指紋圖譜技術(shù)在某些中藥和食品質(zhì)量控制中的應(yīng)用.pdf

1、指紋圖譜是運用現(xiàn)代儀器檢測得到的能反映中藥,食品等復(fù)雜物質(zhì)內(nèi)部特征的,具有普遍意義且規(guī)范化的圖譜。它具有系統(tǒng)性、整體性、特征性和穩(wěn)定性等特征,是綜合的、可量化的一種質(zhì)量控制手段。本論文利用高效液相色譜、氣相色譜和近紅外光譜這三種分析手段,分別建立了中藥羌活、柴胡、食品黑木耳,以及有食品控制標(biāo)準(zhǔn)的部分不同品牌牙膏樣品的指紋圖譜,在建立可靠穩(wěn)定的指紋圖譜的基礎(chǔ)上,結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法,分別對他們的內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行了評估。
　　 在緒論中,

2、首先介紹了中藥和食品的發(fā)展現(xiàn)狀:中醫(yī)是我國古老文化孕育的一顆璀璨明珠,數(shù)千年來對我國人民在預(yù)防和治療疾病等方面有巨大貢獻(xiàn),同時也給世界人民的健康和發(fā)展帶來了幫助。食品是人類社會賴以生存和發(fā)展的最基本的必需品。在食品的安全、營養(yǎng)、食欲這三要素中,安全是是消費者選擇食品的首要標(biāo)準(zhǔn),因為食品安全問題對人們的健康和生命造成了巨大的威脅,食品安全已成為人們關(guān)注的熱點問題。其次,說明了質(zhì)量控制對中藥和食品安全的重要意義;中藥質(zhì)量控制是以中藥理論為指

3、導(dǎo),結(jié)合現(xiàn)代藥物質(zhì)量控制理論和方法,對中藥材,中藥飲片和中成藥建立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),通過對其質(zhì)量加以控制,是保證中藥功效穩(wěn)定的核心所在。食品質(zhì)量的處境與中藥類似,食品安全問題已經(jīng)影響了人們的正常生活。指紋圖譜就是常用的質(zhì)量控制的方法之一,接下來闡述了指紋圖譜在質(zhì)量控制中的廣泛應(yīng)用,第一,可以完善表達(dá)中藥內(nèi)部整體性特征,目前已成為鑒別中藥品種和控制中藥或者天然藥物的高效手段之一。第二,能夠較好的反應(yīng)中藥成分的相關(guān)性和復(fù)雜性,可以在一定程度上對樣品

4、進(jìn)行量化分析。再者,指紋圖譜可以實現(xiàn)中藥生產(chǎn)過程中的質(zhì)量監(jiān)控。最后,介紹了常用的構(gòu)建指紋圖譜方法,以及常用的幾種分析指紋圖譜的化學(xué)計量學(xué)方法。
　　 在以牙膏樣品作為分析對象的實驗中,采用了近紅外光譜法結(jié)合模式識別方法對不同品牌牙膏進(jìn)行質(zhì)量控制?，F(xiàn)在市場上牙膏品種繁多,盡管牙膏的成分大致相同,但是不同品牌牙膏間的質(zhì)量會存在差異,而同一品牌的牙膏質(zhì)量也可能不穩(wěn)定,因此對不同品牌牙膏進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控是相當(dāng)必要的。采用了近紅外光譜作為一種

5、快速的鑒定方法,在將測定光譜變量進(jìn)行預(yù)處理后,結(jié)合模式識別方法,對各個品牌牙膏進(jìn)行較快速的品牌分類,以此達(dá)到對各品牌牙膏內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)控和評估的目的。
　　 在以中藥羌活為研究對象的實驗中,采用高效液相色譜法結(jié)合化學(xué)計量學(xué)對中藥羌活產(chǎn)地進(jìn)行了區(qū)分。中藥羌活的主產(chǎn)地是四川、河北和甘肅,四川羌活是道地藥材,療效最好。因此,很多不法商人采用其他產(chǎn)地的羌活來冒充道地羌活,因此,對羌活藥材產(chǎn)地的區(qū)分就顯得尤為重要。本文創(chuàng)新點在于,采用羌活樣品

6、的所有色譜指紋圖譜數(shù)據(jù)來代替僅對共有峰進(jìn)行分析,在分析色譜數(shù)據(jù)前,由于色譜數(shù)據(jù)保留時間的漂移,本文首先采用了相關(guān)優(yōu)化翹曲(COW)和多項式函數(shù)對所有色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了校正,最后,結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法,結(jié)合了主成分分析(PCA),最小二乘支持向量機(LS-SVM),人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)和偏最小二乘判別分析(PLS-DA)對羌活的產(chǎn)地進(jìn)行了區(qū)分,達(dá)到了鑒別羌活道地藥材的目的。
　　 在區(qū)分天然木耳和人工栽培木耳的實驗中,采用近紅外光譜法

7、結(jié)合化學(xué)計量學(xué)來分析。利用近紅外光光譜儀,獲得光譜數(shù)據(jù)后,結(jié)合化學(xué)計量學(xué)來提取特征波長,從而達(dá)到區(qū)分野生木耳和栽培木耳的目的。特征波長的提取方法包括獨立成分分析(ICA)、遺傳算法(GA)和連續(xù)投影算法(SPA),接著用提取的變量用于主成分分析法來將分類結(jié)果可視化并進(jìn)行對比,最后采用有監(jiān)督模式識別,最小二乘支持向量機(LS-SVM),K-最近鄰法(KNN),以及偏最小二乘判別法(PLS-DA)來對所選變量的分類結(jié)果進(jìn)行對比。結(jié)果顯示,采

8、用ICA-LS-SVM和GA-KNN模型得到了最好的預(yù)報結(jié)果。
　　 在對不同種類的柴胡進(jìn)行鑒別的實驗中,采用高效液相色譜結(jié)合氣相色譜對南北柴胡品種進(jìn)行了鑒定和質(zhì)量評價。本實驗采用了高效液相色譜和氣相色譜,獲得了能反映柴胡樣品內(nèi)部成分的全面指紋圖,比較了一維色譜指紋圖譜和二維指紋圖譜數(shù)據(jù)的主成分分析投影判別圖,同時也采用了三種有監(jiān)督模式識別方法,包括最小支持向量機(LS-SVM),線性判別法(LDA)和K-最近鄰法(KNN)對一

9、維數(shù)據(jù)和二維數(shù)據(jù)的對各產(chǎn)地柴胡預(yù)報結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示,二維數(shù)據(jù)對南北柴胡及各產(chǎn)地柴胡的區(qū)分和預(yù)報能力要明顯優(yōu)于一維數(shù)據(jù)。
　　 通過不同測量方法建立的指紋圖譜,并且結(jié)合化學(xué)計量學(xué)模式識別方法,成功地對4個品牌的牙膏,不同產(chǎn)地的羌活,人工和栽培木耳以及南北柴胡進(jìn)行了判別和區(qū)分,同時,對各品牌牙膏的內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行了評估,對羌活樣品中的異常樣品進(jìn)行了可能的解釋,對二維色譜能將南北柴胡區(qū)分的原因進(jìn)行了討論。在對羌活產(chǎn)地進(jìn)行區(qū)分的實驗