CN104237398B - 一种对照提取物的标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对照提取物的标定方法,对照提取物共有n批,每批均含有m个成分,将它们配成溶液,分别利用色谱法将其分离检测,以不同的进样体积进样并对各个成分进行线性回归,得出回归方程,利用此方程计算出同一成分在不同批次对照提取物中的信号质量比,列出一个n行的m元一次方程组,这个方程组的根共有Cn m种解,统计每种根,在相对标准偏差低于可接受的判别误差R时,标定成功。此标定方法可成功的解决对照品来源困难的问题,为中药、天然药物提供更科学合理的标准制定思路,为化药品种中有关物质的准确定量提供混合对照品,还为归一法定对照品纯度的缺限提供了一个更好的补充。
Description
技术领域
本发明涉及分析领域,具体的涉及一种对照提取物的标定方法及应用。
背景技术
在进行药品的研发和检验过程中,对照品起着一个非常重要的角色,然而对照品的分离和精制是一项繁琐而又困难的工作。现行新药注册法规上对于含量测定用对照品的技术要求是:一般化药对照品的纯度要求为99.5%,有关物质对照品纯度要求为95%,中药对照品的纯度要求为98%,所述的纯度检测方法大都采用归一法,为了达到这个纯度,研究者用尽各种分离方法如萃取、柱色谱、高速逆流色谱、制备液相色谱、反复重结晶等手段,即便这样,还不能达到含量测定所需的纯度,期间所用到的大量有机溶剂,试验过程中试剂的消耗带来的环境污染和人体的健康是巨大的。
在进行中药、天然药物等含多种成分药物的质量研究时,由于成分复杂,测量某一两个成分并不能代表该产品的质量,欲分离出其中的纯大多数成分并作为对照品进行含量测定时,就目前的技术来说是不现实的,纵然投入大量的物力、人力,浪费大量的有机溶剂,甚至动用制备色谱等,从经济上和以后的推广上也是不合算的。
对于有关物质用对照品,分离则更困难。
可喜的是针对中药成分复杂这一现状,人们提出了使用对照提取物作为对照,制定质量标准,简化了应用,降低了成本。文献马玲云,马双成中药标准物质的发展现状与展望[J].中国药事,2010,24(12):1232-1235.上提到了对照提取物的标定要求:1)原料的来源、提取部位及制备工艺应明确;2)主成分及含量相对固定(TLC、HPLC、GC);3)理化特征换批间应一致(溶解度、相对密度、折光率、旋光度等)。从上述要求可知,对照提取物中的主成分只是含量相对固定,并不能标定出其具体的含量比例,如若确定其具体的主成分含量,还得使用对照品进行测定。
就目前的行业现状,对照品的纯度检测方法通常是用归一法进行检测,以主成分峰面积占所有成分的峰面积的百分比,此种检测方法有一个缺限,不同成分的峰面积与质量比通常是不同的,因此归一法测定对照品的纯度实际上是有一定的方法误差,如同一对照品,采用HPLC-UV法检测纯度,当检测波长不同时,检测结果是不一样的。
如上,在新药研发和药品的质量控制中,对照品的来源是相当的困难,归一法测定对照品纯度有一定的缺限,如何突破技术难关,弄清中药中的大部分成分的质量,还能解决化药中有关物质对照品来源困难,完善对照品的纯度标定方法,对多成分对照提取物中各成分的含量进行标定,并将对照提取物作为对照进行新药研发和药品的质量控制是本发明所要解决的问题。
发明内容
本发明针对上述问题,提出了一种对照提取物的各组分的标定方法,在标定过程中不需要使用高纯度的对照品,而只需多批对照提取物。
本发明是这样实现的:
一种对照提取物的标定方法,对照提取物共有n个批次,分别为第1、2、3……i……n批,每个批次均含有m个成分,它们分别为A1、A2、A3……Aj……Am,其中n≥m,1<i≤n,1<j≤m,每批对照提取物通过色谱法W在仪器中进行检测,各种成分均能达到分离的效果,成分Aj的信号质量Nj与一定范围[Dj1,Dj2]内的信号值Sj存在如下的一一对应函数关系式:
Sj=fj(Nj),式中,j=1、2、3……m。
步骤一、各批对照提取物中的各成分关系式
每批对照提取物如第i批对照提取物,均配制成一定的浓度Ci,以一定的进样体积Vi进样,进样质量为Mi=Ci*Vi,第i批对照提取物中的成分A1、A2、A3……Aj……Am的进样浓度分别为Ci1、Ci2、Ci3……Cij……Cim,在仪器中的信号质量分别为Ni1、Ni2、Ni3……Nij……Nim,它们在仪器中的信号值分别为Si1、Si2、Si3……Sij……Sim,各批对照提取物中的各组分存在如下的关系式:
M1=N11+N12+N13……N1j……+N1m
M2=N21+N22+N23……N2j……+N2m
……
Mi=Ni1+Ni2+Ni3……Nij……+Nim
……
Mn=Nn1+Nn2+Nn3……Nnj……+Nnm
Sij=fj(Nij)
Nij=Cij*Vi
其中,i=1、2、……n
j=1、2、……m。
步骤二、方程组的建立
由于成分Aj的信号质量Nij与信号值Sij存在一一对应的关系,将任一批对照提取物溶液如第1批,以不同的进样体积(V)通过色谱法W分离后在仪器中进行检测,根据函数Sj=fj(Nj)=fj(C1j*V)可知:
由于C1j是一个固定的未知值,因此对于第1批的对照提取物所配制的溶液,存在函数关系式:Sj=gj(V)及它的反函数V=gj -1(Sj),即第1批对照提取物的溶液的不同进样体积(V),有一个固定的信号值与之相对应,同样,一个固定的信号值,存在第1批对照提取物溶液的某个进样体积与之相对应,且这两个函数的相关系数是通过线性回归可确定出具体数值,令Nij=λij*N1j=λij*C1j*V1,式中,λij是同一成分的信号质量比,则存在下列等式:
Sij=fj(Nij)=fj(N1j*λij)=fj(C1j*V1*λij)=gj(V1*λij)
S1j=fj(N1j)=gj(V1),
λij=gj(Sij)/V1,其中i=2、3……n,j=1、2、……m
在上式中,Sij、S1j、V1是具体的固定值,函数gj(V)的相关系数是固定的,因此λij是可以计算出的一个具体值,这样,根据步骤一中的关系式,可得到如下的方程组:
