基于近紅外全息指紋圖譜分析的中藥心可舒片質(zhì)量評(píng)價(jià)新方法

楊天鳴，龔小霞，和順芳

(中南民族大學(xué)藥學(xué)院，湖北 武漢 430074)

中醫(yī)藥在防疫治病方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因中藥成分復(fù)雜，一直缺乏有效、實(shí)用的質(zhì)量控制分析方法。中成藥的質(zhì)量受所用藥材的品種、產(chǎn)地、加工方法、貯藏條件等諸多因素的影響，其質(zhì)量控制方法一直是中藥分析研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。心可舒片是由丹參、葛根、木香、三七、山楂五味中藥材制備的薄膜衣片，主治氣滯血瘀型冠心病引起的心絞痛、高血壓及心律失常等癥[1]。藥典規(guī)定用薄層色譜法和高效液相色譜指紋圖譜法進(jìn)行心可舒片的定性檢測(cè)，分析過程十分復(fù)雜。心可舒片的高效液相色譜定量分析方法更加繁瑣，試樣制備復(fù)雜，檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高，且只檢測(cè)了少數(shù)幾個(gè)化合物，不能準(zhǔn)確鑒別心可舒片的整體質(zhì)量。

復(fù)方中藥成分復(fù)雜，傳統(tǒng)的中藥質(zhì)量檢測(cè)方法無(wú)法達(dá)到現(xiàn)代化中藥產(chǎn)業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的快速檢測(cè)要求。以現(xiàn)代儀器分析技術(shù)為依托的中藥近紅外全息指紋圖譜能滿足中藥質(zhì)量控制分析方法專屬、重現(xiàn)和實(shí)用的技術(shù)要求，是一種現(xiàn)階段可行的中藥質(zhì)量控制模式[2-4]。作者采集丹參、葛根、木香、三七、山楂及心可舒片樣品的近紅外漫反射光譜信息，運(yùn)用主成分分析(PCA)-馬氏距離法建立質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，建立了基于近紅外全息指紋圖譜分析的中藥心可舒片質(zhì)量評(píng)價(jià)新方法。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

1.1.1 藥材

實(shí)驗(yàn)用藥材(表1)均購(gòu)自武漢市德仁堂中藥房，經(jīng)中南民族大學(xué)藥學(xué)院楊天鳴教授鑒定確認(rèn)。

表1藥材信息

Tab.1 Information of herbal medicines

1.1.2 藥品

將10個(gè)批次的心可舒片(山東沃華醫(yī)藥科技股份有限公司)隨機(jī)分成兩組：內(nèi)控基準(zhǔn)組(J組)和內(nèi)控檢驗(yàn)組(C組)，見表2。

表2心可舒片樣品信息

Tab.2 Information of Xinkeshu Tablets

1.2 儀器

AntarisⅡ型近紅外光譜儀，美國(guó)Thermo Nicolet公司；DZF-6021型真空干燥箱，上海一恒科技儀器有限公司；DFF-100型手提式高速中藥粉碎機(jī)，浙江溫嶺林大機(jī)械有限公司；標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩(篩孔100目，孔徑0.15 mm)，浙江上虞五四紗篩廠。

1.3 樣品的制備

藥材粉末樣品的制備：將市售5種中藥材在60 ℃下真空干燥24 h，粉碎后過100目篩，制成干粉，儲(chǔ)存于干燥器內(nèi)，備用。

心可舒片供試品的制備：將市售的10個(gè)批次的心可舒片(每個(gè)批次取20片)粉碎，制成細(xì)粉，每個(gè)批次藥品粉末分成10份，儲(chǔ)存于干燥器內(nèi)，備用。

1.4 近紅外漫反射光譜的采集

采用近紅外光譜儀積分球漫反射附件采集樣品的近紅外光譜，采集條件：光譜范圍為10 000～4 000 cm-1，以金箔為參比，分辨率為8 cm-1，掃描次數(shù)為32次。每個(gè)樣品每采集5張圖譜后重新裝樣，每種藥材或每個(gè)批次藥品共采集50張圖譜。

