CN108572156A - 一种快速测定板蓝根(r,s)-告依春含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医药检测技术领域,具体涉及一种快速测定板蓝根(R,S)‑告依春含量的方法。该方法包括以下步骤:S1、原料处理;S2、温浸提取;S3、含量测定;S4、模型建立;S5、分析检测。该方法快速准确、精密度高,可应用于实验室快检,生产过程中提取液、中间体成品等的在线检测,保证中药提取液的质量,提高生产效率。

Description

一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法
技术领域
本发明属于医药检测技术领域,具体涉及一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法。
背景技术
板蓝根为十字花科植物菘蓝的干燥根,秋季采挖,除去泥沙,晒干制得。味苦、寒,归心、胃经。清热解毒,凉血利咽。用于温疫时毒,发热咽痛,温毒发斑,痄腮,烂喉丹痧,大头瘟疫,丹毒,痈肿。板蓝根作为传统的抗病毒中药之一,以其为组方的中成药在抗击非典、甲流等多次温热流行病中起到了重要的作用。现代研究发现,板蓝根中抗炎抗菌成分主要是(R,S)-告依春,目前已有许多机构纷纷着手提取(R,S)-告依春,研究其药理药效,因此,提供一种能准确快速检测(R,S)-告依春含量的方法能大大促进(R,S)-告依春的研究进程,具有重要意义。
《中国药典》一部于2010年版本首次将(R,S)-告依春含量作为板蓝根的含量测定项,规定板蓝根中(R,S)-告依春含量不得少于0.030%,并一直沿用至今。该测定方法为:取板蓝根粉末(过四号筛)约1g,精密称定,置圆底瓶中,精密加入水50ml,称定重量,煎煮2h,放冷,再称定重量,用水补足减失的重量,摇匀,滤过,取续滤液10~20μl注入高效液相色谱仪。色谱条件为:C18色谱柱、甲醇-0.02%磷酸溶液(7:93)为流动相、检测波长为245nm。该方法操作繁琐费时,长时间高温也容易导致(R,S)-告依春发生异构,导致不同制剂中的(R,S)-告依春含量存在较大差异,且所得(R,S)-告依春含量极少。
现有技术测定(R,S)-告依春主要依靠高效液相色谱,中国专利申请CN104280493A公开了一种板蓝根药材的检测方法,该方法将板蓝根药材粉碎过筛,精密称重,加水或甲醇超声、回流或煎煮,过滤,去续滤液注入高效液相色谱仪。色谱条件为:C18色谱柱、水-甲醇为流动相进行梯度洗脱、流速0.4~0.7ml/min、检测波长240~260nm,柱温25~35℃。该方法能同时检测板蓝根中的胞苷、尿苷、鸟苷、腺苷和(R,S)-告依春,重现性、选择性好,专属性强,结果误差小,但也采用了高温煎煮,且检测时间长,一个样品就需要至少45min,在生产应用中存在滞后性,无法及时反馈待测样品的质量问题。
除了高效液相色谱法,刘晓婷等在《固相萃取-定量核磁共振波谱法测定板蓝根饮片中的表告依春》中公开了一种采用固相萃取-定量核磁共振波谱发测定板蓝根饮片中(R,S)-告依春含量的方法,该方法将板蓝根饮片磨碎,过筛,精确称取1g左右,加入50ml水,60℃超声提取45min,补重后4000r/min离心5min,收集上清液。残渣再加入50ml水,重复上述提取步骤,合并2次上清液,过滤,取续滤液50ml进行固相萃取后转移至核磁管中进行定量核磁共振测定。该方法精密度好,提高了定量核磁共振波谱的分析灵敏性,但还是存在操作繁琐、检测时间长的缺点。
针对上述技术问题,有必要提供一种操作简单、准确快速、高效的(R,S)-告依春含量测定方法。
发明内容
本发明旨在提供一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法,该方法操作简单、准确快速,可应用于生产在线检测,节省劳动力。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、原料处理:将板蓝根真空干燥,粉碎成粗粉,再低温振动粉碎,得板蓝根超微粉末;
S2、温浸提取:向步骤S1所得板蓝根超微粉末加入板蓝根重量20~100倍量的纯水,设置温度30~70℃,于水浴锅中温浸60~300min,每隔1~10min取3~5ml的板蓝根提取液,得系列板蓝根提取液;
S3、含量测定:参照《中国药典》(2015年版一部)中板蓝根的含量测定项,测定步骤S2所得系列板蓝根提取液的(R,S)-告依春含量;
S4、模型建立:选取步骤S2所得系列板蓝根提取液,作为校正样本集,利用近红外光谱仪采集数据,得到原始近红外光谱数据,经过光谱预处理和波长范围选择,采用回归算法将所得近红外光谱数据和步骤S3所得(R,S)-告依春含量数据进行关联,用化学计量学分析软件建立校正模型,并采用参数检验该校正模型,筛选得最优校正模型;
S5、分析检测:用近红外光谱仪扫描待测板蓝根提取液,将所得近红外光谱图数据输入至化学计量学分析软件,通过步骤S4所得校最优正模型计算,输出待测样品中(R,S)-告依春的含量。