1)M1=N11+N12+N13……N1j……+N1m
2)M2=N21+N22+N23……N2j……+N2m
=λ21*N11+λ22*N12+λ23*N13……λ2j*N1j……+λ2m*N1m
……
i)Mi=Ni1+Ni2+Ni3……Nij……+Nim
=λi1*N11+λi2*N12+λi3*N13……λij*N1j……+λim*N1m
……
m)Mn=Nn1+Nn2+Nn3……Nnj……+Nnm
=λn1*N11+λn2*N12+λn3*N13……λnj*N1j……+λnm*N1m。。。
步骤三、方程组的求解
选择其中的m行,共有u=Cn m种m行组成的方程组,
解第1种m行的方程组,得出第1批对照提取物中各成分在仪器中的信号质量为:
(N111、N121……N1j1……N1m1),
各成分的信号质量和为:
N101=N111+N121+N131……N1j1……+N1m1,
记Q11=(N111,N121……N1j1……N1m1,N101)。
解第2种m行的方程组,得出第1批对照提取物中各成分在仪器中的信号质量为:
(N112、N122……N1j2……N1m2),
各成分的信号质量和为:
N102=N112+N122+N132……N1j2……+N1m2,
记Q12=(N112,N122……N1j2……N1m2,N102)。
……
解第k种m行的方程组,其中1≤k≤u,得出第1批对照提取物中各成分在仪器中的信号质量为:
(N11k、N12k……N1jk……N1mk),
各成分的信号质量和为:
N10k=N11k+N12k+N13k……N1jk……+N1mk,
记Q1k=(N11k,N12k……N1jk……N1mk,N10k);
……。
解第u种m行的方程组,得出第1批对照提取物中各成分在仪器中的信号质量为:
(N11u、N12u……N1ju……N1mu),
各成分的信号质量和为:
N10u=N11u+N12u+N13u……N1ju……+N1mu,
记Q1u=(N11u,N12u……N1ju……N1mu,N10u)。
步骤四、统计第1批对照提取物中各成分的信号质量及信号质量总和
统计第1批对照提取物的第1种成分A1信号质量的u种值(N111,N112,……N11k……N11u),得出统计值(T11,e11),其中T11为平均值,e11为标准偏差,相对标准偏差P11=e11/T11。
统计第1批对照提取物的第2种成分A2信号质量的u种值(N121,N122,……N12k……N12u),得出统计值(T12,e12),其中T12为平均值,e12为标准偏差,相对标准偏差P12=e12/T12。
……
统计第1批对照提取物的第j种成分Aj信号质量的u种值(N1j1,N1j2,……N1jk……N1ju),得出统计值(T1j,e1j),其中T1j为平均值,e1j为标准偏差,相对标准偏差P1j=e1j/T1j。
……
统计第1批对照提取物的第m种成分Am信号质量的u种值(N1m1,N1m2,……N1mk……N1mu),得出统计值(T1m,e1m),其中T1m为平均值,e1m为标准偏差,相对标准偏差P1m=e1m/T1m。
统计第1批对照提取物的m种成分信号质量总和的u种值(N101,N102,……N10k……N10u),得出统计值(T10,e10),其中T10为平均值,e10为标准偏差;相对标准偏差P10=e10/T10。
当相对标准偏差P11、P12……P1j……P1m、P10均低于可接受的判别误差R时,则标定成功,第1批对照提取物的各成分在仪器中的信号质量为(T11,T12……T1j……T1m),总信号质量为T10,第1批对照提取物的各成分的百分含量或者为(T11/M1,T12/M1……T1j/M1……T1m/M1),或者为(T11/T10,T12/T10……T1j/T10……T1m/T10),其中,可接受的判别误差R与仪器的精密度、操作人员的操作误差、提取物纯化的难易程度、提取物中成分的稳定性等有关,其值或者是5%,或者3%,或者2%,或者1%等。
所述对照提取物的标定方法,在步骤三中还可以解出其余的n-1批对照提取物中各成分的信号质量及信号质量总和的u种值,具体的求解方法为:
由于Q1k=(N11k,N12k……N1jk……N1mk,N10k),其中,k=1、2……u;
Nij=λij*N1j,即Nijk=λij*N1jk所以:
第i批对照提取物中各成分的信号质量及信号质量总和的u种值,即
Qik=(Ni1k,Ni2k……Nijk……Nimk,Ni0k)
=(λi1*N11k,λi2*N12k……λij*N1jk……λim*N1mk,Ni0k),
其中,i=2、3……n,k=1、2、……u。
在步骤四中,统计所有批次对照提取物中各成分的信号质量及信号质量总和的相对标准偏差(Pi1,Pi2……Pij……Pim,Pi0),其中i=1、2、3……n,j=1、2、3……m、0。
当相对标准偏差Pij均低于可接受的判别误差R时,则标定成功。
所述对照提取物的标定方法,若函数Sj=fj(Nj)为直线线性关系时,即
Sj=fj(Nj)=aj*Nj+bj,对第1批对照提取物溶液,作如下的函数变换:
Sj=fj(Nj)=aj*Nj+bj=aj*(C1j*V)+bj=(aj*C1j)*V+bj=gj(V)。
以不同的进样体积(V)进样,可回归出函数gj(V)=(aj*C1j)*V+bj的相关系数(aj*C1j、bj)的具体值,这样对于第1批和第i批对照提取物,令Nij=λij*N1j,有下列的关系式:
Sij=fj(Nij)=aj*Nij+bj=aj*(λij*N1j)+bj
S1j=fj(Nij)=aj*N1j+bj
解上二式,可得λij=(Sij-bj)/(S1j-bj),
其中,i=2、3……n
j=1、2、……m
当bj与Sij中最小的信号值的比值很小如低于1%时,线性关系式可以近似的认为是通过原点的,λij的大小可以估算为Sij/S1j。
所述对照提取物的标定方法,若函数Sj=fj(Nj)为对数线性关系时,即
