CN101676717A

CN101676717A - 一种中药制品的质量评价方法

Info

Publication number: CN101676717A
Application number: CN 200810151484
Authority: CN
Inventors: 孙鹤; 谷瑞敏; 郭治昕
Original assignee: Tianjin Tasly Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: TIANJIN TASLY MODERN CHINESE MEDICINE RESOURCE CO Ltd
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: CN101676717B

Abstract

本发明公开了一种中药制品的质量评价方法，属于中药技术领域。本发明方法包括下列步骤：获得目标中药制品的指纹图谱；根据所获得的指纹图谱和所述中药制品的标准指纹图谱按照式I计算等同度E；比较所述等同度E和设定的阈值，若所述等同度E不小于所述阈值，则所述中药制品合格，否则不合格；本发明方法提出的等同度计算公式是现有各相似性计算方法的一种综合改进，弥补了现有相似性方法针对中药实际应用中存在的众多局限性，具有众多优点，适用于中药实际现状存在的众多复杂情况，具有广泛的应用价值。

Description

一种中药制品的质量评价方法

技术领域

本发明涉及一种中药制品的质量评价方法，属于中药技术领域。

背景技术

中药质量的鉴定方法是中药发展水平以及中药质量控制水准的一种充分体现，相应的方法与相应标准则是评价中药质量好坏、稳定与否的主要依据。最早中药主要以传统的经验鉴别为主，根据药材的性状来判别中药的真伪和优劣，经过发展逐渐形成了目前较为成熟的四大中药质量鉴定方法，即传统经验性状鉴定法、形态学基源鉴定法、组织学显微鉴定法和中药化学成分理化性质鉴定法，这些方法各有其特点和主要适应对象，在实际中可独立使用也可相互配合。

其中，传统经验性状鉴定法也叫直观鉴定法，特点是以老药工一代传一代的经验鉴别为主，即用眼看、手摸、鼻嗅、口尝、水试、火试等十分简便的方法来鉴别中药的真伪优劣，适用于各类中药的鉴定，必要时可配合其他鉴定方法加以确证。基源鉴定法又称来源鉴定法，是应用植物、动物分类学等方面的知识把各种植(动)物药的来源鉴定清楚，确定其正确的学名，以保证在应用中品种准确的一种方法，但品种鉴定的要求是必须要有原植(动)物，才能作出准确无误的结果。显微鉴定法是利用显微镜观察植(动)物中药内部的组织构造和表面的微观特征以鉴定中药的方法，通常应用于单凭性状不易识别的中药、性状相似不易区分的多来源中药、破碎中药、粉末中药以及用粉末中药制成的中药成方制剂的鉴定。理化鉴定法是利用中药中存在某些化学成分的化学性质和物理性质，通过化学的、物理的或仪器分析手段鉴定中药真伪、纯度、内在质量以及有害物质的有无或含量多少，该法是利用各类成分的化学类别试验去了解中药所含化学成分和含量等相关信息，其对进一步认识中药有重要意义。

近年来，随着现代分析技术的快速发展以及中药系统研究的不断深入，中药质量鉴别的方法开始推崇以仪器分析为主的现代仪器鉴别方法。如目前薄层色谱、高效液相色谱、气相色谱和紫外吸收光谱等现代仪器的应用已极为普遍，通过比较这些图谱间的差异即可鉴别中药化学组成成分、结构和含量等信息。但由于一直以来在西药质控和鉴定为主导的思想影响下，我国起初引入的这些先进分析技术主要侧重在中药药用成分发现、分离及物质的测定上，比如表现在测定方面：从开始的模糊总量测定向精确成分测定发展，且从单个化合物测定向多个化合物多指标多组分的测定方向发展。而实际上，中药是组成成分多且协同作用较为复杂的体系，药物药效主要通过其内在多种成分相辅相成发挥作用，若简单的把中药中某种或某些成分提取出来并进行质量检测，并不能达到评价中药整体药效的目的，而若对中药这个庞大的物质体系进行一一的定性、定量、提取、药效分析等则又是一项非常巨大的工程，一则并不科学，再则很难实现。

所幸随着现代分析技术和理论研究的逐渐发展以及人类思维的逐渐转变，人们提出了中药特色的质量控制理论，即应用中药内在的综合信息来反映中药整体质量情况，而中药指纹图谱由于其能体现中药整体综合的特点从而在中药组成成分整体以及中药药材、中间体到中药成品的全程进行质量控制等方面得到了大力应用。至此，我国现代中药的鉴别方法有了新的不同于西药的质控理论，也为中药的进一步发展开辟了另一片新的发展空间。

中药指纹图谱是某种(或某产地)中药材或中成药经适当处理后，借助于波谱或色谱技术获得的中药(主要是植物药)次生代谢化学成分的光谱图或色谱图。现代分析技术即包括光谱、波谱、色谱、核磁共振、X射线衍射及各种技术的联用等。

