基于正交小波包的异福片近红外光谱分析

 目的利用小波包变换(WPT)提取异福片样品近红外漫反射光谱的特征信息,建立用近红外光谱(NIRS)快速测定异福片中有效成分的新方法。方法运用偏最小二乘法(PLS)建立特征信息与利福平和异烟肼含量之间的定量校正模型,对预测集的样品进行含量测定。结果校正模型在小波包分解尺度为6时预测精度最好,预测集利福平和异烟肼的相关系数(r_p)分别从原始光谱的0.981 72和0.979 89提高到0.990 09和0.991 48,同时预测集均方根误差(RMSEP)分别从0.007 66和0.006 84减小到0.005 89和0.005 36。结论正交小波包多尺度分析对近红外光谱具有较强的去噪和压缩能力,从而使PLS模型更具有代表性和稳健性,同时也提高了建模效率和模型的预测精度。     

近红外光谱法快速测定当归中7种成分的含量

目的应用近红外光谱(NIRS)技术结合偏最小二乘法(PLS)建立当归中多指标成分的快速无损检测方法,以更好地控制当归药材和饮片的质量。方法采集购买不同产地的当归样品共108批。建立同时测定当归中7种成分含量的超高效液相色谱(UPLC)方法,并以其测定值为参比;以积分球漫反射模式采集当归样品的NIRS图;采用PLS等化学计量学手段建立各指标性成分的参比值与NIRS图的定量校正模型。分别对建模过程的各个阶段进行优化,包括样本集的选择、不同预处理方法和不同光谱区段的选择。结果所建立的绿原酸、阿魏酸、异绿原酸A、藁本内酯、丁烯基苯肽、洋川芎内酯I和欧当归内酯A的模型校正集相关系数分别为0.937 6、0.970 2、0.963 4、0.991 1、0.962 4、0.966 6和0.947 6;预测均方差分别为0.072 1、0.038 9、0.011 3、0.483 0、0.017 5、0.178 0和0.097 0。NIRS模型预测值与UPLC测定值具有良好的线性相关关系,模型预测效果良好。结论采用NIRS技术结合PLS可以快速对当归中绿原酸、阿魏酸、异绿原酸A、藁本内酯、丁烯基苯肽、洋川芎内酯I和欧当归内酯A 7种成分的含量进行检测,方法操作简便、结果可靠。     

一种基于近红外光谱的华蟾素醇沉过程指标成分及其转移率快速测定方法

目的:建立一种快速测定华蟾素醇沉过程中吲哚类生物碱含量和转移率的近红外光谱法.方法:收集华蟾素醇沉过程样品,以紫外分光光度法为对照分析方法测定样品中吲哚类生物碱浓度,经过异常样品的剔除、光谱预处理和波段选择,运用偏最小二乘法(PLS)建立近红外光谱与吲哚类生物碱浓度分析值之间多元校正模型,并对醇沉过程的未知样本进行含量和转移率预测.结果:校正模型的相关系数达到0.961 3,RMSEC,RMSEP分别为0.172,0.169,计算模型的RPD为4.13,说明该模型可进行定量分析.结论:在中药醇沉过程中近红外光谱法可以作为一种快速、准确、无损的检测方法予以应用.     

近红外光谱法快速测定当归提取过程中阿魏酸含量

目的:建立当归提取过程中阿魏酸的近红外光谱(NIR)校正模型,探讨NIR快速测定阿魏酸的方法。方法:采用多种光谱预处理方法、波长选择方法结合偏最小二乘法对当归提取液的光谱图与阿魏酸的含量进行关联拟合,并通过交互检验标准偏差(SECV)、校正标准偏差(SEC)和决定系数(R2)及优选校正模型。结果:建立的阿魏酸NIR校正模型的预测能力较好。结论:NIR技术可以用于预测当归提取过程中阿魏酸的含量。     

近红外光谱分析技术快速测定天舒片的包衣薄膜厚度

目的:探讨近红外光谱分析技术应用于检测天舒片包衣薄膜厚度的可行性。方法:采集9批天舒片包衣过程样品的近红外漫反射光谱,运用Kennard-Stone算法将样本集划分为校正集和验证集。优选预处理方法,并采用组合间隔偏最小二乘法(si PLS)和移动窗口偏最小二乘法(mw PLS)优选光谱区间,建立测定包衣厚度的偏最小二乘法(PLS)定量模型。结果:在标准正态变量变换+一阶导数+Norris Derivative平滑对光谱进行预处理并结合si PLS的优选区间建立的模型中,校正集预测值与实测值的相关系数0.966,验证集预测值与实测值的相关系数0.991,表明预测值与实测值的相关性较好。校正均方根误差(RMSEC)0.198%,预测均方根误差(RMSEP)0.062%,表明模型的预测性能良好。结论:近红外光谱分析技术用于天舒片包衣薄膜厚度的测定具有很高的准确性,能够为中药片剂生产过程中包衣厚度的在线检测提供技术支持。     

