目的 采用近红外光谱技术结合化学计量学快速检测复方甘草酸苷制剂的质量.方法 利用标准正态变量变换和二阶导数进行预处理;分别采用连续投影算法、遗传算法和竞争自适应重加权算法对特征波长进行筛选;对筛选后的特征波长建模,并比较模型效果.结果 竞争自适应重加权算法筛选后的波长建模效果最好,甘草酸苷、盐酸半胱氨酸、甘氨酸的含量预测模型的测定系数分别为0.9501、0.9522、0.9549,校正标准偏差分别为0.482、0.502、0.544,预测标准偏差分别为0.689、0.732、0.832.预测值可显著解释测量值.结论 竞争自适应重加权算法的预测效果较好,结果可靠,可用于快速检测复方甘草酸苷制剂的质量.

目的 利用傅里叶变换红外光谱术(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)对不同病理变化阶段的心肌梗死组织进行光谱分析,以实现对急性和陈旧性心肌梗死的法医病理学诊断.方法 以苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色和免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)染色结果为参考依据,采集冠状动脉粥样硬化性心脏病猝死组左心室前壁的早期缺血心肌、坏死心肌、心肌纤维化组织以及正常对照组心肌的FTIR数据,使用多元统计分析方法进行数据分析.结果 对照心肌、早期缺血心肌和坏死心肌的平均归一化光谱较为相似,但平均二阶导数光谱存在较大差异,早期缺血心肌中各蛋白质二级结构的峰强度均明显高于其他类型心肌,坏死心肌α-螺旋的峰强度最低.心肌纤维化组织平均归一化光谱的酰胺Ⅰ和酰胺Ⅱ峰位明显向高波数方向移动,酰胺Ⅱ和酰胺Ⅲ的峰强度高于其他各类型心肌,平均二阶导数光谱在1 338、1 284、1 238和1 204 cm-1处峰强度明显增强.主成分分析(principal component analysis,PCA)和偏最小二乘-判别分析(partial least square-discriminant analysis,PLS-DA)结果显示,FTIR可区分不同类型的心肌组织.结论 FTIR技术具有对急性和陈旧性心肌梗死诊断的潜力,为心脏性猝死的死因分析提供了一种新的依据.

目的:建立了不同批次的没食子药材红外光谱、二阶导数红外光谱,结合多元统计分析对 25 批没食子进行了研究,为没食子药材鉴别提供新的方法.方法:采用傅里叶变换红外光谱仪采集不同批次没食子药材红外光谱,利用OMNIC软件对 25 批没食子药材样品的红外指纹图谱进行基线校正、平滑等处理,采用Microsoft Excel 2016 进行正态分布分析,采用SPSS 22.0 软件进行聚类分析和主成分分析,采用SIMCA 14.1 软件进行正交偏最小二乘法-判别分析,以变量重要性投影(VIP)值>1 为标准,筛选影响没食子药材成分质量的标志性波数.结果:对25 批没食子药材样品进行了红外光谱分析,其相关系数为 0.932 7～0.995 6.二阶导数图谱可以分离出原光谱中的一些相互重叠的吸收峰.正态分布曲线结果表明,广西来源与安徽来源没食子药材质量存在明显差异,中国广西、广东与伊朗哈吉阿巴德来源没食子药材样品质量相近.聚类分析表明,25 批没食子药材在 10～15 个组间的间距下可以聚成 4 类.主成分分析发现,累积方差贡献率为 89.565%;广西来源没食子药材的综合得分最高,安徽来源没食子药材的综合得分最低.正交偏最小二乘法-判别分析表明,25 批没食子药材样品可很好地聚为 4 类;共筛选出 5个影响没食子药材质量的关键波数.结论:不同来源的没食子样品的红外特征从峰形与峰高都存在着一定的差异性,采用红外光谱、二阶导数图谱可以初步鉴别没食子药材,与正态分布分析、聚类分析、主成分分析及正交最小二乘法-判别分析相结合,可丰富其鉴别信息,为进一步鉴定没食子药材提供参考.