中药指纹图谱的研究是一项繁杂、系统的研究工程，其整个过程涉及的内容很多也很广，简单地可概括为：

①获取中药指纹图谱方法与条件的摸索：即对不同中药材、炮制品、饮片、中成药等中药样本，根据其有效组分和本身理化性质等不同来摸索和建立相应各样本的提取制备方法和分离设备及条件。包括方法的建立、条件的优化、技术的联用、操作的规范化以及成分分析及活性成分的鉴定等研究内容。

②标准指纹图谱的建立：是在如上研究的基础上，对获得的原始中药指纹图谱的一种综合分析。其实质上也包括如上中药成分及活性成分的确认，定量，与鉴定等内容，综合分析以建立能表征研究样品化学组成及含量信息的特征指纹图谱为目的。

③中药指纹图谱间的比较分析：是实现中药指纹图谱研究应用的一个过程，通过图谱间的相似性比较分析，来实现中药材、中成药以及终产品等样品间真伪鉴别和质量评价。这里涉及到图谱信息的提取方法研究、图谱间相似性计算及比较分析以及最终应用时评价标准的制定与评价等。

中药指纹图谱的相似性计算，在实际应用中，是相对标准特征指纹图谱计算而言的。即图谱相似度计算前提，须事先建立一个能表征中药产品化学组成特征的主观的特征指纹图谱作为标准参照指纹图谱。然后通过计算和比较待测样品指纹图谱与标准指纹图谱间的相似度来评价待测样品相对标准而言的真伪、品质好坏或质量稳定等情况。

对于两图谱间相似度的计算，通常是先将图谱矢量化为空间模式向量，然后以空间模式向量间的运算来实现。即先将一张色谱指纹图看成是由图谱组成色谱峰指标值x₁，x₂，...，x_n构成的一个n维空间向量X[x₁，x₂，...，x_n]。其中，若将标准指纹图谱以矢量X_S＝{x_s1，x_s2，...，x_si，...，x_sn]表示，x_si为标准指纹图谱的第i峰峰指标值，待测指纹图谱以矢量X_T＝[x_t1，x_t2，...，x_ti，...，x_tn]表示，则待测指纹图谱与标准指纹图谱间的相似性计算便转化为向量X_S与X_T间的相似性计算，通过计算两向量间的相似度便可获得两图谱间的相似度。

目前，中药指纹图谱的相似性比较的方法主要有：Nei系数法(参见：洪筱坤，王智华，中药数字化色谱指纹谱，上海：上海科学技术出版社，2003，65～104，110～113)，改进Nei系数法(参见：孟庆华，刘永锁，王健松等，色谱指纹图谱相似度的新算法及其应用，中成药，2003，25(1)：4～8)，相关系数法(参见：谢培山，中药色谱指纹图谱，北京：人民卫生出版社，2005)，夹角余弦法(谢培山，中药色谱指纹图谱，北京：人民卫生出版社，2005)，欧氏距离法(参见：王玺，王文字，张克荣等，中药HPLC指纹图谱相似性研究的探讨，沈阳药科大学学报，2003，20(5)：360～362，366)，改良程度相似度法(参见：刘永锁，孟庆华，蒋淑敏等，相似系统理论用于中药色谱指纹图谱的相似度评价，色谱，2005，23(2)：158～163)，程度相似度法(参见：刘永锁，曹敏，王义明等，相似系统理论定量评价中药材色谱指纹图谱的相似度，分析化学，2006，34(3)：333～337)，指数相似系数法(参见：蔡宝昌，刘训红，常用中药材HPLC指纹图谱测定技术，北京：化学工业出版社，2005，28～29)和相似性比测度法(参见：蔡宝昌，刘训红，常用中药材HPLC指纹图谱测定技术，北京：化学工业出版社，2005，28～29)等。

各相似度计算方法之间的差别主要在于相似度计算时选择了不同的图谱相似性测度指标。其中，如相关系数法、向量夹角余弦法、指数相似系数法、相似性比测度法，以及欧氏距离法这五种方法即都是源于聚类分析中用于计算指标或样品间相似性测度常用的几个数量化测度指标。其它方法则是理论结合实际而产生的分析思路。即以图谱色谱峰出现位置、次序、个数及两图谱谱峰相互匹配吻合等整体外貌特征来判别中药属性，再比较相互匹配峰强度或大小、比例等量化信息来判定中药产品各成分及整体含量的稳定性和一致性。对于中药色谱指纹图谱，由于色谱分析本身具有定性与定量功能，所以依据色谱分离原理，不同的色谱峰一般情况下即可代表中药组成的多个不同化合物，则图谱色谱峰出现位置、次序和个数便具有了中药定性性质；又色谱检测器信号，在不超过检测物质定量线性范围条件时，与检测物质的含量成正比，则对于纯色谱峰便可考虑直接以色谱峰指标值(比如峰值)的大小来对物质进行定量检测。