进一步地,步骤S4所述近红外光谱仪采集数据的设置为:分辨率0.1nm,扫描1~64次,光程选自1mm、2mm、5mm和10mm中的一种,扫描光谱范围4000~12500cm-1
更进一步地,在近红外光谱的采集过程中,不可避免的由于仪器状态、环境干扰以及测定条件的细微差异导致光谱的变化,通过对光谱信号进行预处理以消除此类影响,改善模型的性能,本发明步骤S4所述光谱预处理方法选自无光谱预处理、卷积平滑、卷积求导、多元散色校正、归一化和标准正态变量变换中的一种或多种方法。
进一步地,在近红外光谱区域,不同波长的光谱吸收信息对于最后建立的模型的贡献价值不同,在特定的波长范围处,针对特定组分的吸收强度可能小于杂质的吸收或者干扰因素影响,且难以抽取对特征信息进行有效提取,为了改善模型的性能,提高计算速度,应该在建模过程中对光谱的波长范围进行优选,本发明步骤S4所述波长范围选择方法选自全波长、相关系数法、相关成分法、迭代优化1、迭代优化2、迭代优化3和迭代优化4中的一种或多种方法。
更进一步地,步骤S4所述回归算法选自偏最小二乘法、人工神经网络和支持向量机中的一种。
进一步地,步骤S4所述检验校正模型的参数选自相关系数、交叉检验误差均方根、校正标准偏差和预测标准偏差中的一种或多种参数。
相应的,本发明还提供了一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法在板蓝根提取和板蓝根组合物质量检测及控制中的用途。
近红外光谱区与有机分子中含氢基团(O-H、N-H、C-H)振动的合频和各级倍频的吸收区一致,通过扫描样品的近红外光谱,可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信息,而且利用近红外光谱技术分析样品具有方便、快速、高效、准确和成本较低,不破坏样品,不消耗化学试剂,不污染环境等优点。但近红外光谱法的使用需要选择波长、处理方法、计算方法来建立模型,并且每个样品所适用的模型都不相同,关联的数据众多,存在差异,建立一个新的模型需要耗费大量的创造性劳动。特别是在波长范围的选择中,不同波长的光谱吸收信息对于最后建立的模型的贡献价值不同,在特定的波长范围处,针对特定组分的吸收强度可能小于杂质的吸收或者干扰因素影响,且难以抽取对特征信息进行有效提取。申请人经过大量的创造性劳动,建立并验证了模型,结果表明,本发明所建立的近红外快速分析方法快速准确、精密度高。
本发明具有以下优点:
(1)本发明一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法操作简便,测定时间短,每个样品检测用时1min以内,可以快速、准确地测得板蓝根(R,S)-告依春含量。
(2)本发明一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法完全自动化,用建立好的模型将光谱数据输入、计算、输出结果,节省了大量的劳动力。
(3)本发明一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法可用于实验室快检,生产过程中提取液、中间体成品等的在线检测,保证中药提取液的质量,提高生产效率。
附图说明
图1为实施例1光程1mm近红外光谱数据叠加图。
图2为实施例2光程2mm近红外光谱数据叠加图。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式,对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例。
本发明所用试剂均为常用试剂,可于试剂生产企业购买。
近红外光谱仪:厂家:德国Bruker公司;型号:MPA近红外光谱仪;光源:卤素灯;检测器:InGaAs;扫描光谱范围:4000~12500cm-1
其中,本文中用到的几个模型的评价参数及预处理方法:
(1)相关系数R2(The coefficient of determination):在固定的浓度范围内,其值约接近于1,表示校正模型的预测值与真实值越接近;
(2)交叉检验误差均方根RMSECV(Root mean square error of cross validation);
(3)校正标准偏差SEC(standard error of calibration);
(4)预测标准偏差SEP(Standard error of prediction):SEP值越小,表明所建模型的预测能力越强;
(5)预处理方法:无预处理(Nonpretreatment,NP)、卷积平滑(Convolutionsmoothing,CS)、一阶卷积求导(One dimension convolution,1DC)、二阶卷积求导(Twodimension convolution,2DC)、标准正态变量变换(Standard normal vari abletransformation,SNV)、多元散色校正(Multiplicative scatter correction,MSC)和归一化(Normalization,NM)。
