近红外光谱快速测定山药中尿囊素含量的方法技术

本发明专利技术涉及一种近红外光谱快速测定山药中尿囊素含量的方法，可有效解决山药中尿囊素含量的快速测定，提高生产效率的问题，其方法是，首先建立校正模型，收集山药样本作为校正样本集，并扫描得到校正样本集的近红外光谱图，对得到的光谱数据进行光谱的预处理，然后采用常规分析－高效液相色谱法的分析结果为参考值，应用化学计量学中的偏最小二乘法建立山药药材光谱与其中尿囊素含量之间的校正模型，经过校正模型的测定即得到该山药中尿囊素的含量，光谱数据输入由计算机及其软件实现，整个过程时间短、速度快、准确，可在线测量，提高生产效率，节省大量的人力和物力，是山药中尿囊素含量测定上的一大创新，经济和社会效益巨大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医药领域，特别是一种近红外光谱快速测定山药中尿囊素含 量的方法。二、
技术介绍
山药(Rhizoma Dioscoreae) 为薯蔬禾斗植物薯蓣Dioscorea opposita Thunb.的干燥根茎，有补脾养胃、生津益肺，补肾涩精功能，主治脾虚食少， 久泄不止，肺虚喘咳，肾虚遗精，带下，尿频，虚热消渴。尿囊素是山药中 含量较高的一种成分,实验和临床研究表明，尿囊素具有抗刺激物、麻醉镇痛、 消炎抑菌作用，常用于治疗手足皲裂、鱼鳞病、多种角化皮肤病。近些年对 尿囊素的含量测定多采用薄层色谱法、高效液相色谱法、毛细管电泳法等， 其中高效液相色谱法最为常用，但这些常规质量评价方法有很多的局限性， 样品前处理复杂、检验过程繁琐、耗时长、费用高、污染环境，无法快速反映 山药的内在质量。现有的检测手段多为离线检测，需要对待分析样品进行相 应的预处理，无法及时的反馈质量问题，存在分析结果滞后的缺陷，而且费力、 费物，这些不利于山药的在线快速质量分析，提高生产效率，不适合中药现 代化生产发展的需要。因此，当前迫切需要研究一种快速、高效、准确的新 的分析检测方法。三、
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术之目的就是提供一种近红外光谱快速测定山药中 尿囊素含量的方法，可有效解决山药中尿囊素含量的快速测定，提高生产效 率的问题，其解决的技术方案是，首先建立校正模型，收集山药样本作为校 正样本集，并扫描得到校正样本集的近红外光谱图(12000-4000cm—')，对得 到的光谱数据进行光谱的预处理，然后采用常规分析-高效液相色谱法的分析 结果为参考值，应用化学计量学中的偏最小二乘法(PLS)建立山药药材光谱 与其中尿囊素含量之间的校正模型，对于待测的山药样品，只需将药材粉碎， 扫描其近红外光谱图，把经过相应光谱预处理的光谱数据输入到校正模型， 经过校正模型的测定即得到该山药中尿囊素的含量，光谱数据输入由计算机及其软件实现，整个过程时间短、速度快、准确，可在线测量，提高生产效 率，节省大量的人力和物力，是山药中尿囊素含量测定上的一大创新，经济 和社会效益巨大。 四具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式作详细说明。本专利技术是由以下步骤实现的1、 建立校正模型，方法是采集山药校正样品集，对校正集中每一个样品， 利用近红外光谱仪进行数据采集，得到山药的原始光谱数据，经光谱预处理 和谱区选择，得到山药中尿囊素含量特征光谱信息，同时利用HPLC测定校正 样品集中的尿囊素含量，采用PLS法将HPLC测定的尿囊素的含量值与山药中 尿囊素含量的特征光谱相对应建立校正模型，备用；2、 选取检验样品集，利用近红外光谱仪扫描，测出检验集中山药光谱原 始图谱，经光谱预处理和谱区选择后，得出检验样品的尿囊素含量特征光谱 图，输入校正模型中，从而得出检验样品集中尿囊素的含量，快速而准确； 若与检验样品集的HPLC分析结果对照，判定检验集样品是否为界外点，正 确认定后，加入外界点重新按校正模型建立步骤重新建立校正模型，备用， 对校正模型要不断完善；3、 用检验过的校正模型来预测待测山药样品中尿囊素的含量，对于待测 的山药样品，只需将药材粉碎，扫描其近红外光谱图，而后通过计算机提取 特征光谱图输入到校正模型，经过校正模型的测定即得到该山药中尿囊素的本专利技术在具体实施中是采用以下方式和步骤实现的 1、建立校正模型(样品集)，方法是(l)收集不同产地(如河南、河北、山西)、不同品种(如铁棍山药、白玉 山药、太谷山药)、不同加工工艺(如无硫加工、硫熏加工)、不同采收时间 (如10月份至12月份期间)、不同种植环境(如陆地、沙滩)的山药代表性样本， 一般采集130份，实际中还可根据校正模型的适用范围，其数量可不 断的增加，经中药鉴定为药用山药RhizomaDioscoreae的根茎后，低温(60 "C以下)干燥粉粹，过IOO目筛，备用。