本发明专利技术涉及一种对中药提取过程进行近红外在线检测方法，该方法包括以下步骤：步骤1，安装近红外在线检测系统；步骤2，采集中药提取液并进行近红外光谱的测定；步骤3，采用已知分析方法对提取液样本各种技术指标进行测定；步骤4，将步骤2得到的光谱数据和步骤3测定到的各种技术指标之间建立一种对应关系，使从光谱数据可以知道提取液各种技术指标；步骤5，对实际生产中的中药提取过程进行监测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于近红外在线检测
，特别是采用近红外透射光谱法来监测中药提取过程中各技术指标的实时、准确信息。背景知识提取工艺是中药生产的关键环节，也是大多数中药制药过程的起点，直接关系到药材的利用率。目前，提取工艺的质量控制主要依靠经验和传统质量分析方法，缺乏有效的指标性成分含量实时监测手段。实际生产中提取时间往往是固定的，基本不考虑原料药材质量差异和工况波动导致的提取终点提前或滞后，易造成不同批次提取液质量的不稳定， 导致中药药品批次间的质量差异，以及能源、时间的浪费，药材利用率的降低等。故研究发展中药提取过程中活性成分含量的快速无损测定方法，有助于解决提取过程中关键工艺环节的质量控制问题，从产品的源头上解决中药产品工艺和成分的稳定性、可靠性问题，对于中药工业技术进步和产品质量升级具有重大现实意义。近红外(NIR)光谱技术作为一种快速的过程分析技术，已经被成功应用于不同的分析领域，如食品、药物、石油等。近红外技术的广泛使用主要得益于其具有快速分析、样品处理简单、无需消耗试剂等特点，是一种快速无损的绿色分析技术。近年来，近红外技术已经越来越多的被应用于中药研究，包括药材产地鉴别、有效组分含量测定和制药过程的在线检测和监控。从近年来研究进展情况看来，近红外光谱分析技术是最有希望在中药生产过程实现在线检测及质量控制的过程分析技术之一。在中药质量控制及生产应用领域，近红外光谱作为一种在线检测技术应用于指标成分的测定已有相关专利文献，如专禾IJ (CN02137234. 9，CN200710022408. 9, CN200810050095. 2和CN200410090617. 3)等。但是这些专利均为离线采集近红外光谱，也并没有将所建模型真正应用于在线检测。本专利技术将近红外光谱分析技术引入中药生产的提取过程，实现对各指标成分和含固量的实时监测以及提取过程终点的快速判断，有利于提高中药提取过程的质量控制水平，充分保证产品质量稳定、可靠。
技术实现思路
本专利技术提供一种近红外光谱检测系统，以及利用该系统对中药提取过程进行实时监测，以便获得即时动态的中药提取过程中技术指标的信息，用以监控中药提取过程中生成的产品的质量。同时，本专利技术还提供一种中药提取过程近红外光谱在线检测方法，该方法的检测目标包括提取液中含固量以及提取过程终点，为中药质量控制提供一种新方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术提供一种近红外光谱检测系统，该系统包括提取罐1、泵2、在线过滤器3、 缓冲罐4、外循环管路5、流量计6、近红外光谱仪7、光纤探头8、流通池9、取样口 12以及用于控制流通池中提取液流量的阀门10、11，阀门用于控制流通池中提取物流速，流速控制在0-60ml/min;在线过滤器用于滤除固体杂质颗粒，过滤精度范围10-100微米，具体结构见附图1。本专利技术还包括用本专利技术的近红外光谱检测系统检测中药提取过程中的中间产物和最终产物的技术指标的方法，该方法包括以下步骤步骤1，安装近红外在线检测系统步骤2，采集中药提取液并进行近红外光谱的测定步骤3，采用已知分析方法对提取液样本各种技术指标进行测定步骤4，将步骤2得到的光谱数据和步骤3测定到的各种技术指标之间建立一种对应关系，使从光谱数据可以知道提取液各种技术指标，并将这种对应关系用数学模型表示， 输入本专利技术的系统中。步骤5，用以经录入了步骤4数学模型的本专利技术的近红外光谱检测系统对实际生产中的中药提取过程进行监测。其中，步骤1中，近红外在线检测系统由以下部分组成提取罐1、泵2、在线过滤器 3、缓冲罐4、外循环管路5、流量计6、近红外光谱仪7、光纤探头8、流通池9、取样口 12以及用于控制流通池中提取液流量的阀门，具体结构见附图1。步骤2中，所述中药是任何一种或多种可以用于提取的中药，所述提取使用的是中药领域的常规提取方法，如水提，醇提，中药提取得到提取液，用本专利技术的系统进行提取液的采集，并用近红外光谱仪对采集的提取液进行光谱测定，测定样本时以空气为背景，波段范围为4000 lOOOOcm—1，扫描次数为32次，分辨率为8cm—1，光纤透射式探头光程2mm， 光纤IOmX 2，近红外光谱的测定时间间隔为1或2分钟；提取液样本的采集时间间隔为5或 10分钟，采集提取液样本的同时采集近红外光谱。步骤3中所述采用已知分析方法对提取液样本各种技术指标进行测定，其中已知方法包括但不限于高效液相色谱法、紫外-可见分光光度法、气相色谱法，这些方法可以测定提取液中药物成分的浓度。提取液中含固量的测定精则可采用烘干法。用上述方法可以得到提取液的各种技术指标，如药物成分的浓度以及提取液中含固态物质的量。步骤4中所述将步骤2得到的光谱数据和步骤3测定到的各种技术指标之间建立一种对应关系，从光谱数据可以知道各种技术指标。