1.5 近紅外漫反射光譜數(shù)據(jù)處理

采用多重散射校正技術(shù)對(duì)近紅外漫反射光譜進(jìn)行預(yù)處理，用TQ Analyst 8.0智能分析軟件處理和計(jì)算采集的光譜數(shù)據(jù)。通過全譜區(qū)段的考察發(fā)現(xiàn)，心可舒片在4 800～6 800 cm-1范圍的光譜信息建模結(jié)果較好，選取此波長(zhǎng)區(qū)間光譜信息進(jìn)行建模和質(zhì)量評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與討論

2.1 近紅外漫反射光譜

由于每一種中藥材的成分眾多，復(fù)方中成藥成分組成更加復(fù)雜。本研究采用的無(wú)損直接的粉末近紅外漫反射光譜分析技術(shù)能反映中藥材化學(xué)物質(zhì)全貌，實(shí)現(xiàn)對(duì)中藥材進(jìn)行整體的質(zhì)量評(píng)價(jià)。5種藥材的近紅外漫反射光譜如圖1所示，10個(gè)批次的心可舒片的近紅外漫反射光譜疊加圖譜如圖2所示。

圖1 5種藥材的近紅外漫反射光譜Fig.1 Near-infrared diffuse reflectance spectraof five kinds of herbal medicines

圖2 10個(gè)批次的心可舒片的近紅外漫反射光譜疊加圖譜Fig.2 Overlay of near-infrared diffuse reflectance spectra for ten batches of Xinkeshu Tablets

由圖2可知，很難通過峰形、峰位、峰強(qiáng)直接鑒別心可舒片的質(zhì)量,必須用化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件方法提取特征光譜信息建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。

2.2 心可舒片質(zhì)量評(píng)價(jià)內(nèi)控基準(zhǔn)模型的建立

采用近紅外光譜全息指紋圖譜進(jìn)行中藥質(zhì)量判別分析的關(guān)鍵是選定合適的判別準(zhǔn)則，建立預(yù)測(cè)中藥質(zhì)量評(píng)價(jià)基準(zhǔn)模型。本研究采用主成分分析-馬氏距離法建立質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。主成分分析能高效提取復(fù)雜中藥指紋圖譜數(shù)據(jù)群中的特征信息，用馬氏距離法計(jì)算中藥樣品間的判別距離值，馬氏距離值越小，表明兩樣品的近紅外光譜越相似，即兩樣品的整體差別越小。

將丹參、葛根、木香、三七、山楂及心可舒片(內(nèi)控基準(zhǔn)組)的近紅外全息指紋圖譜信息用主成分分析-馬氏距離法建立心可舒片質(zhì)量分析內(nèi)控基準(zhǔn)模型QC-PCA-JMD。該模型計(jì)算選擇的主成分?jǐn)?shù)為7，此時(shí)累積解釋方差高達(dá)99.99% 。計(jì)算內(nèi)控基準(zhǔn)組5個(gè)批次的心可舒片供試品到各單味藥材的馬氏距離值JMD(Jx)及馬氏距離平均值JMD；計(jì)算置信度為99%時(shí)，馬氏距離平均值JMD的置信區(qū)間，作為企業(yè)內(nèi)部對(duì)待測(cè)批次心可舒片供試品的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。心可舒片質(zhì)量分析內(nèi)控基準(zhǔn)模型及質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果如表3所示。

該模型性能指數(shù)為99.7，表明模型鑒別準(zhǔn)確率高。

表3心可舒片質(zhì)量分析內(nèi)控基準(zhǔn)模型及質(zhì)量評(píng)價(jià)

Tab.3 Internal control reference model and quality evaluation of Xinkeshu Tablets