Sj=fj(Nj)=10^(aj*lg(Nj)+bj),对第1批对照提取物溶液,作如下的函数变换:
Sj=fj(Nj)=10^(aj*lg(Nj)+bj)=10^(aj*lg(C1j*V)+bj)
=10^(aj*lg(V)+bj+aj*lg(C1j))=gj(V)
函数Sj=gj(V)=10^(aj*lg(V)+bj+aj*lg(C1j))中的相关系数(aj、bj+aj*lg(C1j))是通过试验及线性回归能得出具体值,这样对于第一批和第i批,令Nij=λij*N1j,有下列的关系式:
lg(S1j)=aj*lg(N1j)+bj
lg(Sij)=aj*lg(Nij)+bj=aj*lg(λij*N1j)+bj
=aj*lg(λij)+aj*lg(N1j)+bj
=aj*lg(λij)+lg(S1j)。
解上二式,可得λij=10^{[lg(Sij)-lg(S1j)]/aj}
其中,i=2、3……n
j=1、2、……m
所述对照提取物的标定方法,对于第i批对照提取物的Aj成分,若Sij不在区间[Dj1,Dj2]内,可通过调节第i批的进样质量为Mi'=γij*Mi,使进样后的信号值Sij'落在区间[Dj1,Dj2]内,γij是一个通过试验能得到的具体数值,此时,Nij'=γij*Nij,λij的计算方法主要分两种情况:
情况1:函数为直线线性关系,则:
S1j=aj*N1j+bj
Sij'=aj*Nij'+bj=aj*Nij*γij+bj=aj*λij*N1j*γij+bj
=(S1j-bj)*λij*γij+bj
λij=(Sij'-bj)/(S1j-bj)/γij
其中,i=2、3……n
j=1、2、……m 。
情况2:函数为对数线性关系,则:
lg(Sij')=aj*lg(Nij')+bj=aj*lg(Nij*γij)+bj=aj*lg(λij*N1j*γij)+bj
=aj*lg(λij)+aj*lg(γij)+aj*lg(N1j)+bj
=aj*lg(λij)+aj*lg(γij)+lg(S1j)
λij=10^{[lg(Sij')-aj*lg(γij)-lg(S1j)]/aj}
其中,i=2、3……n
j=1、2、……m 。
上式中,S1j、Sij'、γij均是实验后所得的具体值,aj是线性回归后所得的具体值,因此,λij也是可以计算出来的一个具体值。
所述对照提取物的标定方法,在函数关系Sj=fj(Nj)=aj*Nj+bj时,步骤二、三、四还可作如下的更改:
步骤二、方程组的建立
对第一批对照提取物所配制的溶液,存在函数:Sj=fj(Nj)=aj*Nj+bj=aj*C1j*V+bj,以不同进样体积(V)所对应的信号值作线性回归,得出信号值在[Dj1,Dj2]范围内的线性关系式,且值aj*C1j和bj是可回归出结果的值;
由Sj=aj*Nj+bj可知:Nj=1/aj*(Sj-bj),其中Sj∈[Dj1,Dj2];
令αj=1/aj,
若第i批对照提取物的第j个成分的信号值Sij在区间[Dj1,Dj2]内,则
Nij=1/aj*(Sij-bj)=(Sij-bj)*αj
式中,αj是一个未知值,系数Sij-bj是一个可计算出结果的值,记ωij
若第i批对照提取物的第j个成分的信号值Sij不在区间[Dj1,Dj2]内,可调节第i批对照提取物的进样质量为Mi'=γij*Mi,使进样后的信号值Sij'落在区间[Dj1,Dj2]内,γij是一个通过试验能得到的具体数值,此时,Nij'=γij*Nij,
Nij'=1/aj*(Sij'-bj)=αj*(Sij'-bj)=γij*Nij
Nij=αj*(Sij'-bj)/γij
式中,αj是一个未知值,系数(Sij'-bj)/γij是一个可计算出结果的值,为方便方程的书写,也记作ωij,因此,对于第i批对照提取物溶液的第j个成分Aj,存在如下的关系式:
Nij=ωij*αj,ωij是一个可计算出结果的固定值,αj是一个未知值,i=1、2、3……n,j=1、2、……m
当bj很小时,ωij的近似值是Sij或Sij/γij
根据步骤一的结果,存在下列的方程组:
M1=ω11*α1+ω12*α2+ω13*α3……ω1j*αj……+ω1m*αm
M2=ω21*α1+ω22*α2+ω23*α3……ω2j*αj……+ω2m*αm
……
Mi=ωi1*α1+ωi2*α2+ωi3*α3……ωij*αj……+ωim*αm
……
Mn=ωn1*α1+ωn2*α2+ωn3*α3……ωnj*αj……+ωnm*αm。
步骤三、方程组的求解
选择其中的m行,共有u=Cn m种m行组成的方程组,解第k种方程组,得根为(α1k、α2k、……αik、……αmk),其中,k=1、2……u。
步骤四、统计
统计α1的u种值(α11,α21,……α1k……α1u),得出统计值(Γ1,e1),其中Γ1为平均值,e1为标准偏差,相对标准偏差ε1=e1/Γ1;
统计α2的u种值(α21,α22,……α2k……α2u),得出统计值(Γ2,e2),其中Γ2为平均值,e2为标准偏差,相对标准偏差ε2=e2/Γ2;
……
统计αj的u种值(αj1,αj2,……αjk……αju),得出统计值(Γj,ej),其中Γj为平均值,ej为标准偏差,相对标准偏差εj=ej/Γj;
……
统计αm的u种值(αm1,αm2,……αmk……αmu),得出统计值(Γm,em),其中Γm为平均值,em为标准偏差,相对标准偏差εm=em/Γm;
当相对标准偏差ε1、ε2……εj……εm均低于可接受的判别误差R时,则标定成功,第1批对照提取物的各成分在仪器中的信号质量为(ω11*Γ1,ω12*Γ2……ω1j*Γj……ω1m*Γm),各成分在仪器中的信号质量和为N10=ω11*Γ1+ω12*Γ2+……+ω1j*Γj+……+ω1m*Γm,第1批对照提取物的各成分的百分含量或者为(ω11*Γ1/M1,ω12*Γ2/M1……ω1j*Γj/M1……ω1m*Γm/M1),或者为(ω11*Γ1/N10,ω12*Γ2/N10……ω1j*Γj/N10……ω1m*Γm/N10)。
所述对照提取物的标定方法中:
色谱法W可以是液相色谱法、气相色谱法、薄层色谱法等;
检测成分信号的仪器可以是紫外检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、电喷雾检测器、质谱等,还可以是通过化学反应来检测成分的信号,如薄层色谱扫描法中的显色方法及扫描方法、化学成分的衍生化等;
目前分析行业中所能接受的分析方法如TLCS、HPLC-UV、HPLC-ELSD、GC、液质、气质等,可以是一种,也可以是多种组合;
所述统计方法为统计学上可接受的通用方法,如算术平均、加权平均等。
本发明中可接受的判别误差R可以作这样的理解:
在进行含量测定的方法学研究中,重现性试验得出的多个含量中,到底哪个值是样品的含量呢,为此引入了相对标准偏差,只有相对标准偏差低于行业认可的值后,重现性试验才成功,它的平均值就是样品中的含量;
同样,在本发明中的标定过程中,如第i批对照提取物溶液的第j个成分Aj在仪器中的信号质量Nij有u种标定结果,它们是(Nij1、Nij2、……Nijk……Niju),到底哪个值是它的实际信号质量呢,为此引入可接受的判别误差R,只有相对标准偏差低于R值,标定才能成功,计算出来的u种结果的平均值就是实际信号质量,因此R值设定的大小与仪器的精密度、操作人员的操作误差、提取物纯化的难易程度、提取物中成分的稳定性等因系有关,其值或者设定为5%,或者3%,或者2%,或者1%等。
所述对照提取物的标定方法中,若相对标准偏差Pij中有一个大于可接受的判别误差R如R=5%时,一个重要的原因是对照提取物不纯,有些成分在该检测条件下未检出,需要重新纯化或调整检测条件,再行研究。
所述对照提取物的标定方法在医药研发、检验中有着广泛的应用,如在药品研究或检验时,当某些成分未得到合法的来源或者来源非常困难时,可选用本发明的对照提取物的标定方法,进行标定,用于药品研发或检检,不仅成本低,而且极大的加快研发速度和检验速度,更有利于环境的保护和人员的健康。
为进一步保证对照提取物的标定成功率,可预先采用多种方法确定对照提取物中的成分个数,如不同展开剂、显色剂的薄层色谱图,不同流动相、不同检测波长的高压液相色谱图、不同流动相的的蒸发光散射检测器的检测谱图等。
本发明中的多批对照提取物中的各成分应相同,最好是经初步确定含有的成分个数确定其中的一批,其余的n-1批为这一批的亚批次。
如本发明中的某些批次的对照提取物的均匀性有一定波动时,标定所得的结果应是配制成溶液的那一部分的对照提取物的各组分含量,因此在实际检验时应使用多批提取物进行配制,并重新进行标定后进行测定。
本发明中的各批对照提取物中各成分的含量比例最好有较大的差异,以更好的提高标定成功率。
本发明中的对照提取物中的水分、无机物、有机溶剂等一些不可在本发明中所提及的仪器中体现的,应当进行扣除,若能体现的,相应的信号及信号质量还应扣除,具体的计算方法参照文献马玲云,马双成中药标准物质的发展现状与展望[J].中国药事,2010,24(12):1232-1235.。
本发明中的对照提取物是指含有多个成分的混合物,它包括但不限于从中药、天然药物中经提取、分离纯化后仍含有多个成分的混合物,也可以是化药合成过程中所得的含有多个成分的混合物或分离后的混合物等。
本发明的对照提取物的制备方法不是本发明的保护范围,但是制备后的对照提取物中各成分或某些成分的含量赋值,在没有合法来源或规范性来源时,而是利用本发明的标定方法进行标定,则属于本发明的保护范围。
本发明中仪器检测条件,如液相色谱的检测波长、流动相的比例、薄层色谱的展开条件及显色条件等一些现有技术,不是本发明的保护范围。
应用本发明的对照提取物标定方法,将所得的对照提取物用于研发、检验时,对照品是本发明的保护范围,其供试品的制备方法、仪器检测条件如检测波长、流动相等不属于本发明的保护范围。
本发明中的进样浓度的具体详解为:将对照提取物加入一定的溶剂,配制成均匀的溶液所得的浓度,用来进入测定仪器中,该浓度即为进样浓度,它的单位是mg/ml、μg/ml等,对照提取物可以是固体、液体等。
本发明中的进样质量的具体详解为:进入仪器的质量,是进样浓度与进样体积的积,单位可以是纳克(ng)、微克(μg)等。
本发明中的信号质量、信号值具体的详解为:信号值指的是某一种成分在检测仪器中出现了色谱峰,这个峰的峰面积、峰高等信号的大小即为信号值,这个信号值所代表的这种成分的质量即为信号质量,它的单位可以是纳克(ng)、微克(μg)等。
本发明提供了一种利用多批对照提取物中各成分的信号值之间的关系来标定对照提取物中各成分的含量,任何在本发明的基础上,对方程式作简单的数学变换,或参照解方程的过程来调节进样质量以求解某些成分的含量,均是本发明的保护范围。
本发明在化工、医药中有着非常广泛的应用:
1)由于对照品自始自终贯穿于药品研发、生产、质检等,因此能对对照提取物进行科学合理的标定,确定提取物中各成分的含量,可极大的减少工作量,降低研发成本和检验成本,促进药品研发进度,同时还为中药产品的真假优劣提供了更强的辩别依据。
2)解决化药研究中有关物质对照品制备困难的问题
化药有关物质制备成纯品非常困难,应用本标定方法对有关物质混合物进行标定,可轻松的解决。
3)为归一法定对照品纯度的缺限提供了一个更好的补充
目前对对照品的纯度标定方法是归一法,但这种方法有一个明显的缺限,它的杂质与主成分不是同一种成分,不同成分对光的响应程度是不同的,如中药对照品以归一法进行纯度标定时,不同的检测波长,测定的纯度是不一样的,而本发明的标定方法中,是将主成分与杂质看着不同成分进行标定的,并结合统计,因此标出的对照品纯度的可信度更高。
4)为中药、天然药物等多成分药品提供更科学合理的质量标准
药品质量标准中的一个关键因素是对照品,对多成分药品能提供对照提取物作对照品,能很好的控制药品质量。
5)为中药指纹图谱评价中药质量提供更科学的标准
针对中药指纹图谱中各种成分,采用化学方法制备对照提取物,标定后可准确的确定中药指纹图谱中各成分的含量,再进行统计,应用这种方法与传统的以峰面积统计相比,具有更高的可信度。
具体实施方式