其中对应关系的建立采用数学模型并应用计算机计算。如在建立步骤4的对应关系时，用偏最小二乘回归(PLSR)法建立各指标成分和含固量模型，并采用各模型评价指标考察模型性能模型评价指标包括相关系数(R)、交互验证误差均方根(RMSECV)、最佳主因子数O^ctor)、校正集和验证集预测误差均方根(RMSEC、RMSEP)、校正集和验证集相对偏差 (RSEC和RSEP)和相对分析误差(RPD)。当R值接近于1，RMSECV、RMSEC和RMSEP值相互接近且较小，RSEC和RSEP相互接近且小于10%，RPD值大于3时说明所见模型具有较好的稳定性和预测精度，可以用于中药提取过程的在线检测。模型使用一段时间后继续按建模方法采集新的近红外光谱和样本数据，用于更新原有模型。以上步骤特别是步骤2和3可以重复多次，以便得到一种平均的准确的测定数据。 在实际中药生产过程中由于原料批次、环境变化、人为差异等多种因素的变化影响，导致原模型建模样品的代表性不足引起“模型失效”。因此，在模型使用一段时间之后需要通过模5型更新方法，将新的样品加入到原模型中去，扩充模型所包含的变异范围，从而扩展模型的适用性。其中，新样品的近红外光谱采集条件以及各指标成分和含固量的测定方法与原模型相同。采用移动窗标准偏差(MBSD)和(或)一致性检验(CT)方法判断提取过程终点。MBSD计算方法获取第⑤步中用于建模的光谱数据。首先确定用于计算标准偏差的连续光谱条数n，即确定移动块窗口宽度，接着按(1)式计算终点判断开始时测得的η条光谱之间的标准偏差Si，，然后按( 式计算Si的平均值S。按时间顺序剔除原η条光谱中最早的那条光谱，并加入最后那条光谱的下一条的光谱，重新计算Si、S。依次重复剔除、 加入和计算操作，最后对偏差平均值S作图，当S值接近于0且趋于稳定时判断达到提取过程终点。& = - (1)I n-l my ^^ 1S = ^-(2)m其中为第j条光谱在波数i处的吸光度值，无为窗口内η条光谱在波数i处的吸光度值的平均值，m为选取的波数总数。CT计算方法获取第⑤步中用于建模的光谱数据，挑选其中在提取过程最后5或 10分钟采集到的光谱数据作为参考光谱集。计算参考光谱在每个波长点λ处吸收度的平均值和标准偏差(S. D.)，然后将每个波长点的平均值加减多少倍的S. D.作为该波长点的可信区间(confidence band)，待测本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种近红外光谱检测系统，该系统包括提取罐１、泵２、在线过滤器３、缓冲罐４、外循环管路５、流量计６、近红外光谱仪７、光纤探头８、流通池９、取样口１２、以及用于控制流通池中提取液流量的阀门１０、１１。
【技术特征摘要】
1.一种近红外光谱检测系统，该系统包括提取罐1、泵2、在线过滤器3、缓冲罐4、外循环管路5、流量计6、近红外光谱仪7、光纤探头8、流通池9、取样口 12、以及用于控制流通池中提取液流量的阀门IOUl02.—种中药提取过程近红外光谱在线检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤1，安装权力要求1的近红外光谱检测系统步骤2，采集中药提取液并进行近红外光谱的测定步骤3，采用已知分析方法对提取液样本各种技术指标进行测定步骤4，将步骤2得到的光谱数据和步骤3测定到的各种技术指标之间建立一种对应关系，使从光谱数据可以知道提取液各种技术指标步骤5，对实际生产中的中药提取过程进行监测。3.根据权利要求2的检测方法，其特征在于步骤2中，所述中药是任何一种或多种可以用于提取的中药，所述提取使用的是中药领域的常规提取方法，如水提，醇提，中药提取得到提取液，用本发明的系统进行提取液的采集，并用近红外光谱仪对采集的提取液进行光谱测定，测定样本时以空气为背景，波段范围为4000 lOOOOcnT1，扫描次数为32次，分辨率为ScnT1，光纤透射式探头光程2mm，光纤IOmX2，近红外光谱的测定时间间隔为1或2 分钟；提取液样本的采集时间间隔为5或10分钟，采集提取液样本的同时采集近红外光谱。4.根据权利要求2的检测方法，其特征在于步骤3中所述采用已知分析方法对提取液样本各种技术指标进行测定，其中已知方法包括但不限于高效液相色谱法、紫外-可见分光光度法、气相色谱法，这些方法可以测定提取液中药物成分的浓度，提取液中含固量的测定精则可采用烘干法，用上述方法可以得到提取液的各种技术指标，如药物成分的浓度以及提取液中含固态物质的量。5.根据权利要求2的检测方法，其特征在于步骤4中所述将步骤2得到的光谱数据和步骤3测定到的各种技术指标之间建立一种对应关系，从光谱数据可以知道各种技术指标，其中对应关系的建立采用数学模型并应用计算机计算，如在建立步骤4的对应关系时， 用偏最小二乘回归(PLSR)法建立各指标成分和含...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚小青，刘雪松，孙长海，金叶，陈勇，吴永江，王龙虎，
申请(专利权)人：天津红日药业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：12
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