基于電腦分析的藥材微雜質快速鑒定法

孫春蕾，汪楠楠，楊青山，周建理

(1.國家中藥材產品質量監督檢驗中心,安徽 亳州　236800，2.阜陽市人民醫院藥劑科，安徽 阜陽　236000，3.安徽中醫藥大學，安徽 合肥　230012)

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基于電腦分析的藥材微雜質快速鑒定法

孫春蕾1，汪楠楠2，楊青山3，周建理1

(1.國家中藥材產品質量監督檢驗中心,安徽 亳州236800，2.阜陽市人民醫院藥劑科，安徽 阜陽236000，3.安徽中醫藥大學，安徽 合肥230012)

摘要：目的建立一種可用于快速鑒別細小藥材中摻雜質的方法。方法以微性狀觀察拍攝結合計算機圖像分析對藥材中細微雜質進行初步的定性和定量分析。結果實驗表明，該方法簡單快速，可以大大地減輕檢驗工作量。結論此方法可成為藥材微雜質快檢的重要手段。

關鍵詞：藥物污染；中藥顯微鑒定；圖像處理,計算機輔助

中藥材中細小藥材，包括細小的果實種子如葶藶子、車前子等；花粉孢粉如蒲黃[1]、海金沙[2-4]、松花粉[5]等。由于細小藥材中若摻入粉塵狀雜質就很難鑒別。以往對于這些細小藥材混入雜物最簡單的方法是用分樣篩分出，但近年發展起來的超微粉碎可以將無機物和植物性有機物粉碎到比蒲黃還細的程度。其它方法，如藥典的灰份檢查法對摻入有機雜質無法檢出；摻入水或水合氯醛溶解的物質常用顯微鑒定法也無法觀察到。而中藥微性狀鑒定[6]則可以不用制片直接在顯微鏡下觀察，可利用景深合成軟件合成清楚的圖像由計算機分析，給出細小藥材中雜質定性和定量分析結果。

1　微性狀操作前準備

1.1顯微鏡選擇與光路改造選擇有×4和×10接物鏡的普通的光學生物顯微鏡，用兩盞臺燈或在載物臺上加裝兩個發光二極管小臺燈構成主側光。光線的強弱變化可調節燈的距離。

1.2顯微觀察(初檢)取樣品少量放在載玻片上，用玻棒展成極薄層，置于鏡下觀察。用肉眼初步估算，如果摻雜的顆粒明顯少于1%時(一個視野下，雜質與藥材顆粒可視面積之比)，可初步認定雜質含量合格。如果摻雜的顆粒明顯多于6%時，可認定雜質含量不合格。并按中藥微性狀拍攝法拍攝，以留下證據。如果在1%～6%左右難以判別，則可進行拍攝并計算機計數。

1.3攝影器材和計算機選擇可用帶有攝影功能的光學顯微鏡，普通顯微鏡加裝500萬像素電子目鏡也可。景深合成可選擇比較常用的PHOTOSHOP—CS4軟件[7]。計算機應選擇內存達4 G以上，顯卡性能較好。

1.4拍攝樣片操作取樣品少量放在載玻片上，用玻棒展成稍厚層，上面蓋上一蓋玻片，輕輕按壓，使之表面平坦，置于鏡下觀察，選擇拍攝點。為了保證選擇有隨機性，應先調焦到模糊，定點拍攝。

2　微性狀圖片拍攝

2.1圖片拍攝各種不同品牌的電子目鏡有各自的軟件，按要求連接計算機并打開軟件進行拍攝。按載物臺由高向低或者由低向高的順序依次將各個層面拍攝，在拍攝途中藥材的位置和光源必須固定不動，只要對微調手輪上的標尺觀察，每次移動一定的焦距即可。根據我們對數種不同型號的普通生物顯微鏡的測試通常是：×10倍物鏡下每隔8～10格、×4倍物鏡下每隔15～20格拍攝一張最佳。最終可拍得一個圖片組。

2.2圖片合成把拍得的圖片組輸入景深合成軟件，可以合成大景深的顯微圖片。以PHOTOSHOP-CS4軟件為例。打開PHOTOSHOP-CS4軟件，在工具欄上方點擊“啟動bridge”,在bridge中選中所需合成的圖片組，單擊“工具”“PHOTOSHOP”“將文件載入PHOTOSHOP圖層”在PHOTOSHOP的界面，全選全部圖片的圖層，單擊“編輯”中的“自動混合”，計算機會自動識別并組合得到一張全清晰的藥材表面圖片，之后單擊“圖層”中的“合并圖層”將所有圖層合并，之后用JPG格式保存圖片。