为更好的理解本发明,选择一些简单易理解的例子说明本发明,但并未限制本发明。
实施例1
本实施例中,n=4,m=2,四批对照提取物均含有A1、A2两种成分,检测成分的方法为HPLC,检测波长为275nm,流动相为甲醇:水=40:60。
在目前的HPLC-UV测定物质含量时,在一定的范围内,基本上都是直线线性关系,本例中信号值S1、S2是A1、A2成分在色谱图中的峰面积,具体的线性范围[D11,D12]和[D21,D22]及一一对应函数关系式在步骤二中再确定,对照提取物中的各成分的信号值与信号质量的一一对应函数可初步拟定如下:
S1=f1(N1)=a1*N1+b1
S2=f2(N2)=a2*N2+b2
步骤一、各批对照提取物中的各成分关系式
将四批对照提取物加乙醇分别配制成C1=92.84μg/ml、C2=91.20μg/ml、C3=87μg/ml、C4=93.8μg/ml,进样体积均是10μl,平行进样,即V1=10μl、V2=10μl、V3=10μl、V4=10μl,进样质量M1=C1*V1=92.84μg/ml×10μl=928.4ng,M2=912ng,M3=870ng,M4=938ng,每批对照提取物中的各种成分在仪器中的信号值即峰面积Sij,取平均值,见表1,它的信号质量Nij与峰面积存在如下的关系式:
Sij=fj(Nij),i=1、2、3、4;j=1、2
表1:四批对照提取物中的两种成分的峰面积
批 次 | 1 | 2 | 3 | 4 |
成分A1 | 642729.5 | 1055470 | 1234247 | 428558 |
成分A2 | 1531597 | 959022.5 | 622472.5 | 1823704 |
各批对照提取物中的各组分存在如下的关系式:
M1=N11+N12=928.4
M2=N21+N22=912
M3=N31+N32=870
M4=N41+N42=938
步骤二、方程组的建立
现将第一批对照提取物溶液,以不同的进样体积(V)进样,两种成分的峰面积如下表:
表2第一批对照提取物的不同进样体积的两种成分的峰面积
进样体积(μl) | 2 | 5 | 10 | 15 | 20 |
成分A1 | 126812.5 | 321050 | 645925.5 | 973823 | 1297368 |
成分A2 | 306995.5 | 769032.5 | 1537062 | 2313502 | 3076325 |
在第一批对照提取物溶液中,A1成分的浓度为C11,A2成分的浓度为C12;
将函数S1=f1(N1)作如下的变换:
S1=f1(N1)=a1*N1+b1=a1*(C11*V)+b1=(a1*C11)*V+b1=g1(V)
针对第一批对照提取物溶液中的A1成分,以进样体积对峰面积进行线性回归,回归方程如下:
y=65089x-3933.6,回归系数R1=1,线性关系良好,其中线性相关系数a1*C11=65089,b1=-3933.6,线性范围[D11,D12]=[126812.5,1297368]
将函数S2=f2(N2)作如下的变换:
S2=f2(N2)=a2*N2+b2=a2*(C12*V)+b2=(a2*C12)*V+b2=g2(V)
针对第一批对照提取物溶液中的A2成分,以进样体积对峰面积进行线性回归,回归方程如下:
y=153980x-805.22,回归系数R2=1,线性关系良好,其中线性相关系数
a2*C12=153980,b2=-805.22,线性范围[D21,D22]=[306995.5,3076325]
由于表1中四批对照提取物中的两种成分的峰面积都在各自的线性范围内,因此无需再调整进样质量。
根据λij=(Sij-bj)/(S1j-bj)及表1中四批对照提取物的峰面积,计算第2、3、4批中的信号质量比λij值,结果如下表:
表3:各批对照提取物中各成分的信号质量比
批次 | 1 | 2 | 3 | 4 |
成分A1 | 1 | 1.6383 | 1.9147 | 0.6688 |
成分A2 | 1 | 0.6264 | 0.4067 | 1.1906 |
另外,在四批对照提取物的峰面积中,最小的峰面积相对于线性相关系数的绝对值|b1|和|b2|都大得多,|b1|/428558=0.92%<1%,|b2|/622472.5=0.13%<1%,因此可粗略的认为线性关系的直线是通过原点的,此时信量质量比与信号值比相等,本实例中采用精确计算的值作为信号质量比。
综上,四批对照提取物中各成分信号质量的方程组如下:
1)N11+N12=928.4
2)1.6383*N11+0.6264*N12=912
3)1.9147*N11+0.4079*N12=870
4)0.6688*N11+1.1902*N12=938。
步骤三、方程组的求解
对上列方程组中,选择其中的2行,共有u=C4 2=6种方程组,
解第1种方程组,选择1)、2)行,得出第1批对照提取物中A1、A2成分在仪器中的信号质量及两种成分的信号质量和为:
Q11=(N111、N121、N101)=(326.56、601.84、928.4)
解第2种方程组,选择1)、3)行,得出第1批对照提取物中A1、A2成分在仪器中的信号质量及两种成分的信号质量和为:
Q12=(N112、N122、N102)=(326.54、601.86、928.4)
解第3种方程组,选择1)、4)行,得出第1批对照提取物中A1、A2成分在仪器中的信号质量及两种成分的信号质量和为:
Q13=(N113、N123、N103)=(320.72、607.68、928.4)
解第4种方程组,选择2)、3)行,得出第1批对照提取物中A1、A2成分在仪器中的信号质量及两种成分的信号质量和为:
Q14=(N114、N124、N104)=(326.52、601.96、928.5)
解第5种方程组,选择2)、4)行,得出第1批对照提取物中A1、A2成分在仪器中的信号质量及两种成分的信号质量和为:
Q15=(N115、N125、N105)=(325.32、605.10、930.4)
