近紅外光譜在線檢測技術在中藥領域中的應用探討

高 然

(哈爾濱商業大學 藥學院，黑龍江 哈爾濱 150076)

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近紅外光譜在線檢測技術在中藥領域中的應用探討

高 然

(哈爾濱商業大學 藥學院，黑龍江 哈爾濱 150076)

近紅外光譜(NIRS)是一種新型光學檢測手段，近年來應用十分廣泛。近紅外光譜在線檢測技術可對中藥質量進行快速、在線和無損檢測，已成為現代中藥產業中不可或缺的重要檢測手段之一。對近年來該技術在中藥領域中的應用及研究進展進行綜述，為其應用拓展提供參考依據。

近紅外光譜；在線檢測技術；中藥質量控制

中藥是我國傳統文化和祖國醫學的瑰寶，為中華民族乃至世界人民的身體健康做出了巨大貢獻，世界上約有70%的人群直接或間接接受過中藥保健或治療。然而，中藥產業作為我國重要的傳統民族產業之一，在全球醫藥市場上的占有率和競爭力非常薄弱，無論是在生產工藝還是技術水平方面都處于相對較低的水平。如何有效快速提高我國中藥產業現代化水平，是當今中藥行業從業者亟待解決的問題。近年來，近紅外光譜在中藥質量控制及檢測方面的應用逐漸被大眾認可和重視，本文就近紅外光譜在線檢測技術在中藥領域中的應用進行綜述，現報道如下。

1 近紅外光譜在線檢測技術的原理和特點

近紅外光譜(NIRS)是指波長為780～2 526nm的電磁波，介于中紅外和可見光之間。根據波長的不同，可將其分為近紅外短波和近紅外長波兩部分。在該范圍內，光譜記錄的主要是C-H、N-H、O-H和S-H等基團振動的倍頻和合頻吸收信息，信號強度較強，干擾也較少，不同的基團都有特征吸收峰，這也是近紅外光譜可對物質成分進行定量或定性分析的理論基礎。

1.1 在線檢測技術

現階段，我國的中藥生產工藝和檢測技術依舊停留在經驗操作或復雜定量檢測方法上。這些檢測方法通常需要對樣品進行預處理，導致樣品不可逆性破壞，分析效率較低。近紅外在線檢測技術可直接對樣品進行快速在線檢測，固體粉末、液體、膠狀體和半固體樣品皆可。隨著光纖的引入，在線檢測技術迅速發展，使工廠生產流水線和實驗室分析實現在線化，一般在幾秒鐘之內便能獲得所需參數，通過與反饋控制技術聯用，可實現整個生產過程的在線檢測和控制。

1.2 新型綠色分析檢測技術

近紅外在線光譜檢測技術不需要使用額外的化學試劑，污染較小，成本低廉，是一種綠色環保的檢測手段，符合GMP標準對藥品生產設備的要求。該技術避免了取樣、送樣和檢樣過程，減少了檢驗過程中的誤差，提高了工作效率，也降低了人力成本。NIRS在線檢測技術可提前進行光譜測量并建立標準化校正模型，同時對樣品中的多個化學成分進行測定，甚至還可測量非化學參數(如密度、水分等)。連續測定和多組分同時測定大大節省了檢測時間和工作量，提高了工作效率。此外，隨著近紅外檢測技術的不斷革新，其精確度和靈敏度越來越高，可分辨出產品中成分和含量的細微變化，確保了質量控制的有效實施。

2 在中藥領域中的應用

2.1 中藥提取過程中的在線檢測

中藥提取液中有效成分含量較低，干擾雜質較多，傳統方法難以準確測定，缺乏行之有效的質量控制方法。近紅外光譜技術可在提取過程中對有效成分含量進行快速無損檢測，保證中藥質量的可靠性及穩定性，對于中藥產業化具有重要意義。

高曉燕等運用近紅外光譜技術建立化學計量模型，對清開靈注射液的有效成分及其中間體進行了在線檢測。覃鋒等[1]采用近紅外光譜技術對安神補腦液中的淫羊藿苷及二苯乙烯苷含量進行了檢測，利用偏最小二乘法-非線性降維算法相結合的方式建立標準模型，準確地對提取液中的有效成分含量進行了預測。張延瑩等[2]采用偏最小二乘法建立適用于近紅外光譜在線檢測技術的芍藥苷含量檢測模型，實現了工業化生產中芍藥苷的在線質量控制。