实施例1一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法
一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法,包括以下步骤:
S1、原料处理:将300g板蓝根真空干燥,粉碎成粗粉,再低温振动粉碎得板蓝根混合超微粉末;
S2、温浸提取:向步骤S1所得板蓝根超微粉末加入板蓝根重量体积比为30的纯水,设置温度60℃,于水浴锅中温浸240min,每隔5min取5ml的板蓝根提取液,得系列板蓝根提取液;
S3、含量测定:参照《中国药典》(2015年版一部)中板蓝根的含量测定项,测定步骤S2所得板蓝根提取液的(R,S)-告依春含量;
S4、模型建立:选取步骤S2所得系列板蓝根提取液,作为校正样本集,设置近红外光谱仪分辨率0.1nm,扫描32次,光程1mm,扫描光谱范围为4000~12500cm-1,采集数据,得到原始近红外光谱数据,参见图1:
①光谱预处理方法的选择和波长范围的选择:采用清华大学化学计量学分析系统(THUNIR V3.0)对不同规格的预处理方法和波长范围的选择进行矩阵式计算,筛选出在某一种波长选择方法下的最优光谱预处理方法,如表1所示;
②PLS模型主因子数的选择:在校正集样品数量一定的情况下,近红外光谱图在特定的波长范围内,采用不同的主因子数,可以得到不同的RMSECV值,通过THUNIR V3.0自动优化得到最优的RMSECV值,以避免“过拟合”和“欠拟合”现象的发生,各种算法相结合的最后结果如表1所示:
表1不同波长选择方法的校正模型参数
由表1可知,最优化模型的建立参数为:波长选择方法为迭代优化2,光谱预处理方法为MSC,波数范围6526-5677cm-1,主因子数为4,其RMSECV为0.0006,SEC为0.0006,决定系数为99.5156;
S5、分析检测:用近红外光谱仪扫描待测板蓝根提取液,将所得近红外光谱图数据输入至化学计量学分析软件,通过步骤S4所得最优校正模型计算,输出待测样品中(R,S)-告依春的含量,测定值与真实值的偏差如表2所示。
表2近红外模型测定值与真实值的偏差
待测样品 测定值(mg/ml) 真实值(mg/ml) 偏差(mg/ml) 相对偏差(%)
1 0.0329 0.0325 0.0004 1.23
2 0.0352 0.0349 0.0003 0.86
3 0.0358 0.0364 -0.0006 -1.65
4 0.0376 0.0381 -0.0005 -1.31
5 0.0389 0.0389 0.0000 0.00
6 0.0455 0.0466 -0.0011 -2.36
7 0.0473 0.0464 0.0009 1.94
8 0.0482 0.0480 0.0002 0.42
9 0.0493 0.0504 -0.0011 -2.18
10 0.0544 0.0549 -0.0005 -0.91
11 0.0471 0.0471 0.0000 0.00
12 0.0497 0.0497 0.0000 0.00
13 0.0497 0.0504 -0.0007 -1.39
14 0.0512 0.0516 -0.0004 -0.78
15 0.0520 0.0526 -0.0006 -1.14
16 0.0557 0.0546 0.0011 2.01
17 0.0563 0.0557 0.0006 1.08
18 0.0563 0.0558 0.0005 0.90
19 0.0566 0.0559 0.0007 1.25
由表2可知,本发明方法测定值与真实值的绝对偏差和相对偏差均较小,所得数据准确可靠,精密度高。
实施例2一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法
一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法,包括以下步骤:
S1、原料处理:将300g板蓝根真空干燥,粉碎成粗粉,再低温振动粉碎得板蓝根混合超微粉末;
S2、温浸提取:向步骤S1所得板蓝根超微粉末加入板蓝根重量体积比为30的纯水,设置温度60℃,于水浴锅中温浸200min,每隔5min取5ml的板蓝根提取液,得系列板蓝根提取液;
S3、含量测定:参照《中国药典》(2015年版一部)中板蓝根的含量测定项,测定步骤S2所得板蓝根提取液的(R,S)-告依春含量;
S4、模型建立:选取步骤S2所得系列板蓝根提取液,作为校正样本集,设置近红外光谱仪分辨率0.1nm,扫描32次,光程2mm,扫描光谱范围为4000~12500cm-1,采集数据,得到原始近红外光谱数据,参见图2,经过光谱预处理和扫描光谱范围选择和主因子数选择,采用回归算法将所得近红外光谱数据和步骤S3所得(R,S)-告依春含量数据进行关联,用化学计量学分析软件建立校正模型,并采用参数检验该校正模型,不同波长选择方法的校正模型参数如表3所示。
表3不同波长选择方法的校正模型参数