解第6种方程组,选择3)、4)行,得出第1批对照提取物中A1、A2成分在仪器中的信号质量及两种成分的信号质量和为:
Q16=(N116、N126、N106)=(325.92、604.76、930.7)
步骤四、统计
统计第1批对照提取物溶液的A1成分信号质量的6种值(326.56,326.54,320.72,326.52,325.32,325.92),得出统计值(325.26,2.3),即平均值T11=325.26,标准偏差e11=2.3,相对标准偏差P11=e11/T11=0.7%;
统计第1批对照提取物溶液的A2成分信号质量的6种值(601.84,601.86,607.68,601.96,605.10,604.76),得出统计值(603.86,2.4),即平均值T12=603.86,标准偏差e12=2.4,相对标准偏差P12=e12/T12=0.4%;
统计第1批的两种成分的信号质量和的6种值(928.4,928.4,928.4,928.5,930.4,930.7),得出统计值(929.1,1.1),即平均值T10=929.1,标准偏差e10=1.1,相对标准偏差P10=e10/T10=0.12%;
由于标准偏差P11、P12、P10较小,均小于2%,标定成功,第一批对照提取物溶液的两种成分在仪器中的信号质量为(325.26ng,603.86ng),第一批对照提取物中,A1成分的含量为T11/M1=325.26/928.4=35.03%或者T11/T10=325.26/929.1=35%;A2成分的含量为T12/M1=603.86/928.4=65.04%或者T12/T10=603.86/929.1=65%。
Claims (13)
1.一种对照提取物的标定方法,其特征在于:
对照提取物共有n个批次,分别为第1、2、3……i……n批,每个批次均含有m个成分,它们分别为A1、A2、A3……Aj……Am,其中n≥m,1<i≤n,1<j≤m,每批对照提取物通过色谱法W在仪器中进行检测,各种成分均能达到分离的效果,成分Aj的信号质量Nj与一定范围[Dj1,Dj2]内的信号值Sj存在如下的一一对应函数关系式:
Sj=fj(Nj),式中,j=1、2、3……m
步骤一、各批对照提取物中的各成分关系式
每批对照提取物如第i批对照提取物,均配制成一定的浓度Ci,以一定的进样体积Vi进样,进样质量为Mi=Ci*Vi,第i批对照提取物中的成分A1、A2、A3……Aj……Am的进样浓度分别为Ci1、Ci2、Ci3……Cij……Cim,在仪器中的信号质量分别为Ni1、Ni2、Ni3……Nij……Nim,它们在仪器中的信号值分别为Si1、Si2、Si3……Sij……Sim,各批对照提取物中的各组分存在如下的关系式:
M1=N11+N12+N13……N1j……+N1m
M2=N21+N22+N23……N2j……+N2m
……
Mi=Ni1+Ni2+Ni3……Nij……+Nim
……
Mn=Nn1+Nn2+Nn3……Nnj……+Nnm
Sij=fj(Nij)
Nij=Cij*Vi
其中,i=1、2、……n
j=1、2、……m
步骤二、方程组的建立
由于成分Aj的信号质量Nij与信号值Sij存在一一对应的关系,将任一批对照提取物溶液如第1批,以不同的进样体积(V)通过色谱法W分离并进行检测,根据函数Sj=fj(Nj)=fj(C1j*V)可知:
由于C1j是一个固定的未知值,因此对于第1批对照提取物所配制的溶液,存在函数关系式:Sj=gj(V)及它的反函数V=gj -1(Sj),即第1批对照提取物的溶液的不同进样体积(V),有一个固定的信号值与之相对应,同样,一个固定的信号值,存在第1批对照提取物溶液的某个进样体积与之相对应,且这两个函数的相关系数是通过线性回归可确定出具体数值,令Nij=λij*N1j=λij*C1j*V1,式中,λij是信号质量比,则存在下列等式:
Sij=fj(Nij)=fj(N1j*λij)=fj(C1j*V1*λij)=gj(V1*λij)
S1j=fj(N1j)=gj(V1)
λij=gj -1(Sij)/V1,其中i=2、3……n,j=1、2、……m
在上式中,Sij、S1j、V1是具体的固定值,函数gj(V)的相关系数是固定的,因此λij是可以计算出的一个具体值,这样,根据步骤一中的关系式,可得到如下的方程组:
1)M1=N11+N12+N13……N1j……+N1m
2)M2=N21+N22+N23……N2j……+N2m
=λ21*N11+λ22*N12+λ23*N13……λ2j*N1j……+λ2m*N1m
……
i)Mi=Ni1+Ni2+Ni3……Nij……+Nim
=λi1*N11+λi2*N12+λi3*N13……λij*N1j……+λim*N1m
……
n)Mn=Nn1+Nn2+Nn3……Nnj……+Nnm
=λn1*N11+λn2*N12+λn3*N13……λnj*N1j……+λnm*N1m
步骤三、方程组的求解
选择其中的m行,共有u=Cn m种m行组成的方程组,
解第1种m行的方程组,得出第1批对照提取物中各成分在仪器中的信号质量为:
(N111、N121……N1j1……N1m1),
各成分的信号质量和为:
N101=N111+N121+N131……N1j1……+N1m1,
记Q11=(N111,N121……N1j1……N1m1,N101);
解第2种m行的方程组,得出第1批对照提取物中各成分在仪器中的信号质量为:
(N112、N122……N1j2……N1m2),
各成分的信号质量和为:
N102=N112+N122+N132……N1j2……+N1m2,
记Q12=(N112,N122……N1j2……N1m2,N102);
……
解第k种m行的方程组,其中1≤k≤u,得出第1批对照提取物中各成分在仪器中的信号质量为:
(N11k、N12k……N1jk……N1mk),
各成分的信号质量和为:
N10k=N11k+N12k+N13k……N1jk……+N1mk,
记Q1k=(N11k,N12k……N1jk……N1mk,N10k);
……