2.2 中藥濃縮過程中的在線檢測

中藥提取液中的有效成分含量較低，檢測難度較大，必須對提取液進行濃縮。過分濃縮可出現結焦現象，導致收膏難度增大；濃縮程度過小則需耗費大量乙醇，導致生產成本提高。因此，準確確定提取液的濃縮終點對于保證中藥產品質量至關重要。屈戰果等[3]采用建立黃芩苷含量數據庫和收集近紅外光譜圖的方法，通過偏最小二乘法建立近紅外光譜與黃芩苷含量校正模型，實現了對女金膠囊提取濃縮過程中黃苓苷含量的快速在線檢測。楊麗等[4]利用光可調濾光器(AOTF)近紅外光譜技術，實現了淫羊藿提取液濃縮過程中的實時取樣和在線檢測。

2.3 中藥提取純化過程中的在線檢測

中藥的分離純化可在很大程度上改變其"粗、黑、大"的外觀，減少藥物服用劑量，是中藥復方制劑研發的難點和熱點。傳統的分離純化主要依靠經驗控制，缺乏科學合理的檢測方法。劉燁等[5]采用近紅外在線檢測技術對人參葉中皂苷類成分的大孔樹脂分離純化工藝進行了優化，其將多元統計分析方法與HPLC檢測結合起來，對人參的主要活性成分人參皂苷Rg1、Re 和Rb1建立了定量分析模型，實現了人參葉總皂苷成分分離純化過程的在線檢測。張延瑩等同時應用近紅外光譜技術和HPLC法，采用最小二乘法建立了純化過程中丹酚酸B含量的檢測模型，實現了在線質量檢測。

2.4 中藥制劑成型過程的在線檢測

近紅外光譜除可對物質的化學組成和結構進行常規檢測外，還可對樣品的物理性質進行表征，如濕度、密度和硬度等，目前已被成功應用于藥品含量均勻度、混合均勻度或包衣均勻度的檢測中。蔡佳良等[6]利用一階導數法對近紅外光譜進行預處理，后應用多元散射校正法結合最小二乘法建立廣藿香中水分含量的近紅外定量模型，實現了廣藿香中水分含量的快速檢測。柯博克等建立了滴丸包衣厚度的定量分析模型，采用近紅外光譜技術對包衣厚度進行了在線檢測。

3 結語

中藥成分復雜，質量難以控制，臨床療效的穩定性受到很大影響，制約了中藥產業的快速發展。傳統控制檢測手段弊端較多，近紅外光譜在線檢測技術的引入為中藥質量的有效控制提供了新方法。通過建立準確的分析檢測模型、開發智能化評價軟件、增強近紅外光譜儀的信號敏感度，可有效實現中藥質量的在線控制。隨著科學技術的進步，近紅外光譜在線檢測在中藥領域中的應用將會更加廣泛。

[1] 覃鋒,楊輝華,呂琳昂,等.NIR光譜結合LLE-PLS建模用于安神補腦液提取過程分析的研究[J].中成藥,2008,30(10):1465-1468.

[2] 張延瑩,張金巍,劉巖.近紅外技術在白芍醇提在線質量控制監控中的應用[J].中國醫藥工業雜志,2010,41(9):662-665.

[3] 屈戰果,耿炤,胡浩武,等.近紅外光譜技術在女金膠囊提取濃縮過程中的應用研究[J].時珍國醫國藥,2012,23(10):2555-2557.

[4] 楊麗,李菁,劉翠紅,等.AOTF近紅外光譜技術在淫羊藿濃縮過程在線檢測中的應用[J].中國醫藥導報,2014,11(24):111-114.

[5] 劉樺,趙鑫,齊天,等.人參葉總皂苷大孔樹脂分離純化工藝的近紅外光譜在線監測模型及其含量測定[J].光譜學與光譜分析,2013,33(12):3226-3230.

[6] 蔡佳良,李蕾蕾,姬生國,等.近紅外光譜法快速測定廣藿香中水分含量[J].醫藥導報,2012,31(11):1468-1470.

(責任編輯：尹晨茹)

2015-01-08

高然(1993-)，女，哈爾濱商業大學在讀生，研究方向為制藥工程。

R28

A

1673-2197(2015)06-0067-02

10.11954/ytctyy.201506030