由表3可知,最优化模型的建立参数为:波长选择方法为迭代优化2,光谱预处理方法为MSC,波数范围6526-5677cm-1,主因子数为4,其RMSECV为0.0007,SEC为0.0006,决定系数为99.3833;
S5、分析检测:用近红外光谱仪扫描待测板蓝根提取液,将所得近红外光谱图数据输入至化学计量学分析软件,通过步骤S4所得最优校正模型计算,输出待测样品中(R,S)-告依春的含量,测定值与真实值的偏差如表4所示。
表4近红外模型测定值与真实值的偏差
待测样品 测定值(mg/ml) 真实值(mg/ml) 偏差(mg/ml) 相对偏差(%)
1 0.0325 0.0325 0.0000 0.00
2 0.0355 0.0349 0.0006 1.72
3 0.0360 0.0364 -0.0004 -1.10
4 0.0386 0.0381 0.0005 1.31
5 0.0393 0.0389 0.0004 1.03
6 0.0467 0.0466 0.0001 0.21
7 0.0472 0.0464 0.0008 1.72
8 0.0471 0.0480 -0.0009 -1.88
9 0.0495 0.0504 -0.0009 -1.79
10 0.0538 0.0549 -0.0011 -2.00
11 0.0464 0.0471 -0.0007 -1.49
12 0.0494 0.0497 -0.0003 -0.60
13 0.0487 0.0504 -0.0017 -3.37
14 0.0521 0.0516 0.0005 0.97
15 0.0525 0.0526 -0.0001 -0.19
16 0.0533 0.0546 -0.0013 -2.38
17 0.0555 0.0557 -0.0002 -0.36
18 0.0554 0.0558 -0.0004 -0.72
19 0.0570 0.0559 0.0011 1.97
由表4可知,本发明方法测定值与真实值的绝对偏差和相对偏差均较小,所得数据准确可靠,精密度高。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、原料处理:将板蓝根真空干燥,粉碎成粗粉,再低温振动粉碎,得板蓝根超微粉末;
S2、温浸提取:向步骤S1所得板蓝根超微粉末加入板蓝根重量20~100倍量的纯水,设置温度30~70℃,于水浴锅中温浸60~300min,每隔1~10min取3~5ml的板蓝根提取液,得系列板蓝根提取液;
S3、含量测定:参照《中国药典》(2015年版一部)中板蓝根的含量测定项,测定步骤S2所得系列板蓝根提取液的(R,S)-告依春含量;
S4、模型建立:选取步骤S2所得系列板蓝根提取液,作为校正样本集,利用近红外光谱仪采集数据,得到原始近红外光谱数据,经过光谱预处理和波长范围选择,采用回归算法将所得近红外光谱数据和步骤S3所得(R,S)-告依春含量数据进行关联,用化学计量学分析软件建立校正模型,并采用参数检验该校正模型,筛选得最优校正模型;
S5、分析检测:用近红外光谱仪扫描待测板蓝根提取液,将所得近红外光谱图数据输入至化学计量学分析软件,通过步骤S4所得校最优正模型计算,输出待测样品中(R,S)-告依春的含量。
2.如权利要求1所述快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法,其特征在于,步骤S4所述近红外光谱仪采集数据的设置为:分辨率0.1nm,扫描1~64次,光程选自1mm、2mm、5mm和10mm中的一种,扫描光谱范围4000~12500cm-1
3.如权利要求1所述快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法,其特征在于,步骤S4所述光谱预处理方法选自无光谱预处理、卷积平滑、卷积求导、多元散色校正、归一化和标准正态变量变换中的一种或多种方法。
4.如权利要求1所述快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法,其特征在于,步骤S4所述波长范围选择方法选自全波长、相关系数法、相关成分法、迭代优化1、迭代优化2、迭代优化3和迭代优化4中的一种或多种方法。
5.如权利要求1所述快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法,其特征在于,步骤S4所述回归算法选自偏最小二乘法、人工神经网络和支持向量机中的一种。
6.如权利要求1所述快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法,其特征在于,步骤S4所述检验校正模型的参数选自相关系数、交叉检验误差均方根、校正标准偏差和预测标准偏差中的一种或多种参数。
7.如权利要求1~6任一项所述快速测定板蓝根(R,S)-告依春含量的方法在板蓝根提取和板蓝根组合物质量检测及控制中的用途。
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