解第u种m行的方程组,得出第1批对照提取物中各成分在仪器中的信号质量为:
(N11u、N12u……N1ju……N1mu),
各成分的信号质量和为:
N10u=N11u+N12u+N13u……N1ju……+N1mu,
记Q1u=(N11u,N12u……N1ju……N1mu,N10u)
步骤四、统计第1批对照提取物中各成分的信号质量及信号质量总和
统计第1批对照提取物的第1种成分A1信号质量的u种值(N111,N112,……N11k……N11u),得出统计值(T11,e11),其中T11为平均值,e11为标准偏差,相对标准偏差P11=e11/T11;
统计第1批对照提取物的第2种成分A2信号质量的u种值(N121,N122,……N12k……N12u),得出统计值(T12,e12),其中T12为平均值,e12为标准偏差,相对标准偏差P12=e12/T12;
……
统计第1批对照提取物的第j种成分Aj信号质量的u种值(N1j1,N1j2,……N1jk……N1ju),得出统计值(T1j,e1j),其中T1j为平均值,e1j为标准偏差,相对标准偏差P1j=e1j/T1j;
……
统计第1批对照提取物的第m种成分Am信号质量的u种值(N1m1,N1m2,……N1mk……N1mu),得出统计值(T1m,e1m),其中T1m为平均值,e1m为标准偏差,相对标准偏差P1m=e1m/T1m;
统计第1批对照提取物的m种成分信号质量总和的u种值(N101,N102,……N10k……N10u),得出统计值(T10,e10),其中T10为平均值,e10为标准偏差;相对标准偏差P10=e10/T10;
当相对标准偏差P11、P12……P1j……P1m、P10均低于可接受的判别误差R时,则标定成功,第1批对照提取物的各成分在仪器中的信号质量为(T11,T12……T1j……T1m),总信号质量为T10,第1批对照提取物的各成分的百分含量或者为(T11/M1,T12/M1……T1j/M1……T1m/M1),或者为(T11/T10,T12/T10……T1j/T10……T1m/T10),其中,可接受的判别误差R与仪器的精密度、操作人员的操作误差、提取物纯化的难易程度、提取物中成分的稳定性等有关,其值或者是5%,或者3%,或者2%,或者1%。
2.根据权利要求1所述的对照提取物的标定方法,其特征在于:
在步骤三中解出了第1批对照提取物中各成分的信号质量及信号质量总和的u种值,即
Q1k=(N11k,N12k……N1jk……N1mk,N10k),其中,k=1、2……u;
由于Nij=λij*N1j即Nijk=λij*N1jk
于是可计算出第i批对照提取物中各成分的信号质量及信号质量总和的u种值,即
Qik=(Ni1k,Ni2k……Nijk……Nimk,Ni0k)
=(λi1*N11k,λi2*N12k……λij*N1jk……λim*N1mk,Ni0k),
其中,i=2、3……n,k=1、2、……u;
在步骤四中,除了统计第1批对照提取物各成分的信号质量及信号质量总和的相对标准偏差(P11,P12……P1j……P1m,P10)外,还应统计:
第i批对照提取物中各成分的信号质量及信号质量总和的u种值的相对标准偏差(Pi1,Pi2……Pij……Pim,Pi0),其中i=2、3……n;
当相对标准偏差Pij均低于可接受的判别误差R时,则标定成功,其中i=1、2、3……n,j=1、2、3……m、0。
3.根据权得要求1或2所述的对照提取物的标定方法,其特征在于:
函数Sj=fj(Nj)为直线线性关系时,即
Sj=fj(Nj)=aj*Nj+bj
对第1批对照提取物溶液,作如下的函数变换:
Sj=fj(Nj)=aj*Nj+bj=aj*(C1j*V)+bj=(aj*C1j)*V+bj=gj(V)
以不同的进样体积(V)进样,可回归出函数gj(V)=(aj*C1j)*V+bj的相关系数(aj*C1j、bj)的具体值,这样对于第1批和第i批对照提取物,令Nij=λij*N1j,有下列的关系式:
Sij=fj(Nij)=aj*Nij+bj=aj*(λij*N1j)+bj
S1j=fj(Nij)=aj*N1j+bj
解上二式,可得λij=(Sij-bj)/(S1j-bj),
其中,i=2、3……n
j=1、2、……m
当bj的绝对值与Sij中最小的信号值的比值很小如低于1%时,线性关系式可以近似的认为是通过原点的,λij的大小可以估算为Sij/S1j,此时信号质量比就是信号值的比。
4.根据权得要求1或2所述对照提取物的标定方法,其特征在于:
函数Sj=fj(Nj)为对数线性关系时,即
Sj=fj(Nj)=10^(aj*lg(Nj)+bj)
对第一批对照提取物溶液,作如下的函数变换:
Sj=fj(Nj)=10^(aj*lg(Nj)+bj)=10^(aj*lg(C1j*V)+bj)
=10^(aj*lg(V)+bj+aj*lg(C1j))=gj(V)
函数Sj=gj(V)=10^(aj*lg(V)+bj+aj*lg(C1j))中的相关系数(aj、bj+aj*lg(C1j))是通过试验及线性回归能得出具体值,这样对于第一批和第i批,令Nij=λij*N1j,有下列的关系式
lg(S1j)=aj*lg(N1j)+bj
lg(Sij)=aj*lg(Nij)+bj=aj*lg(λij*N1j)+bj
=aj*lg(λij)+aj*lg(N1j)+bj
=aj*lg(λij)+lg(S1j)
解上二式,可得λij=10^{[lg(Sij)-lg(S1j)]/aj}
其中,i=2、3……n
j=1、2、……m 。
5.根据权利要求3所述对照提取物的标定方法,其特征在于:
对于第i批对照提取物的Aj成分,若Sij不在区间[Dj1,Dj2]内,可通过调节第i批的进样质量为Mi'=γij*Mi,使进样后的信号值Sij'落在区间[Dj1,Dj2]内,
γij是一个通过试验能得到的具体数值,此时,Nij'=γij*Nij,λij的计算方法如下:
S1j=aj*N1j+bj
Sij'=aj*Nij'+bj=aj*Nij*γij+bj=aj*λij*N1j*γij+bj
