近红外背景下名药用植物名药、复方名药的光谱特性研究

近红外背景下名药用植物名药、复方名药的光谱特性研究

“艾片”的使用婆罗洲是龙脑科多年生树木龙脑芳（drybalanatonf.）的加工产品（称为“梅片”），或科学植物（如玻璃球）的提取物（称为“爱斯基”），或由樟脑和松鸡（也称为机制冰片）生产的加工产品。冰片为芳香开窍药,现多用于治疗心脑血管疾病。有研究表明,冰片具有促进血脑屏障(BBB)通透性增加和引药上行的作用。另有研究发现,冰片可促进其他物质如造影剂泛影葡胺、染料伊文思蓝和药物庆大霉素等进入脑组织。所以在许多中成药中,冰片常作为“药引”以增加其他药物的治疗效果。目前有关冰片含量检测的研究一般采用气相色谱法和薄层扫描法。还未见采用近红外光谱方法进行检测的研究报道。本文首先对冰片在近红外区域的特征吸收进行了实验研究,得到了冰片在近红外特征吸收的波段范围,并在此基础上运用近红外光谱技术对冰片进行了定量分析。1实验部分1.1叶变换红外光谱仪仪器设备:采用美国Perkin-Elmer公司SpectrumGX傅里叶变换红外光谱仪,液态氮冷却的InSb检测器,光程长分别为1,3,10mm的石英样品池,蠕动泵自动进样系统。参数设置:光谱采集范围2700～15000cm-1,扫描分辨率4cm-1,16次扫描累加。1.2样品溶液制备样品来源:冰片由天津中新药业集团股份有限公司技术中心提供。样品制备:用氯仿和无水乙醇分别将冰片配制为实验设计的不同浓度的溶液。实验所用的试剂均为分析纯。1.3特征吸收的位置(1)检测有机溶剂氯仿的近红外光谱,确定氯仿在近红外区域特征吸收的位置。(2)检测冰片氯仿溶液的近红外光谱,确定冰片在近红外区域特征吸收的位置。(3)检测冰片无水乙醇溶液的近红外光谱,建模预测冰片无水乙醇溶液中的冰片含量值。2结果与讨论2.1近红外吸收光谱实验溶液的配置图1是采用1mm的石英样品池实测得到的氯仿的近红外吸光度谱图。可以看出氯仿在4211,5371,5899,7080,8674cm-1附近有5个吸收峰,且吸收峰的半峰宽都很窄,是一种背景干扰小的溶剂。所以实验中选用氯仿为背景,对冰片在近红外的光谱特性进行定性分析。为了确定冰片在近红外特征吸收的波段范围,采用光程长为10mm的石英样品池,并配置高浓度的冰片氯仿溶液来增强冰片的吸收。冰片的浓度分别为50,100,150mg·mL-1。图2是浓度为150mg·mL-1的冰片溶液的近红外吸收光谱图。由图2可以确定,冰片在近红外区域特征吸收围绕的波数为:4828,5003,5736,7044,8387cm-1。2.2对无水乙醇溶液的光谱测量和建模进行了预测2.2.1实际样品的制备采用3mm的石英样品池测量冰片无水乙醇溶液的近红外光谱。实验中有30个样品,冰片的浓度范围为10～68mg·mL-1,分布均匀,间隔为2mg·mL-1。在实际测量中,对有气泡进入样品池的个别样品数据进行了剔除,参加建模的实际样品数为25个。相对氯仿,采用无水乙醇为溶剂,可减小溶剂挥发给实验带来的误差。虽然无水乙醇与冰片在近红外的吸收有重叠,但通过建立数学模型,这种背景影响可以得到分离。2.2.2各片段pls校正模型的建立回归分析采用光谱数据量化分析最常用的方法之一偏最小二乘法(PLS),采用交互验证法来评价模型的预测能力,即将所用样品作为校正集的同时又作为验证集。评价指标为预测标准偏差(RMSEP),如果RMSEP值越小,则模型的预测能力越好。本实验在波段4000～10000cm-1内间隔4cm-1选取波长进行建模预测。冰片在4800～5800,7044,8387cm-1附近有5个吸收峰,而在4800和7000～7800cm-1附近为无水乙醇的强吸收,8387,5736和5003cm-1附近无水乙醇吸收较弱,且随温度漂移较小,可知波段5000～6000cm-1和8000～9000cm-1的信背比较高。表1列出了采用不同波段建立PLS模型的校正和预测结果,表中的RMSEC和RMSEP分别用来评价模型的拟合能力和预测能力。结果表明,用信背比高的波段比用信背比低的波段建立PLS校正模型的拟合能力和预测能力明显增强。图3为在信背比高的波段5000～6000cm-1,8000～9000cm-1建立PLS校正模型所得的冰片预测值和标称值的相关图。该波段冰片的预测值和标称值的相关性达0.999,平均相对误差值为0.67%。综上所述,运用近红外光谱法