2.3 心可舒片質(zhì)量分析評(píng)價(jià)

將內(nèi)控檢驗(yàn)組5個(gè)批次的心可舒片樣品的近紅外漫反射光譜數(shù)據(jù)(編號(hào)Cx)分別替換內(nèi)控基準(zhǔn)組中的心可舒片樣品的近紅外光譜數(shù)據(jù)(編號(hào)Jx)，用TQ Analyst 8.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行處理，計(jì)算內(nèi)控檢驗(yàn)組5個(gè)批次的心可舒片供試品到各單味藥材的馬氏距離值CMD(Cx)，根據(jù)某批次心可舒片供試品到各單味藥材的馬氏距離平均值CMD是否處于心可舒片質(zhì)量分析內(nèi)控基準(zhǔn)模型中單味藥材的馬氏距離平均值JMD的置信區(qū)間內(nèi)，對(duì)待測(cè)批次心可舒片供試品進(jìn)行整體質(zhì)量評(píng)價(jià)，結(jié)果如表4所示。若某批次心可舒片供試品的CMD值處于某藥材的JMD置信區(qū)間內(nèi)，檢定該批次心可舒片內(nèi)該藥材符合質(zhì)量控制要求(標(biāo)記1顆星號(hào))。某批次心可舒片供試品獲得的星號(hào)愈多表明其質(zhì)量愈好，獲5顆星表示該批次心可舒片中5種藥材的品質(zhì)及含量均符合藥品質(zhì)量要求。

表4心可舒片質(zhì)量分析評(píng)價(jià)

Tab.4 Analysis and evaluation of quality of Xinkeshu Tablets

CMD(Cx)CMD(C1)CMD(C2)CMD(C3)CMD(C4)CMD(C5)丹參89.8189.8375.1391.5585.65葛根91.0574.9469.2766.6257.86木香120.83104.0893.3095.1590.20三七69.2258.6253.4360.1459.23山楂89.7185.6474.0885.3472.37質(zhì)量評(píng)價(jià)(P=99%)★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

由表4可知，編號(hào)C5(批次080910)心可舒片內(nèi)葛根CMD(C5)值為57.86，超出心可舒片質(zhì)量分析內(nèi)控基準(zhǔn)模型中葛根JMD置信區(qū)間范圍(62.27～98.47)，表明該批次心可舒片內(nèi)葛根不合格，判定該批次心可舒片質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。用該方法建立質(zhì)量?jī)?nèi)控基準(zhǔn)模型后，日常進(jìn)行待測(cè)藥品的近紅外光譜測(cè)量及數(shù)據(jù)處理可在3 min內(nèi)完成，是一種簡(jiǎn)便、快速、可靠、實(shí)用的中藥生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)控質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。

3 結(jié)論

基于近紅外全息指紋圖譜技術(shù)的心可舒片質(zhì)量評(píng)價(jià)方法具有簡(jiǎn)便、快速、費(fèi)用低、重現(xiàn)性好等特點(diǎn)，能可靠判斷心可舒片的整體質(zhì)量，為復(fù)方中藥質(zhì)量控制提供了新的思路。采用近紅外全息指紋圖譜用于心可舒片的質(zhì)量評(píng)價(jià)，如果建立質(zhì)量分析模型的代表性樣品由中國(guó)食品藥品檢定研究院按照國(guó)藥準(zhǔn)字Z37020042文件監(jiān)制心可舒片標(biāo)準(zhǔn)制劑(質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)品)，則可建立心可舒片質(zhì)量評(píng)價(jià)外控基準(zhǔn)模型，用于各級(jí)藥監(jiān)機(jī)構(gòu)監(jiān)督評(píng)價(jià)各個(gè)廠家生產(chǎn)的心可舒片的質(zhì)量。該方法的推廣應(yīng)用將有利于提高中藥的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)中藥生產(chǎn)工藝的規(guī)范化，提高產(chǎn)品質(zhì)量。