对如上各相似性计算法，Nei系数法和改进Nei系数法是将图谱上色谱峰分为共有峰和非共有峰来分别计算；其它则是将图谱作为整体，没有共有峰与非共有峰区别，直接将不存在峰用0表示，最后组成相互对应向量组来计算。实际上，不论以共有峰与非共有峰分类计算还是以图谱整体计算，二者并没有本质性区别。

结合中药实际分析，发明人认为，中药指纹图谱相似度计算及评价的实质都在考察要比较的两个指纹图谱的组成峰数、峰匹配以及相应峰指标值的量化关系。其中，以两图谱组成峰个数与峰匹配的一致性来说明产品属性的一致性；以相应峰指标值的量化关系的一致性来说明产品各成分含量与比例的一致性；前者目的在定性，后者目的在定量；前者为后者的基础，二者最后的一致与统一才能说明以中药产品质量的均一与稳定。中药指纹图谱相等是中药指纹图谱相似的一种统一、特殊和极致状态。中药指纹图谱的等同度才真正反映中药产品质量的合格性、均一性、与稳定性。

基本上从模型表观上看，除Nei系数法的计算式由其提出较早考虑因素不够全面外，其它模型表观上均结合有图谱色谱峰定性与定量信息的综合比较。若单从数学角度模型理论分析时，各相似度计算法彼此各有特点并没有可比性。但针对中药实体，即在模型赋予一定实际意义时，则需就模型相对中药质量控制实际应用的适用性、可行性和合理性等进行综合比较分析，以评价各相似性测度针对实际应用的优劣性情况。

目前，对于各相似度计算法的优劣性比较，已有最基本的评价指标为测度的峰数弹性、峰比例及峰指标值(比如峰面积)同态性三个评价指标。其中，图谱峰个数稳定以说明中药组成相同；峰间比例稳定以说明中药组成的基本配伍一致；峰指标值(包括个值和总值)的稳定则说明中药各成分含量接近。

然而，上述方法存在下述缺陷：

1)相关系数、夹角余弦、相似性比并不能很好的实现对中药不同批次间产品质量含量的检测，且三者均较侧重于图谱中较大峰对整体相似度计算的比重，这不能合理解释目前中药各成分药效等均不清楚的前提条件。

2)对于改进Nei系数、欧氏距离、改良程度及程度相似度，若从相似性测度评价三个指标来分析，其均有一定的综合性检测性能。但这三个评价指标并没能指出相应相似性测度在评价结果上存在评价误差。实际上，结合模拟图谱特例数据直观比较，可知这四个相应的相似性测度在中药实际应用中均存在有一定的评价偏向性或误差局限性问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提出一种中药制品的质量评价方法。本发明方法采用一个量化指标参数来综合评价峰数弹性、峰比例及峰指标值同态性三个参数值，以度量中药指纹图谱和标准指纹图谱之间的相似性，或者说两者之间的趋同性，从而实现对中药制品质量合格性的评价。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种中药制品的质量评价方法，包括下列步骤：

a)获得目标中药制品的指纹图谱；

b)根据所获得的指纹图谱和所述中药制品的标准指纹图谱按照式I计算等同度E；

c)比较所述等同度E和设定的阈值，若所述等同度E不小于所述阈值，则所述中药制品合格，否则不合格；

式I，

其中：

E表示等同度，其值在(0，1]范围内；

e表示自然常数；

x_sk，x_tk分别表示所述标准指纹图谱和所述目标中药制品的指纹图谱中对应的第k个相似峰的峰指标值(本发明所称的峰指标值可以是峰面积，峰高，或半峰宽等等可以较好地表征样品化学组成及含量信息的指标值)，k＝1，2，...，n；n表示相似峰的个数；

表示所述第k个峰的权重，其值在[0，∞]范围内，一般情况下可选取为1；在本发明所述中药制品中对药效影响大的化学成分对应的相似峰的大于对药效影响小的化学成分对应的相似峰的

δ表示敏感要求指数，其值在[1，∞]范围内，优选在[1，5]范围内，进一步优选在[1，3]范围内，最优选为1；本发明所述中药制品的敏感要求指数δ和所述中药制品的质量控制水平，毒性和安全性要求均成正相关，即质量控制水平越高，毒性越强，安全性要求越高，则δ的取值越大。

当上述

和δ均取1时，式I演化为：

E = e^{- [\frac{1}{n} Σ_{k = 1}^{n} ψ_{k} \times (\frac{| x_{sk} - x_{tk} |}{x_{sk}})]}

另外，ψ_k表示系统误差权重系数，其值在[0，∞]范围内，。

进一步，上述步骤a)所述标准图谱可通过下述方法获得：取临床安全有效的m个生物批的中药制品，分别获得其指纹图谱；以所述指纹图谱上的特征峰分量均值得到标准指纹图谱；在这种情况下，所述系统误差权重系数