基于小波包多尺度分析的感康近红外光谱快速分析方法的研究

目的 利用小波包多尺度分析去噪感康近红外光谱,建立有效测定感康中对乙酰氨基酚、盐酸金刚烷胺的近红外光谱分析模型.方法 使用最优分解方法和合适的阈值处理得到重构光谱的小波包分解系数,达到降噪的目的.结合偏最小二乘法(PLS)建立不同尺度分解重构光谱的感康定量分析模型.结果 模型的校正和预测精度在小波包尺度为3的时候最好,模型的相关系数对对乙酰氨基酚和盐酸金刚烷胺分别为0.995 95和0.913 07.交互验证均方与误差(RM-SECV)分别为0.005 62和0.006 86,预测均方与误差(RMSEP)分别为从0.005 79和0.007 88减小为0.004 78和0.00603,与原始光谱相比模型的稳定性和预测性能都得到了优化.结论 使用小波包变换的多尺度分析能够消除原始光谱的噪声,使建立定量分析的PLS模型具有更好的稳健性和预测精度.     

黄芩提取物有效成分的近红外光谱定量分析

目的:利用黄芩提取物样品的近红外漫反射光谱( NIRS)信息,建立能够快速分析其3种有效成分含量的校正模型.方法:共收集12个不同厂家的100批样品,其中80批样品作为校正集,20批样品作为验证集,结合偏最小二乘法(PLS),建立了黄芩提取物中黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素3种有效成分的近红外定量校正模型.结果:3个校正模型的建模效果均较好,交叉检验决定系数(R2CV)分别为o.994 8,0.998 7,0.994 8,校正均方差(RMSEC)分别为0.440,0.022 5,0.011 1,交互验证均方差(RMSECV)分别为2.259,0.055 3,0.048 3.用验证样品进行外部验证,预测相关系数(r2)分别为0.998 2,0.996 5,0.990 9,预测均方差(RMSEP)分别为0.486,0.027 1,0.011 0.结论:结果表明,近红外光谱技术可对黄芩提取物中黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素含量进行简便、快速、准确分析.     

近红外光谱技术测定黄连中6种生物碱含量的新方法

目的 应用近红外光谱技术对黄连中药根碱、非洲防己碱、表小檗碱、黄连碱、巴马汀和小檗碱含量进行快速无损测定.方法 选择在l 308～2393 nm范围内的近红外光谱,比较了光谱不同预处理方法对校正结果的影响,并比较了主成分分析法(PCR)、偏最小二乘法(PLS)、改进偏最小二乘法(MPLS)建模的效果,并对模型进行内部和外部验证.结果 采用SNV and Detrend散射处理技术,2.4.4.1数学处理方法及改进偏最小二乘法回归建立的定标方程模型的准确性最好.6种生物碱成分定标模型的校正决定系数(R2)为0.8047～0.9674,校正标准误差(SEC)为0.0312 ～0.2471.对预测集样品进行外部验证,预测值与真值的相关系数(Rv2)为0.744～0.929,预测标准误差(SEP)为0.043 ～ 0.346.结论 建立了利用近红外光谱法直接测定黄连中6种生物碱含量的新方法.该方法快速简便,准确可靠,适合于黄连中主要生物碱类成分的快速测定分析.     

近红外透射光谱法快速测定赤芍提取液中芍药苷含量

目的:采用近红外光谱仪透射光谱技术对赤芍提取过程中芍药苷的含量进行检测分析.方法:将54份样品的原始光谱经多元散射校正(MSC)预处理,选取6101.9 ～5 446.2,4 601.5 ～4 424.1 cm-1波段,并结合偏最小二乘法( PLS)对芍药苷建立定量校正模型并分析.结果:R2=0.998 9,内部交叉验证均方差(RMSECV)为0.025 2,最佳维数为6.用建立的校正模型对13份提取液样品中的芍药苷进行了预测,预测误差均方差(RMSEP)为0.086 1.结论:该方法分析快速、简便,结果准确可靠,对中药提取工艺优化和生产工艺过程的质量控制具有很好的应用前景.     