为实现茯苓产地的无损、快速、批量判别,该研究基于高光谱技术结合机器学习算法建立了茯苓的产地识别模型.以安徽、福建、广西、湖北、湖南、河南、云南7个省份的茯苓样品为研究对象,在可见-近红外波段(V波段,410～990 nm)和短波红外波段(S波段,950～2500 nm)采集高光谱数据.将原始光谱数据分为S波段、V波段和全波段,在不同波段原始数据(RD)的基础上进行多元散射校正(MSC)、标准正态变化(SNV)、S-G平滑(SGS)、一阶导数(FD)、二阶导数(SD)等预处理,然后按照省份、县域、批次3种不同精度的产地类别对数据进行分类,再分别结合偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)、线性分类支持向量机(LinearSVC)分类方法建立产地识别模型,最后利用混淆矩阵对最佳模型进行评估,并使用F1分数作为评价手段.结果表明,在按省分类全波段范围内、按县分类V波段范围内以及按批次分类全波段范围内,FD结合LinearSVC建立的产地识别模型预测集准确度均最高,分别为99.28％、98.55％、97.45％;计算得到此3类模型整体F1分数分别为99.16％、98.59％、97.58％,表明这些模型的性能颇佳.因此,高光谱技术结合LinearSVC方法能够准确、快速、批量实现对茯苓不同产地精度的无损鉴别,有利于茯苓的定向研究生产.

该研究分别采集不同产地多花黄精的可见-近红外(VNIR)、短波红外(SWIR)和VNIR+SWIR融合高光谱数据,采用一阶导数(FD)、二阶导数(SD)、Savitzky-Golay平滑(S-G)、标准正态变换(SNV)、多元散射校正(MSC)、FD+S-G、SD+S-G 7种方法对高光谱数据进行预处理,使用随机森林(RF)、线性分类支持向量机(LinearSVC)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)3种算法,分别从省域、县域、乡镇3个空间尺度建立多花黄精产地识别模型.采用连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重加权算法(CARS)2种方法筛选特征波段,再根据筛选出的特征波段建立多花黄精产地识别模型.结果表明①VNIR+SWIR融合高光谱数据经过FD预处理,采用LinearSVC建立的产地识别模型准确率最高,省域尺度的产地识别模型准确率最高为99.97％、99.82％;县域尺度的产地识别模型准确率最高为100.00％、99.46％;乡镇尺度的产地识别模型准确率最高为99.62％、98.39％.利用全波段建立的省、县、乡3个不同尺度产地识别模型的准确率均能达到98.00％以上.②CARS筛选出的26个特征波段,经过FD预处理后,采用LinearSVC建立不同空间尺度的产地识别模型准确率最高,省域尺度产地识别模型准确率最高为98.59％、97.05％;县域尺度产地识别模型准确率最高为97.79％、94.75％;乡镇尺度产地识别模型准确率最高为90.13％、87.95％.由26个特征波段建立的不同尺度产地识别模型准确率均能达到87.00％以上.说明高光谱成像技术可从不同空间尺度实现多花黄精产地的准确识别.

目的 对老鹳草Geranium wilfordii及70％丙酮提取不同溶剂萃取物的主体成分、特定成分进行快速的分析与鉴定.方法 采用红外光谱、二阶导数光谱结合二维相关红外光谱对老鹳草及其70％丙酮提取不同溶剂萃取物进行分析鉴定.结果 红外宏观指纹分析结果发现老鹳草原药材含有1730、1618～1445、1337 cm-1等特征谱线,主要归属于老鹳草素及其衍生物的鞣质类化合物的特征吸收.通过分析不同极性萃取物,可以快速获知老鹳草素及其衍生物的富集情况和发现亚硝酸钾的前体硝酸钾的存在和分布情况.光谱分析结果表明,醋酸乙酯层、正丁醇层萃取物与老鹳草素相关系数分别为0.944 3、0.930 2,验证大量老鹳草素及其衍生物的存在,及其主要集中在该两层;在氯仿层、醋酸乙酯层和水层提取物中有硝酸钾特征吸收峰,以水层最明显.结论 红外光谱不仅可以对主要有机成分(鞣质、黄酮和多糖类等)进行检测分析,同时可对硝酸钾为代表的无机盐进行快速检测,在中药质量与安全的分析评估中其有广阔的应用前景.

