在淫羊藿濃縮過(guò)程在線檢測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào),2014,11(24):111-114.

[5] 劉樺,趙鑫,齊天,等.人參葉總皂苷大孔樹(shù)脂分離純化工藝的近紅外光譜在線監(jiān)測(cè)模型及其含量測(cè)定[J].光譜學(xué)與光譜分析,2013,33(12):3226-3230.

[6] 蔡佳良,李蕾蕾,姬生國(guó),等.近紅外光譜法快速測(cè)定廣藿香中水分含量[J].醫(yī)藥導(dǎo)報(bào),2012,31(11):1468-1470.

(責(zé)任編輯：尹晨茹)

2015-01-08

高然(1993-)，女，哈爾濱商業(yè)大學(xué)在讀生，研究方向?yàn)橹扑幑こ獭?/p>

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1673-2197(2015)06-0067-02

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