近红外光谱法快速测定砂仁中的水分

目的:运用近红外光谱分析技术(NIRS)快速测定砂仁中水分。方法:采用减压干燥法测定砂仁样品中的水分,用标准归一化法和二阶导数法同时对光谱进行预处理,结合偏最小二乘法(PLS)建立砂仁中水分的近红外定量分析模型。结果:所建模型的校正集内部交叉验证相关系数(R2),校正均方差(RMSEC),预测校正均方差(RMSEP)和性能指数(PI)分别为0.986 7,0.242,0.285,92.5。结论:该方法具有简便、快速、准确、无损等特点,可用于砂仁中水分的快速测定。     

不同产地、不同海拔地区的甘松地上部分无机元素的多维统计分析

目的:比较不同产地甘松药材地上部分的无机元素含量差异,分析其无机元素分布特征,为评价市场上流通的甘松全草统是否科学、合理提供试验依据。方法:采用湿法消解-ICP-OES法同时测定不同产地甘松药材地上部分的无机元素含量,通过相关性分析、主成分分析、聚类分析、偏最小二乘判别分析、正交偏最小二乘判别分析方法对测定结果进行分析。结果:元素间具有显著的相关性,多维统计分析确定甘松地上部分特征元素为Pb,Se,As,Si,Mo,Co,Ni,Cd,Cr,Tl,Na,Sn;对地上部分样品能够较好地聚类;海拔在3 400~3 500 m时,甘松地上部分各无机元素含量大都达到峰值(对植物生长有益元素)。结论:基于甘松地上部分无机元素的角度考虑,3 400~3 500 m为甘松最适宜生长海拔高度,同时土壤作为关键因素;对于甘松药材入药部位甘松根及根茎、甘松全草及甘松地上部分这三者是否可以互为替代、甘松资源的合理分配提供理论支撑和参考。     

UPLC-Q-TOF-MS结合代谢组学分析冬虫夏草不同部位的差异性

目的:利用高分辨质谱结合代谢组学方法研究冬虫夏草不同部位化学成分差异及其与品质间的关联。方法:建立虫草类中药材化学成分数据库,采用UPLC-Q-TOF-MS对虫草子座、头及虫体3个部位及全虫样品进行数据采集,将结果导入Peak View软件,结合软件的Formula Finder,Mass Calculators,Fragment Matching功能及二级碎片裂解规律进行定性分析;将定性结果建立已知成分筛查表,并逐个提取分段样品离子强度,代入SIMCA-P软件中,进行可视化处理,构建PCA及PLS-DA数学模型。结果:冬虫夏草醇提样品中共找到了六类23个化合物,从子座、头及虫体中鉴定出11个差异性化合物,以脂肪酸及其衍生物居多,其中8个化合物为首次在冬虫夏草中发现;运用SIMCA-P11.5软件构建PCA及PLS-DA数学模型,分析结果显示子座所含成分与头及虫体有明显差异,按照对分类起作用强弱,依次为氨基酸、脂肪酸、维生素、生物碱、核苷及糖苷类。结论:该方法的建立为冬虫夏草药效学物质基础阐明及冬虫夏草品质形成机制提供了科学参考,并为冬虫夏草药材的快速鉴定、质量控制与深入地开发利用奠定了基础。     

不同产地穿心莲的含量测定、化学指纹图谱及抑菌活性评价

目的：从化学和生物两方面综合考察不同产地穿心莲药材品质差异。方法：采用微量量热法比较13批不同产地穿心莲药材的抗痢疾杆菌生物活性。同时建立穿心莲的UPLC指纹图谱,采用偏最小二乘法（PLS）回归分析抑菌活性与化学成分之间的相关性。结果：13批不同产地的穿心莲药材使痢疾杆菌生长代谢的时间延长,生长速率常数减小,表明不同产地穿心莲对痢疾杆菌的生长代谢均有不同程度的抑制作用,且以西双版纳产地的穿心莲药材抑菌效果最好。此外,通过偏最小二乘法回归分析找到了四个与抑菌活性密切相关的化学成分。结论：不同产地穿心莲药材质量差异较大,云南、海南、广西和四川综合质量较好。生物活性测定结合化学指纹图谱评价药材质量的方法,可准确、可靠地评价不同产地穿心莲药材的质量,为其质量控制提供依据。     