其中：

RSD_k表示第k个峰的批间精密度，

m表示获得所述标准指纹图谱时使用的所述中药制品的生物批数，为自然数；

l＝1，2，...，m；

x_lk表示第l生物批图谱中第k峰的色谱峰指标值；

x_k表示各生物批的第k峰的色谱峰指标值的均值。

当然所述标准指纹图谱也可来自于已备案的标准，那么所述系统误差权重系数ψ_k＝1。

更进一步，上述步骤c)所述阈值优选在0.8000到1.0000的范围内，更优选在0.8500到1.0000的范围内；对于复方丹参滴丸而言，该阈值优选为0.9100。阈值的确立应当和试验条件良好控制的动物试验和临床实验研究结果、企业自身能力、行业标准、以及各国和各级药政法规规定相综合考虑后确立。如对丹参，可考虑选择临床已证明其安全、有效的50批药物，然后用bootstrapping法和样品重复抽取法分析HPLC图谱色谱峰，将50批数据放大到重复抽取1000组。然后，依据统计学假设检验中的统计指标，选取1000批次组数据的95％的统计学置信区间的数据，即指定1000批次组数据中5％为不能接受批(不合格批)，复抽取计算来决定阈值。

另外，本发明所述中药制品包括但不限于复方丹参滴丸、养血清脑颗粒、荆花胃康胶丸、藿香正气滴丸、柴胡滴丸、芪参益气滴丸、银杏叶胶囊、穿心莲内酯滴丸、板蓝根泡腾片、养血清脑丸、金莲花泡腾片、注射用益气复脉冻干粉和/或消渴清颗粒。

作为本发明的核心内容，本发明用于评价中药制品的指纹图谱和标准图谱之间的等同度的计算式I是一个负指数函数模型，其具有如下特点：

①负指数函数模型的值阈在(0，1]区间，不存在负值等同度。当待测样品指纹图谱与标准指纹图谱完全等同时，两图谱的相对平均差异为0％，此时图谱等同度计算公式的计算值等于1，为模型值阈中的最大值。即可表示等同度计算值为1时，代表两个待比较的中药色谱指纹图谱完全一致，也即样品质量与标准品质量等同。当两个待比较的中药色谱指纹图谱存在差异时，随着两图谱相对平均差异的逐渐增大，负指数函数模型的计算值随着相应地减小，且是逐渐减小并趋向于值阈中的最小值0，相似度减小的同时，即可表示两个相比较的中药色谱指纹图谱的差异越来越大，即相比较样品质量差异越来越大。

②负指数函数等同度计算公式使得随相比较中药色谱指纹图谱相应色谱峰量化信息相对平均差异

的增大而等同度值减小，且呈负指数函数形式的下凸曲线走势。即随着图谱相对平均差异的增大，等同度计算值具有在开始时降低迅速，以后降低速度越来越慢的变化特点。这一特点正好符合中药质量判定时，发明人存在的一种正常心理现象。即当相比较中药质量差异不太大时，一旦彼此差异增大，就有较明显的图谱感性体现或等同度值的体现；而若相比较中药质量已经有很大的差异时，这时再增大差异便已失去进一步量化计算判别的意义。因为实际上中药作为药品存在，其上市产品质量与标准品质量差异理应保持在一定水平波动区间，这一水平即为中药以药品存在从其安全有效等综合因素考虑后制定的质量所能容忍的波动限度。而若差异已超出这一已确立的限度指标，如假定超出30％或50％限度为不合格，则不论其差异再增到到多大如60％，...，100％，...等，均可直接判定其为劣质或不合格产品，近似等同度值为0，而无需再计算具体的等同度值大小进行比较。

③等同度计算公式区别于欧氏距离的色谱峰面积绝对大小差异的计算法，选择以图谱色谱峰面积的相对差异大小来反映指纹图谱色谱峰的波动幅度。如此定义正好反映，对中药色谱指纹图谱色谱峰幅度变化而言，衡量图谱的相似性程度，不能单从色谱峰的绝对偏移程度来分析，而应同时结合以各色谱峰本身大小区别为参考信息。因为对于大小本身不同的色谱峰，它们在改变相等绝对变化后对图谱整体的影响效果并不相同。如假设有两个色谱峰峰面积分别为(20，1)的图谱，将其均发生绝对大小为1的减小变化，则变化后图谱(19，0)变为仅有一个色谱峰存在的图谱，对二者中较大谱峰的影响甚小，仅存在|20-19|/(20+19)＝2.56％的变化，而对其中较小的谱峰却影响很大，其实质上已发生了100％质的变化。从而可见以绝对距离来分析色谱峰波动情况，并不能很好的反映出由于色谱峰本身大小不同而对图谱整体相似性程度判定的影响。而结合以色谱峰本身大小区别为参考信息，采用相对差异值作为图谱等同性比较参数值计算却能很好的反映出来，更符合中药质量控制的实际应用和一般情况下发明人分析的认知心理。

