天王补心丸(小蜜丸)由丹参、当归、五味子、麦冬、天冬等16味中药组成,具有滋阴养血,补心安神的功效,用于心阴不足,心悸健忘,失眠多梦,大便干燥[1]。由于天王补心丸的药味组成非常复杂,不同生产厂家的原药材质量、生产工艺以及原辅料存在差异,导致不同厂家的天王补心丸在疗效上存在一定差异。近红外光谱技术具有简便、快捷、不污染环境等优点,近年来在中药材的产地和来源鉴别、中药材及中成药的真伪鉴别等方面逐步得到应用[2]。本文建立了天王补心丸的近红外一致性检验模型,该模型能够对不同厂家的天王补心丸快速分类鉴别,为中药及其制剂的真伪鉴定提供了新的思路。
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表 1 天王补心丸(小蜜丸)的来源 Table 1 Sourcesof Tianwang Buxin Pills |
MPA型近红外光谱仪(1.5 m光纤探头),
OPUS5.5软件(德国Bruker公司)。
收集了5个生产厂家的天王补心丸(小蜜丸)共42批次样品,均为非铝塑包装,具体明细见表 1。
2 方法与结果 2.1 光谱的采集测量方法:将光纤探头顶住小蜜丸,轻轻压紧,然后用拇指扶住光纤探头,防止滑动,按压探头开关测量样品。光谱扫描范围4 000~12 000 cm−1,分辨率为8 cm−1,每次测量扫描64次。
采集每个样品的光谱数据,作为原始光谱(图 1),每批样品测6丸,计算平均光谱以建立模型。取九芝堂股份有限公司中20批样品,每批6张原始光谱的平均光谱作为参考光谱,共计20张;另取该厂家其他9批次的平均光谱作为自身检验光谱,共计9张;取其他厂家13批的平均光谱作为其他厂家检验光谱,共计13张。
![]() | 图 1 不同厂家天王补心丸(小蜜丸)近红外原始光谱Fig. 1 Near-infrared spectroscopy for Tianwang Buxin Pills (little honey bolus) from differentmanufacturers |
调取42批天王补心丸的平均光谱,共计42张,选择二阶导数+矢量归一化作为平均光谱预处理方法。利用OPUS5.0软件在全谱范围进行分析和优化,选取特征谱段:9 000~7 500 cm−1、6 900~5 600 cm−1、5 000~4 250 cm−1;设置平滑点数13,见图 2。
![]() | 图 2 不同厂家天王补心丸(小蜜丸)近红外二阶导数+矢量归一化光谱Fig. 2 Near-infrared spectroscopy used second derivative + vector normalization method for Tianwang Buxin Pills (little honey bolus) from different manufacturers |
使用其他生产厂家的13张检验光谱对九芝堂股份有限公司的20张参考光谱进行自身验证。当采用上述建模参数将CI值设置为7时,各生产单位样品光谱经数学方法处理后仍难以区分,验证结果见图 3;当将CI值设为3.9时,其他厂家验证结果虽稍有改善,但仍有一个点未能被准确鉴别,见图 4。
![]() | 图 3 CI值为7时模型验证结果 Fig. 3 Model validation when 7 as CI value |
![]() | 图 4 CI值为3.9时模型验证结果Fig. 4 Model validation when 3.9 as CI value |
使用九芝堂股份有限公司的9张检验光谱对该模型进行自身验证,结果较差,见图 5。
![]() | 图 5 CI值为3.9时模型自身验证结果Fig. 5 Model validation when 3.9 as CI value by its own pills |
使用一阶导数法对天王补心丸的42张平均光谱进行预处理,特征谱段的选择同二阶导数+矢量归一化法,平滑点数设为17,一阶导数光谱见图 6。
![]() | 图 6 不同厂家天王补心丸(小蜜丸)近红外一阶导数光谱Fig. 6 Near infrared first derivative spectrum for Tianwang Buxin Pills (little honey bolus) fromdifferent manufacturers |
采用其他4家生产企业共13批样品进行验证,CI值设为4.3时,结果良好,见图 7。
![]() | 图 7 CI值为4.3时模型验证结果Fig. 7 Model validation when 4.3 as CI value |
采用九芝堂股份有限公司的9张检验光谱进行自身验证,CI值设置为4.3时,所有样本均能被准确识别,验证结果见图 8。
![]() | 图 8 CI值为4.3时模型自身验证结果Fig. 8 Model validation when 4.3 as CI value by its own pills |
3.1 经查阅大量文献,发现大部分采用NIR测定的样品建模均采用二阶导数+矢量归一化法,故对本样品摸索处理时也尝试采用了该方法预处理,当设置不同限度值时,各生产厂家样品光谱经数学方法处理后仍难以区分。最终采用一阶导数预处理方法,CI值设为4.3时,建立的天王补心丸(九芝堂股份有限公司)近红外一致性检验模型能够将所有样本准确识别,故将该条件确定为建模条件。该条件既可将九芝堂的样本与其不同厂家的样本准确区分,亦可将同一厂家样本归为一类。
3.2 建立近红外光谱一致性检验模型的要求较严格,主要用于对具体的“一厂一品一规”的药品建立模型,参考样品至少3~5批,参考光谱的数量20张以上,方能有较好的代表性。本次实验收集到5个生产厂家的42批天王补心丸(小蜜丸)样品,其中九芝堂股份有限公司29批,符合建立近红外一致性检验模型的条件。所建模型专属性好,准确性高。但由于建模样品数量有限,随着生产工艺的改进,模型在应用过程中应及时维护和更新。
3.3 由于5个厂家生产的天王补心丸(小蜜丸)在原药材、生产工艺、辅料添加等方面存在差异,导致5个厂家的样品近红外图谱差异较大,因此无法建立不同厂家天王补心丸(小蜜丸)的近红外定性鉴别光谱。九芝堂股份有限公司的样品批次较多,并且与其他厂家的样品光谱差距较明显,因此建立了该厂家近红外一致性检验模型,用以区别其他不同厂家的样品。
3.4 该模型的建立要求严格,不易发生假阴性误判,但有一定的假阳性率。对具体的“一厂一品一规”的药品建立的一致性检验模型可用于标示为该企业药品的样品进行检测,有效防范假冒伪劣药品。
3.5 本研究首次建立了九芝堂股份有限公司天王补心丸(小蜜丸)的近红外一致性模型,此方法方便、快捷、不破坏样品,能够区分与其不同厂家天王补心丸的快速分类鉴别方法。极大的缩短了分析时间,提高了分析效率,为该品种的快速鉴别提供了质量控制依据,对其分析研究提供了更广阔的发展空间。
[1] | 王荧荧, 孙国祥. 天王补心丸毛细管电泳指纹图谱 [J]. 中国实验方剂学杂志, 2012, 18(16): 97-102. |
[2] | 吴功煌, 史新元, 乔延江. 近红外模式识别技术在中药质量控制中的应用研究进展 [J]. 世界科学技术-中医药现代化, 2010, 12(2): 265-270. |