目的:根据红外光谱的吸收,测定不同产地的连翘,从而为连翘道源产地和质量评价提供依据.方法:收集6 个省份66 批连翘药材的红外光谱数据,利用多元散射校正(multiplicative signal correction,MSC)、标准正态变量(standard normal variate,SNV)、平滑滤波(Savitzky-Golay,SG)、一阶导数(first de-rivative,FD)、二阶导数(second derivative,SD)及其组合方法对原始光谱进行预处理,选择最佳预处理方式;利用主成分-马氏距离法和簇类独立软模式法(SIMCA)及偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等化学计量学方法对连翘产地进行鉴别研究.结果:利用主成分-马氏距离法、SIMCA分类模型和PLS-DA模型实现了不同产地连翘的100%正确识别.结论:傅里叶变换红外光谱(FT-IR)结合化学计量学方法可以为不同产地的连翘鉴别提供一种新的分析方法.

目的 分析天山花楸枝、叶、果实的红外光谱特征.方法 采用傅里叶变换红外光谱技术及溴化钾压片法对天山花楸枝、叶、果实进行红外光谱及其二阶导数谱测定,以溴化钾作为空白,扫描范围 4 000～400 cm-1,分辨率为 4 cm-1,每批样品扫描 20 次.结果 天山花楸枝、叶、果实均在～3 400、～2 900、～1 730、～1 610、～1 420、～1 060、～800 cm-1 处出现特征吸收峰,无较大差异.二阶导数谱在～1 500、～1 410、～1 320、～1 060、～740 cm-1 处峰形和峰强表现出一定的差异性.天山花楸枝、叶、果实中所含的主成分为黄酮、苷类及氨基酸等化合物,叶中含量最高,其次是枝,且细枝中含量明显高于粗枝;果实中以苷类成分为主,也含有脂类成分.结论 傅立叶变换红外光谱技术能快速表征天山花楸的特征,可作为天山花楸质量评价和控制的依据.

目的 采用近红外光谱技术,建立快速测定升麻中异阿魏酸含量的方法.方法 以高效液相色谱法测定异阿魏酸的含量,运用近红外技术采集54份升麻样品的光谱图,经过标准正态变换(SNV)和二阶导数的光谱预处理方法,采用偏最小二乘回归(PLS)方法建立升麻中异阿魏酸含量测定的近红外定量模型,并验证已建立的定量模型.结果 模型的相关系数(R)为0.983 76,校正均方差(RMSEC)为0.004 67,预测误差均方根(RMSEP)为0.026 7.结论 该方法简便高效,实验建立的模型性能较好,对升麻中异阿魏酸含量的预测准确可靠.

目的:建立快速测定红景天药材中水分和红景天苷含量的方法.方法:采用烘干法测定药材中水分含量(作为参考值);采用高效液相色谱法测定药材中红景天苷含量(作为参考值).采用近红外漫反射光谱(NIR)分析技术结合偏最小二乘法(PLS)建立预测药材中水分和红景天苷含量的定量模型:根据参考值,采集83批药材样品,分别以二阶导数法联合Savitsky Golay滤波法、一阶导数法联合Norris Derivative滤波法预处理光谱,药材样品中水分和红景天苷含量预测最佳波段分别为7 343.60～6 865.34、5 183.72～4 890.59 cm-1和7 050.47～4 327.48 cm-1.结果:药材样品中红景天苷含量测定方法学考察符合要求.水分和红景天苷定量模型的校正集相关系数分别为0.968 9、0.920 3,校正均方差分别为0.273 0、0.085 0;验证集的相关系数分别为0.977 1、0.930 0,验证均方差分别为0.222 0、0.075 5.结论:该方法快速、准确、简便、无污染,可用于红景天药材中水分和红景天苷含量的快速测定.