④式中，δ称其为中药色谱指纹图谱等同度对图谱整体差异变化反映敏感性要求指数。δ值越大，表示等同度计算公式等同度相对图谱整体差异反映敏感性要求度越高；δ值越小，则表示模型相对图谱整体差异的敏感性要求度越低。如图1所示，示意了等同度计算公式敏感度要求系数分别为1和5，而其它情况均相同的等同度计算公式计算的中药色谱指纹图谱等同度度量值曲线图。图中纵坐标为图谱整体等同度计算值，横坐标为两图谱峰面积差与两图谱峰面积和的比值即两图的相对差异值。显而易见，等同度计算公式相似度其敏感度要求系数取值为5时比取值为1时对两图谱间整体相对差异敏感性要求更高。即同样的相对差异量，敏感度要求系数取值越大时，评定的等同度值要越小一些。

⑤对于等同度计算公式相对图谱整体差异敏感性要求系数确定的考虑。一般情况下，可以固定以δ＝1来计算。具体在中药质量控制的实际应用中，可由企业自主制定作为企业指标，由国家审评机构在进行利益风险评估、综合因素分析后做出决定，也可由行业协会制定作为行业要求指标。如对于实际中某一确定的中药产品，当其实际质量控制水平高、毒性较大、且安全性要求较高时，则可确立δ稍大一些以提高模型对该药物较小的质量波动的敏感性要求系数，从而能严格监控药物质量波动情况；反之，对于实际中药质量控制水平要求低、毒性小、安全范围较宽的药物则可适当调节δ较小些，平缓等同度曲线，以适当放松模型对该类药物产品质量保证的敏感性要求系数，从而使其合理上市以充分利用其药物疗效作用。当然，整体上δ的确立主要根据中药实际情况进行综合考虑后来制定。

⑥对于等同度计算公式中各个色谱峰成分权重系数的确定。在实际应用时，当具体某一中药，其所含成分及各成分药效、构效、量效等关系均不能确定时，即当发明人不能确定到底哪些成分指纹峰影响药效，哪些成分对药效影响不大或没有影响时，发明人便可以认为所有已确立的标准特征指纹峰的量度大小对药品质量的判定具有等同作用，从而将图谱作为整体进行等权计算。当然，随着中药组成及其作用机理研究的逐渐深入，当临床实验等研究已能明确确定中药组成成分相对的药效作用时，则需进行各成分的加权运算。此时，权重值的大小应由各成分相对中药整体安全、有效作用影响来决定，对其影响大的给予较大权重，对其影响小的给予较小权重。实际操作时，权重值大小的确定可采取专家评分形式，应用模糊数学的多指标决策理论或方法来实现。

⑦最后针对中药产品质量控制的实际应用，判定中药制品质量合格性，需要确立一个科学合理的等同度评价阈值。任何相似性或等同性计算方法，这一临界值的确立必须得充分结合中药产品及其生产工艺等实际情况来制定，且不同的评价计算原理应有其相应模型本身特点不同的评价阈值制定理论依据。如此二者的充分结合，方可实现制定的评价阈值在中药质量控制中的实际应用价值，提高判定阈值在实际应用中的应用性和具有针对性。而传统思维选择的相似性阈值多习惯在0.9或0.8并不具其相应的合理性。为此，本发明等同度计算公式等同度阈值的确立，考虑结合具体中药质量实际控制水平来制定针对特定的中药产品的适宜的阈值指标，即考虑以已被证明安全、有效的中药制品质量合格、均一、与稳定的图谱间相对差异实际波动区间为阈值制定依据，指定图谱平均相对差异时的等同度计算值为0.9或其它，计算95％置信区间等同度值，以95％置信区间下限为等同度判定临界值指标。

经过以上对本发明研究提出的中药色谱指纹图谱等同度计算，包括其理论、公式、及方法的全面分析，本发明在综合已有相似度评价方法本质、特点及针对实际应用主要不足的基础上提出来的指纹图谱等同度计算具有如下优点：

1、等同度计算公式负指数函数模型特点具有既定相似系数值阈(0，1]区间，且等同度值阈满足有相应合理的现实表示意义，符合有相似度习惯定义、取值及合理表示意义，弥补了已有计算相关系数和改良程度相似度计算法存在负值相似度特殊值局限性；

2、等同度计算公式考虑了中药指纹图谱整体等同度与图谱色谱峰本身离散程度有关因素；弥补了欧氏距离法只强调两变量间绝对距离差异的不足；

3、等同度计算公式母体本身没有大小峰不同考虑，而是从理论上考虑了各色谱峰相对图谱整体相似性不同计算影响，给予合理的各色谱峰加权计算分析，这样弥补了相关系数、夹角余弦系数、相似性比测度等计算法本身以模型来决定图谱大小峰相对相似性计算影响的不切合中药实际的局限性；

4、基于等同度计算公式的等同度计算指定了标准指纹图谱为参照标准，不存在系统相似理论程度相似度没有参照标准问题，从而弥补了程度相似度的只强调小数与大数之比计算后存在的评价误差；