基于红外光谱法的云南重楼及其近缘种的亲缘关系研究

目的傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)结合化学计量学方法分析云南重楼Paris polyphylla var.yunnanensis及其近缘种的亲缘关系,为重楼属药用植物资源的开发利用提供理论依据。方法采集云南重楼、白花重楼Paris polyphylla var.alba、毛重楼Paris mairei、南重楼Paris vietnamensis、五指莲Paris axialis var.axialis共50份样品的红外光谱信息,对光谱数据进行自动基线校正、自动平滑、纵坐标归一化、多元散射校正、二阶求导等预处理,采用主成分分析(principal component analysis,PCA)、偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)及系统聚类分析(hierarchical cluster analysis,HCA)分析光谱数据。结果原始红外光谱中,1 653、1 156、1 082、1 021、925、851、759、572、524 cm~(-1)等为重楼属植物的共有峰,主要归属为黄酮、淀粉和糖苷类成分的吸收峰;毛重楼和五指莲分别在1 535和1 369 cm~(-1)附近有特征吸收峰,可与另外3种重楼属植物相区分。以全波段光谱数据进行PLS-DA和PCA,PLS-DA对重楼属植物分类效果优于PCA,能够准确区分5种野生重楼属植物。系统聚类分析(HCA)及向量夹角余弦相关性分析能够反映5个重楼属植物的亲缘关系,云南重楼与白花重楼和南重楼的亲缘关系较近,与毛重楼和五指莲的关系较远。结论 FTIR结合化学计量学方法,能够快速区分不同种类重楼属植物,明确云南重楼及其近缘种之间的亲缘关系,为重楼属植物亲缘关系研究提供一种快速、有效的方法,同时为重楼种质资源开发和利用提供理论基础。     

提取溶剂对何首乌肝细胞毒性的影响

目的: 比较不同溶剂提取何首乌对肝细胞毒性的差异,探讨提取方式对何首乌安全性的影响。方法: 制备不同提取方式的何首乌样品,均按生药量的5 g·L^-1给药,以CCK-8法检测人肝细胞(L02细胞)抑制率为评价指标,考察提取溶剂,溶剂量和提取时间3个因素对何首乌肝细胞毒性的影响。同时建立何首乌的UPLC指纹图谱,采用偏最小二乘法(PLS)回归分析肝细胞毒性与化学成分之间的关系。结果: 建立了基于CCK-8比色的何首乌对人正常肝细胞毒性的检测方法。何首乌75%乙醇提取物的肝细胞毒性显著＞水提取(P<0.01)。进一步正交试验显示,乙醇浓度对何首乌肝细胞毒性具有显著性影响(P<0.01),提取物肝细胞毒性顺序:50%乙醇提取物>75%乙醇提取物>95%乙醇提取物。通过偏最小二乘法回归分析,发现了2个与毒性密切相关的色谱峰。结论: 不同提取溶剂对何首乌肝细胞毒性有较大影响,50%乙醇提取物毒性最强,而何首乌泡酒主要采用50度左右的白酒,提示何首乌泡酒服用的方式可能有较大肝损害风险,应予以高度重视。     

基于HPLC特征指纹图谱分析不同生长阶段款冬花有效成分积累特征

目的分析不同生长阶段不同花色(黄花、紫花、深紫花)款冬花中有效成分的积累规律,为款冬花药材生产和质量控制提供理论指导。方法基于HPLC法对不同生长阶段、不同花色款冬花药材进行测定,采用中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2012A版)计算相似度,运用主成分分析(PCA)和偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)对样品进行模式识别研究。结果获得了不同生长阶段和不同花色的款冬花药材HPLC指纹图谱,标定了27个共有峰,指认了其中11个共有峰;30批样品与对照指纹图谱的相似度极高,在0.901～0.995;根据峰面积可以判断出款冬花药材在不同生长阶段其积累特征存在差异,不同花色间差异明显;通过PCA和PLS-DA可将不同花色款冬花样品完全区分开来,4号峰没食子酸、6号峰绿原酸、8号峰芦丁、9号峰金丝桃苷、11号峰异绿原酸B、17号峰槲皮素等12个成分是导致不同花色款冬花质量差异性的主要标志物。质量评价以深紫花质量最好,紫花次之,黄花最差。结论 HPLC指纹图谱能够反映款冬花有效成分在不同生长阶段的积累特征和不同花色间的差异,结合化学模式识别,可为款冬花药材的生产和质量评价提供参考。     