校正样品集中代表性样品的挑选根据样品的产地、品种、不同加工工 艺、不同采收季节、不同的种植环境，在挑选建立校正模型时应尽可能的增 大这些因子的变异范围，以得到代表性尽可能好的校正样品集，或称建模样 品集；(2) 校正集样品的HPLC分析样品的溶液的制备取山药细粉(低温干燥3h)约lg,精密称定，置磨口 锥形瓶中，加质量浓度为50X的乙醇50ml，称重，超声提取30min，放置室 温后补重，于室温下过滤，取滤液25ml于蒸发皿，水浴浓縮至干，干燥物再 用水溶解于10ml量瓶中，取溶液适量离心，取上清液进样5 " 1 。采用DIONEX型高效液相色谱仪，色谱条件色谱柱AichromBondAQ-C18 (4, 6X250跳5Mm);流动相甲醇一水体积比为3: 47;流速O. 5ml / min; 柱温室温(18-25°C);检测波长224nm;按照上述的条件处理样品和色谱条件对校正样品集进行HPLC的结果分析。(3) 对校正样品集进行数据采集及校正模型的建立，方法是利用近红外光 谱的仪器(BRUKER公司(德国)的VECTOR 22-NIR型傅立叶变换近红外光谱仪， 光源卤钨灯，检测器PbS，附漫反射积分球，样品旋转器和石英样品杯) 测样方式:积分球漫反射，分辨率:8cm—'扫描次数64次，扫描范围12000 —4000cm—、室温18-25°C。利用近红外光谱仪进行数据采集山药的原始光 谱数据，每个样品重复扫描3次，取平均光谱。采用0PUS/QUANT-2定量分 析软件，对光谱预处理和谱区选择，得到山药中尿囊素含量特征光谱信息。 利用PLS法，将尿囊素HPLC的含量值与特征光谱数据相对应建立样品校正模130份样品原始光谱经过光谱预处理方法的筛选和谱区的选择时，应注 意以下问题(-)不同预处理方法对尿囊素模型的影响在NIR漫反射光谱的采集过程中，有时会由于仪器状态、样品状态与测 量条件的差异造成NIR光谱发生细微的变化，通过对光谱信号进行预处理以 消除这些影响，改善模型的性能。由表1可知，对指标性成分含量不同的光 谱预处理方法得到的RMSECV和R'有显著不同。经First Derivative+ Vector Normalization预处理能够全面反映样品信息，达到较准确的定量效果。表l:不同预处理方法对尿囊素模型的影响光谱预处理方法R2RMSECVMSC (多元散射校正)94. 470.045Vector Normalization(矢量归一化)94. 50.0449First Derivative95. 070.0425First Derivative+ MSC95. 580.0402First Derivative+ Vector Normalization95. 680.0398光谱预处理方法的介绍① 平滑处理主要去掉高频噪音对信号的干扰，最常用的方法Savisky和 Golay提出的巻积平滑方法，平滑处理涉及处理窗口的大小(或点数)。较大 的平滑点数可以使信噪比提高，但同时也会导致信号的失真。因此，必须考 虑仪器的具体情况，对平滑窗口的大小做出适当的选择。② 散射效应校正在近红外光谱分析中，所测量对象的固体颗粒度、晶 形等物理性质的不同，会导致谱图的差异。这种差异是进入固体内部的近红 外光经过的光程和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近红外光谱快速测定山药中尿囊素含量的方法，其特征在于，是由以下步骤实现的：　　　　（１）、建立校正模型，方法是采集山药校正样品集，对校正集中每一个样品，利用近红外光谱仪进行数据采集，得到山药的原始光谱数据，经光谱预处理和谱区选择，得到山药中尿囊素含量特征光谱信息，同时利用ＨＰＬＣ测定校正样品集中的尿囊素含量，采用ＰＬＳ法将ＨＰＬＣ测定的尿囊素的含量值与山药中尿囊素含量的特征光谱相对应建立校正模型，备用；　　　　（２）、选取检验样品集，利用近红外光谱仪扫描，测出检验集中山药光谱原始图谱，经光谱预处理和谱区选择后，得出检验样品的尿囊素含量特征光谱图，输入校正模型中，从而得出检验样品集中尿囊素的含量，快速而准确。若与检验样品集的ＨＰＬＣ分析结果对照，判定检验集样品是否为界外点，正确认定后，加入外界点重新按校正模型建立步骤重新建立校正模型，备用，对校正模型要不断完善；　　　　（３）、用检验过的校正模型来预测待测山药样品中尿囊素的含量，对于待测的山药样品，只需将药材粉碎，扫描其近红外光谱图，而后提取特征光谱图输入到校正模型，经过校正模型的测定即得到该山药中尿囊素的含量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白雁，王东，陈志红，龚海燕，宋瑞丽，
申请(专利权)人：河南中医学院，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]