5、基于等同度计算公式的等同度计算充分结合了中药实际众多因素的综合考虑，有可调节的指纹图谱等同度量度敏感度要求系数，其可调控的敏感性区间，更增强了模型相对中药实际复杂情况质量控制评价应用的可实用性和针对性；

6、同时，等同度计算公式以其特有的负指数函数等同度特点对中药作为药品所允许一定范围内的质量波动给出了合理解释。

总之，本发明等同度计算公式和方法(包括其理论、公式、及应用)是现有各相似性计算方法的一种综合改进，弥补了现有相似性方法针对中药实际应用中存在的众多局限性，具有上述众多优点，适用于中药实际现状存在的众多复杂情况，具有广泛的应用价值。

另外，本发明描述的等同度计算公式和方法(包括其理论、公式、及应用)同样也能够用于由多组份纯品或半纯品化学药、组份中药，或复合生物医药药品的综合质量控制评价，只需将各指纹图谱峰改为各成分化学检测值即可。对由已知化合物组成的复方化学药品，仅建议该方法作为质量控制的一种体外检测评价时的参考。对由已知和未知成分组成的生物药品和中药产品，其产品整体的安全性和有效性已被证实，但其每一成分的具体贡献不知时，正如中药的实际现状，该方法即可作为用于药品质量合格性、均一性、或稳定性质量控制的综合评价方法。

附图说明

图1表示两个敏感度要求系数不同的图谱等同度曲线示意图

(a)表示敏感度要求系数为5时的情况；(b)表示敏感度要求系数为1时的情况

图2表示各相似性测度的变化波动比较图

图3表示各相似性测度随样品相对标准平均差异依次增大的变化趁势图

图4表示各图谱量度值计算法敏感性差异示意图

图5表示各相似性测度彼此间波动比较示意图

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述。

下述实施例按照式I计算指纹图谱的等同度，其中ψ_k，δ，

均取1。由于下述实施例采用的标准图谱未经实验测量，而采用现有的标准图谱，因此ψ_k取1；而δ针对具体中药以适当调控等同度测度在一定质量波动范围内的敏感性，取1时不影响质量水平次序评价结果；对于

以等权重计算是由目前中药实际研究现状水平决定的，现有研究的各相似性计算法均与等同度计算公式相同，都只是强调的图谱在数字上的相似度。

实施例1

本实施例通过应用现有的中药材指纹图谱实例分析进行考察，比较本发明方法和已有各相似性评价方法之间的结果是否一致，从而检验其合理性和可行性。本实施例采用已论证过的10批栀子提取物样品指纹图谱(参见：刘永锁，曹敏，王义明等，相似系统理论定量评价中药材色谱指纹图谱的相似度，分析化学，2006，34(3)：333～337)，原始数据见表1。文献计算得10批栀子提取物样品指纹图谱与标准图谱间的各相似度评价结果见表2。

表110批栀子提取物样品指纹图谱原始数据表示峰面积值(单位：mAu)

表2文献待测图谱与标准图谱各相似度的计算结果

如表2所示，2、3号样品与参照最相似，7号次之，10号样品与参照的差异最大。

下面，采用本发明方法对这10批栀子提取物样品指纹图谱进行等同度评价，看其评价结果与文献报道结果是否无冲突。同上，选择以夹角余弦法与改进Nei系数法为代表进行直观的比较分析。这里具体计算时，由文献研究选择以获得的10批栀子提取物样品指纹图谱中位数为标准指纹图谱，为此本文研究为了使各相似性测度具有的可比性，同样选择以中位数指纹图谱为标准参照指纹图谱。

使用Matlab 5.3软件编程，计算10批栀子提取物样品指纹图谱与中位数标准参照指纹图谱间的各个相似性测度，计算结果见表3。

表3夹角余弦、改进Nei系数和等同度计算公式等同度计算结果

如表3所示，分析等同度计算公式等同度计算评价结果，发明人可得到2、3批次样品与参照最相似，7号次之，10号样品差异最大的结论。而这一评价结果与如上文献评价结论完全相符。如此即说明本发明研究所构建的等同度计算公式与目前研究报道的相似度计算法无冲突，其可用于中药色谱指纹图谱间的相似性评价。

再由表3计算结果，发明人还可知，2、3、7、10号样品与中位数参照标准的平均差异依次为7.57％＜7.82％＜10.61％＜75.02％，这正好与等同度计算公式等同性评价结果的顺序0.9271＞0.9248＞0.8993＞0.4723有很好的相互对应关系。如此即表明本研究构建的图谱等同度计算公式具有定量反映样品相对差异大小的检测能力。

接着，发明人选择以夹角余弦和改进Nei系数为现有方法中的代表，与等同度计算公式等同性评价作更详细的比较分析。

如图2所示，为依据表2和表3结果而作的夹角余弦、改进Nei系数和本实施例等同度计算公式评价测度彼此间的变化趋势图。

由图2可知，夹角余弦对10批样品的差异反应很不敏感，这一点从表2夹角余弦计算结果即可看出。如表2夹角余弦计算得10批样品计算得相似度值均在0.99以上，其根本不能很好的区分各批次间栀子药材提取物的差异或质量波动情况。而等同度计算公式等同度，如图所示其能较好的区分开各批次间栀子药材提取物彼此间的差异或质量波动。