基于HPLC指纹图谱结合化学模式识别及定量测定的夏枯草质量控制研究

目的建立夏枯草药材HPLC指纹图谱,结合化学模式识别技术筛选出不同批次夏枯草质量差异性标志物,并以其为指标建立夏枯草含量测定方法,为科学全面地评价夏枯草药材质量提供参考。方法采用HPLC法建立30批不同产地夏枯草的指纹图谱,利用中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A进行相似度评价,确定共有峰;运用主成分分析和正交偏最小二乘判别分析,筛选出不同批次夏枯草质量差异性标志物,基于筛选出的质量差异性标志物建立含量测定方法,并对61批夏枯草药材进行含量测定。结果建立了夏枯草HPLC指纹图谱,共标定28个共有峰,其相似度均在0.970以上,表明30批夏枯草药材的整体质量相对稳定;采用主成分分析和正交偏最小二乘判别分析筛选出了不同批次夏枯草质量差异的5个标志物,分别为咖啡酸(5号峰)、金丝桃苷(9号峰)、异槲皮苷(10号峰)、异迷迭香酸苷(11号峰)和迷迭香酸(12号峰),以5个标志物为指标,对其进行含量测定,色谱峰分离度良好,且线性关系良好,平均加样回收率为95.0%～105.0%,RSD值均低于3%。结论该方法科学、准确、可靠,指纹图谱结合化学模式识别技术和含量测定构建了一个更加完善、合理、有效的夏枯草质量评价方法。     

基于HPLC多指标成分测定及指纹图谱多模式识别的不同产地不同品种当归质量差异分析

目的 建立当归Angelicae sinensis的HPLC指纹图谱并测定其主要有效成分的含量,结合多种化学计量学分析,确定不同产地不同品种(岷归1号、岷归2号)当归差异成分,为当归药材质量控制提供参考。方法 采用HPLC法建立不同品种当归的指纹图谱,并对指标成分进行含量测定。采用相似度评价、聚类分析(cluster analysis,CA)、因子分析、主成分分析(principal component analysis,PCA)、正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)、Fisher线性判别分析进行数据分析。结果 HPLC指纹图谱共标定了不同品种当归中的16个共有峰,指认出绿原酸、阿魏酸、洋川芎内酯I、洋川芎内酯H、洋川芎内酯A、阿魏酸松柏酯、藁本内酯、丁烯基苯酞8个色谱峰。岷县产区当归的2个品种当归间存在差异的成分是绿原酸(P<0.01)、洋川芎内酯I(P<0.01)、洋川芎内酯H(P<0.01)、藁本内酯(P<0.01)和丁烯基苯酞(P<0.05),渭源产区的是洋川芎内酯I(P<0.01)、洋川芎内酯H(P<0.01)、洋川芎内酯A(P<0.01)、藁本内酯(P<0.01);临洮产区的是绿原酸(P<0.01)、阿魏酸(P<0.01)、阿魏酸松柏酯(P<0.01)、丁烯基苯酞(P<0.05);通渭产区的是阿魏酸(P<0.01)、洋川芎内酯H(P<0.05)、洋川芎内酯A(P<0.05)、藁本内酯(P<0.01)。结论 建立的HPLC指纹图谱结合含量测定、CA、因子分析、PCA、OPLS-DA分析可以客观、全面、有效地确定不同产地不同品种当归中主要有效成分的差异,可为当归品种鉴别及质量控制提供有力支撑。     

基于UPLC-Q-TOF-MS技术的不同品种当归代谢组学分析

目的:建立当归不同品种间差异代谢物,为当归新品种育种、引种、区划栽培和生态种植提供参考依据。方法:对同一产地、同期采收的5个当归品种岷归1号(MG1),岷归2号(MG2),岷归4号(MG4),岷归5号(MG5)和岷归6号(MG6)进行非靶向代谢组学综合分析。取各品种药材50%甲醇提取物,采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱(UPLCQ-TOF-MS)技术,结合软件Progenesis QI,通过主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等方法找出各品种间差异代谢物;依据相对分子质量,二级碎片,KEGG数据库和HMDB数据库以及相关文献信息,对差异代谢物进行鉴定。结果:5个当归品种的代谢物存在明显差异(P 0. 05),MG2,MG4,MG5和MG6中的绿原酸、阿魏酸、色氨酸、阿魏醛等含量显著低于MG1含量(P 0. 05),而藁本内酯、香豆素、牛角苷、棕榈素、原儿茶醛、亚麻酸等含量显著高于MG1(P 0. 05)。MG2,MG5及MG6中的代谢物相近,与MG4的代谢物差异较大,此外,还鉴定出38个显著差异代谢物,涉及7种潜在的靶向代谢通路,不同品种当归都可能通过苯丙素类生物合成、类倍半萜烯类化合物的代谢、脂质代谢、氨基酸代谢、碳水化合物代谢、核苷酸代谢、类胡萝卜素、亚麻酸、亚油酸等代谢途径调节代谢物的合成。结论:应用UPLC-Q-TOF-MS和Progenesis QI代谢组学技术从整体水平比较不同品种当归的化学成分,发现其中的差异性及其规律,为当归质量控制、引种、栽培及当归育种和生态种植提供参考依据。