圖1　海金沙雜志含量計算的電腦操作過程示意圖

3　圖像雜質含量分析方法

以PHOTOSHOP7.0為例，按圖1中標示數字操作如下：(1)轉入PHOTOSHOP的海金沙藥材大景深圖。(2)在“工具”欄中將底板調成藍色。(3)在“工具”欄中用“多邊形套索”圈定雜質，按“刪除”backspace鍵將其變成藍色。(4)圈定雜質后的藥材圖。(5)在“圖像”欄下點“直方圖”。(6)在彈出的框中可見，全圖的總像素為1228800。(7)在“工具”欄中反轉，將面板調成藍色。(8)在“選擇”欄下點 “色彩范圍”，并在彈出的框中將“顏色容差”定在20，點 “好”。(9)可見特雜質后的藥材圖。(10)按“5” 在“圖像”欄下點“直方圖” 在彈出的框中可見，雜質的像素為21098。(11)計算：21098/1228800=1.7%，本檢品符合雜質容許量要求。

4　部分藥材微性狀圖像分析結果

圖2蒲黃中明顯可見大量的透明晶體，為人為摻入，即可判定為摻偽品。圖3松花粉看來比較純凈，可以進行下一步計算機圖像分析。圖4的蒲黃檢品可見有部分植物性的雜質。但量不是太多可進行圖像分析。圖5是蒲黃檢品的平行拍攝的5組照片，分別合成后用于計算機分析的圖像。通過綜合計算，該檢品中植物性雜質的含量已達4.3%，不符合蒲黃藥材的要求，只是可能符合藥典上“草蒲黃”項下的要求[8]。

5　討論

從以上三種細小中藥材微性狀鑒定看來，本方法可以直接觀察到比藥材顆粒更細小的摻入物。由于不用制片，一些水溶性或水合氯醛溶性的物質也可以看到。所以它可以鑒別出分樣篩分不出的超細粉樣摻雜物，可以鑒別灰分實驗做不出來的有機雜質，還可以檢出普通顯微鑒定看不到的水溶性或水合氯醛溶性的物質。所用儀器也簡單輕便，對于絕大多數摻雜藥材可以在一分鐘之內作出初步判定，對于部分雜質不多的藥材也可以在二十分鐘的時間內測出其雜質含量，是一種快速有效的鑒別方法。

圖2蒲黃檢品初檢圖(為合成)

圖3松花粉檢品初檢圖(為合成)

圖4蒲黃藥材微性狀合成圖

圖5蒲黃檢品的雜志檢測圖

參考文獻

[1]張朝民.蒲黃常見摻偽的鑒別檢驗[J].光明中醫,2016,31(4):590-591.

[2]賈荷麗,查道成.海金沙摻偽的鑒別檢驗[J].亞太傳統醫藥,2012,7:36.

[3]侯曉蘋,王滬榮.海金沙摻偽品鑒別2例[J].陜西中醫,2013,34(11):1545-1546.

[4]黃小婕,姬生國.曲軸海金沙的顯微鑒別[J].中藥材,2015,38(4):742-744.

[5]蔣世銀.蒲黃、松花粉相互摻偽的鑒別[J].湖北中醫藥大學學報,2014,16(4):49-50.

[6]汪楠楠,周建理,楊青山.市售金銀花及其混偽品的微性狀鑒別[J].安徽醫藥,2014,18(3):450-452.

[7]楊宗宇.Photoshop CS4教學中的問題與方法研究[J].現代教育科學(普教研究),2014(6):73.

[8]國家藥典委員會.中國藥典(一部)[S].北京:中國醫藥科技出版社，2015:353.

基金項目：國家自然科學資助項目(81303177)

通信作者：周建理，男，教授，碩士生導師，研究方向：中藥資源與鑒定，E-mail:jlzhou55@sina.com

doi:10.3969/j.issn.1009-6469.2016.07.013

(收稿日期：20156-01-23，修回日期：2016-04-27)

Rapid identification of tiny impurities in traditional Chinese medicine based on computer analysis

SUN Chunlei1,WANG Nannan2,YANG Qingshan3,et al

(1.QualitySupervisionandInspectionCenterforChineseMedicinalProducts,Bozhou,Anhui236800,China;2.DepartmentofPharmacy,FuyangPeople’sHospital,Fuyang,Anhui236000,China;3.AnhuiUniversityofChineseMedicine,Hefei,Anhui230012,China)

Abstract:ObjectiveA method is developed for the rapid identification of tiny impurities intraditional Chinese medicine in this paper.MethodsThe qualitative and quantitative analyses of the tiny impurities in the traditional Chinese medicinal materials were carried out with the computer image analysis and the observation of micro-properties.ResultsThe experiment shows that this method is simple and fast.ConclusionThis method can greatly reduce the workload of inspection and become an important means of rapid detection.

Key words:Drug Contamination；TCD Microscopic Identific；Image Processing,Computer-Assisted