如图3为发明人依据表3计算结果作的改进Nei系数法、夹角余弦法和本实施例等同度计算公式各相似性测度随10批样品相对标准相对差异按从小到大顺序排列的相应计算值变化趁势图。

由图3所示可见，等同度计算公式等同度值随着待测图谱相对标准图谱的相对平均差异的逐渐增大而相应减小，如此说明等同度计算公式等同度与图谱间相对平均差异具有很好的对应关系；而改进Nei系数法和夹角余弦法却不存在等同度计算公式这一特点。

同时由图3所示，再结合如上表3数据分析，发明人还可以发现，在相似性相对图谱间平均差异变化的敏感性反应上，等同度计算公式相对图谱整体差异的敏感性较改进Nei系数法敏感。为此，表明本发明研究构建的等同度计算公式提高了相似性对图谱间相对差异的敏感性，从而更能灵敏的监控中药质量的波动变化情况。

同样由图3所示可知，在待测图谱与标准图谱的相对平均差异已达75.02％很大时，夹角余弦和改进Nei系数的相似度计算值仍很高。尤其是夹角余弦相似度计算值仍高达0.99以上。如此即表明即使夹角余弦有很大的相似度值，但这一计算值并不能说明中药产品的质量是稳定或均一的。这一现象实际上更进一步确实发明人前面所得的结论，夹角余弦类似如此的相似度计算方法只能是较适合于中药的定性鉴定，而根本不能很好的反应中药产品质量的波动变化情况。同理，改进Nei系数法也存在类似情况，只是相较夹角余弦稍好一些。而等同度计算公式等同度则不同，等同度计算公式等同度充分体现了其在一定范围内的灵敏性，当两图谱间相对差异很大，高达一定高度差异时，其等同度计算值便会统一出现很小结果，如图3所示当两图谱间相对差异为75.02％时，等同度计算公式的等同度计算值及0.4左右，与其它样品有明显的差异，从而可很好的判定其相对标准的差异最大。

如上，等同度计算公式的这一特点推广来结合实际药物分析时，即可理解为等同度计算公式具有与中药作为药品实际相结合的特点。如假设在科学研究充分证明或根据中药实际质量控制水平认为某一中药产品在超出30％平均相对差异变化时便可视其为不合格产品。则发明人此时所关心或期望的是在30％前后质量波动内等同度的一定的反应灵敏性。理想上＜30％时等同度为0.9～0.8，＞30％时为0.4～0，发明人便可很好给出中药产品质量是否合格的判定结果。结合等同度计算公式特点分析，可知，实际上本研究构建图谱等同度计算公式即为如此特点，从而发明人认为其更符合中药产品质量定性定量控制的实际应用和理论解释。

继而分析，如上发明人只是对中药材提取物指纹图谱的研究。可以想见，若对于中药制剂或中药注射剂等质量要求较为严格的中药产品进行色谱指纹图谱分析时，由于其质量波动范围更小，从而夹角余弦系数和改进Nei系数的相似度计算值将更集中，便更不能很好的区分类似如此中药产品的质量波动情况，如此也实现不了中药产品质量的真正可控性。从而进一步表明在如今中药走产业化发展道路之际，为实现中药产品质量的真正可控性，图谱相似性测度在中药产品实际质量波动范围内的敏感性的关键性。其为相似性评价的关键所在，这一敏感性提高则相似性评价在中药质量控制中实际应用即可得以更好的实现。否则只是理论并不能得以价值的真正实现。相应的也即表明发明人在图谱等同性计算等同度计算公式构建时考虑的基本出发点的正确性。

总之，经过如上中药材提取物色谱指纹图谱实例研究及理论分析，发明人认为等同度计算公式对图谱整体差异的敏感性很好，其对中药产品质量合格性、均一性、与稳定性的关键质控区内的质量评价更具有优越性。

实施例2

本实施例采用已上市的复方丹参滴丸的指纹图谱作为实例进行研究。采用由天津天士力制药股份有限公司生产的10批不同批次的产品样品，用高效液相色谱测取其相应的色谱指纹图谱。

实验仪器与试剂：Agilent 1100型高效液相色谱仪，配自动进样器、二极管陈列检测器、柱温箱(安捷伦科技公司)；乙腈(色谱纯、美国Fisher公司)，磷酸(分析纯)，超纯水(自制)。

色谱条件：色谱柱：Agilent SB-C₁₈(250mm×4.6mm，5μm)；流动相：A.水+0.02％磷酸；B.80％乙腈+0.02％磷酸。流速：1.0ml/min；检测波长：280nm；柱温30℃；进样量10μl。