=(S1j-bj)*λij*γij+bj
λij=(Sij'-bj)/(S1j-bj)/γij
其中,i=2、3……n
j=1、2、……m。
6.根据权利要求4所述对照提取物的标定方法,其特征在于:
对于第i批对照提取物的Aj成分,若Sij不在区间[Dj1,Dj2]内,可通过调节第i批的进样质量为Mi'=γij*Mi,使进样后的信号值Sij'落在区间[Dj1,Dj2]内,
γij是一个通过试验能得到的具体数值,此时,Nij'=γij*Nij,λij的计算方法如下:
lg(Sij')=aj*lg(Nij')+bj=aj*lg(Nij*γij)+bj=aj*lg(λij*N1j*γij)+bj
=aj*lg(λij)+aj*lg(γij)+aj*lg(N1j)+bj
=aj*lg(λij)+aj*lg(γij)+lg(S1j)
λij=10^{[lg(Sij')-aj*lg(γij)-lg(S1j)]/aj}
其中,i=2、3……n
j=1、2、……m
上式中,S1j、Sij'、γij均是实验后所得的具体值,aj是线性回归后所得的具体值,因此,λij也是可以计算出来的一个具体值。
7.根据权利要求1或2所述的对照提取物的标定方法,其特征在于:
若函数关系Sj=fj(Nj)=aj*Nj+bj时,步骤二、三、四作如下的更改:
步骤二、方程组的建立
对第一批对照提取物所配制的溶液,存在函数:Sj=fj(Nj)=aj*Nj+bj=aj*C1j*V+bj,以不同进样体积(V)所对应的信号值作线性回归,得出信号值在[Dj1,Dj2]范围内的线性关系式,且值aj*C1j和bj是固定值,但aj和C1j均是固定的未知值;
由Sj=aj*Nj+bj可知:Nj=1/aj*(Sj-bj),其中Sj∈[Dj1,Dj2];
令αj=1/aj,
若第i批对照提取物的第j个成分的信号值Sij在区间[Dj1,Dj2]内,则
Nij=1/aj*(Sij-bj)=(Sij-bj)*αj
式中,αj是一个未知值,系数Sij-bj是一个可计算出结果的值,记ωij
若第i批对照提取物的第j个成分的信号值Sij不在区间[Dj1,Dj2]内,可调节第i批对照提取物的进样质量为Mi'=γij*Mi,使进样后的信号值Sij'落在区间[Dj1,Dj2]内,γij是一个通过试验能得到的具体数值,此时,Nij'=γij*Nij,
Nij'=1/aj*(Sij'-bj)=αj*(Sij'-bj)=γij*Nij
Nij=αj*(Sij'-bj)/γij
式中,αj是一个未知值,系数(Sij'-bj)/γij是一个可计算出结果的值,为方便方程的书写,也记作ωij,因此,对于第i批对照提取物溶液的第j个成分Aj,存在如下的关系式:
Nij=ωij*αj,ωij是一个可计算出结果的固定值,αj是一个未知值,i=1、2、3……n,j=1、2、……m;
当bj 很小时,ωij的近似值是Sij或Sij'/γij
根据步骤一的结果,存在下列的方程组:
M1=ω11*α1+ω12*α2+ω13*α3……ω1j*αj……+ω1m*αm
M2=ω21*α1+ω22*α2+ω23*α3……ω2j*αj……+ω2m*αm
……
Mi=ωi1*α1+ωi2*α2+ωi3*α3……ωij*αj……+ωim*αm
……
Mn=ωn1*α1+ωn2*α2+ωn3*α3……ωnj*αj……+ωnm*αm
步骤三、方程组的求解
选择其中的m行,共有u=Cn m种m行组成的方程组,解第k种方程组,得根为(α1k、α2k、……αik、……αmk),其中,k=1、2……u;
步骤四、统计
统计α1的u种值(α11,α12,……α1k……α1u),得出统计值(Γ1,e1),其中Γ1为平均值,e1为标准偏差,相对标准偏差ε1=e1/Γ1;
统计α2的u种值(α21,α22,……α2k……α2u),得出统计值(Γ2,e2),其中Γ2为平均值,e2为标准偏差,相对标准偏差ε2=e2/Γ2;
……
统计αj的u种值(αj1,αj2,……αjk……αju),得出统计值(Γj,ej),其中Γj为平均值,ej为标准偏差,相对标准偏差εj=ej/Γj;
……
统计αm的u种值(αm1,αm2,……αmk……αmu),得出统计值(Γm,em),其中Γm为平均值,em为标准偏差,相对标准偏差εm=em/Γm;
当相对标准偏差ε1、ε2……εj……εm均低于可接受的判别误差R时,则标定成功,第1批对照提取物的各成分在仪器中的信号质量为(ω11*Γ1,ω12*Γ2……ω1j*Γj……ω1m*Γm),各成分在仪器中的信号质量和N10=ω11*Γ1+ω12*Γ2+……+ω1j*Γj+……+ω1m*Γm,第1批对照提取物的各成分的百分含量或者为(ω11*Γ1/M1,ω12*Γ2/M1……ω1j*Γj/M1……ω1m*Γm/M1),或者为(ω11*Γ1/N10,ω12*Γ2/N10……ω1j*Γj/N10……ω1m*Γm/N10)。
8.根据权利要求1所述对照提取物的标定方法,其特征在于:
检测成分信号的方法可以通过化学反应。
9.根据权利要求8所述对照提取物的标定方法,其特征在于:
检测成分信号的方法是薄层色谱扫描法中的显色、化学成分的衍生化。
10.根据权利要求1所述对照提取物的标定方法,其特征在于:
色谱法W可以是液相色谱法、气相色谱法、薄层色谱法;
检测成分信号的仪器是紫外检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、电喷雾检测器、质谱。
11.根据权利要求1所述对照提取物的标定方法,其特征在于:
分析方法是TLCS、HPLC-UV、HPLC-ELSD、GC、液质、气质中的一种或多种组合。
12.根据权利要求1或权利要求7所述对照提取物的标定方法,其特征在于:
所述统计方法为统计学上可接受的通用方法。
13.根据权利要求12所述对照提取物的标定方法,其特征在于:
所述统计方法是算术平均或加权平均。
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