样品制备：各批次产品样品等量取样置于10mL容量瓶中，加入适量蒸馏水，超声15min，定容，离心，用0.45μm微孔滤膜过滤，滤液作为供试品溶液。

具体获得的这10批中药产品色谱指纹图谱的8个特征峰其相应的峰面积值列表为表4。

表4 10批中药产品色谱指纹图谱各特征峰的面积值数据

然后，同上发明人同样选择以夹角余弦和改进Nei系数法为现有相似度计算法代表与本文新构建的图谱等同度计算模型进行比较论证。

其中，选择以10批指纹图谱上的特征色谱峰分量均值作为标准参照图谱。以Matlab 5.3软件编程，计算这10批中药产品样品指纹图谱相对标准参照指纹图谱间的相似度和等同度。同时计算各样品图谱相对标准图谱的平均相对差异以进行比较，具体计算结果见表5所示。

表5 10批中药样品指纹图谱相对标准图谱的平均差异及相应的量度值

由表5计算结果显示，发明人首先可发现该中药产品批次间的样品质量具有很好的稳定性。因其中除第3批次样品指纹图谱相对标准参照指纹图谱相对差异波动超出10％以外，其它批次样品相对标准图谱的波动程度均在10％范围内左右。而如前面中药材提取物指纹图谱表3计算结果显示，中药材提取物指纹图谱相对标准参照指纹图谱的差异波动范围则很大，有7.57％～75.02％较大范围的波动。

其次，由表5各相似性测度计算结果显示，发明人又可发现夹角余弦相似度对两图谱间的相对差异反应敏感性最差。因其各批次间产品相对标准的相似度值均达0.99多以上，各批次间相似度的差异只在0.999三位小数点之后有一点点区别。如此则根本不可能很好的实现各批次间产品质量的区分和监控。而改进Nei系数和等同度计算公式量度值则有一定的敏感性，二者的各批次间产品相对标准的量度值值有一定差异的反应。这一点由图4即可直观的反应出，图4为如上三个相似性测度不同敏感性差异示意图。

如图4所示，发明人可明显看到等同度计算公式对10批产品批次间质量差异的敏感性最好，改进Nei系数次之，夹角余弦最差。由此表明等同度计算公式图谱等同度计算法能更好的区分不同批次样品与标准的差异情况，对于同一中药产品质量均一性、合格性在质量较小范围内的波动监控与评价更具优越性。

再如图5所示，发明人依据表3各量度值计算评价结果，作各量度值随两图谱相对差异由小到大变化时的相应变化曲线示意图。

由图5所示，发明人同样可明显的看到，夹角余弦相似度对中药产品批次间彼此的质量波动由3.4998％～11.4023％并不敏感，而新构建的图谱等同度计算模型则相对标准参照图谱差异具有较好的敏感性，这一敏感性较改进Nei系数法更为敏感，且等同度计算公式等同性测度值随待测批次样品与参照标准间相对差异的增大而减小，彼此间具有很好的相关性，夹角余弦和改进Nei系数则并没有如此特点。

再经过如上实例分析，发明人已知该同一中药产品10批间样品质量，实际上只在一定的如3.4998％～11.4023％范围内波动，而不是如前面相似度计算时讨论的[0％，...，100％，...，+∝)范围内的变化。故发明人认为对该中药批次间产品质量的控制，切实可行的办法应根据该具体中药实际质量波动情况，控制该中药批次间质量在一定稳定性水平内波动即可实现最终中药产品批次间质量基本的稳定性与均一性。其中，这个一定的稳定性水平一般可视该中药应用病种、其药理药效、毒副作用等来确立。为此，结合实例数据分析，充分证实发明人认为的，在实际应用中的相似度计算应强调相似度相对中药质量产品的一定波动范围内的变化敏感性，而不应强调差异在[0％，...，100％，...，+∝)内的情况，或相似度与相对差异是否有[0，10％]，...，[1，100％]的一一对应关系。这近一步证明等同度计算公式在实际应用中具有更好的针对性和实用性的优势。

通过上述两个实施例可知，本发明相对于现有技术存在优势包括：

1、本发明等同度计算公式对中药产品质量的均一性，以及更进一步地，合格性与稳定性，有很好的灵敏度，相对于现有技术中的改进Nei系数法和夹角余弦法更为灵敏，能很好的反应产品质量合格性、均一性、与稳定性，从而实现对中药产品是否合格或其质量之均一性、稳定性进行评价的实际应用。

2、本发明等同度计算公式等同性测度与待测样品指纹图谱相对于标准指纹图谱间的相对差异存在相互对应关系，等同度系数随着图谱间彼此相对差异的增大而减小。

3、本发明等同度计算公式在全面考虑现有文献方法综合性检测功能的基础上，更强调了模型等同性测度针对质量波动关键范围内的敏感性，切合中药制品临床应用的实际情况，使等同度计算公式等同性测度在实际应用中更具有针对性和实用性，提高了以等同性评价中药产品是否合格或其质量均一与稳定的切实可行性。