近红外光谱在中药鉴别和质量控制中的应用Δ

马晓青，蔡皓，刘晓，刘静静，李松林，蔡宝昌，#（1.南京中医药大学药学院，南京21006；2.南京中医药大学国家教育部中药炮制规范化及标准化工程研究中心，南京 210029；3.南京中医药大学国家中医药管理局中药炮制标准重点研究室，南京 210029；.南京海昌中药集团有限公司，南京 210061）

近红外光谱在中药鉴别和质量控制中的应用Δ

马晓青1，2，3＊，蔡皓1，2，3#，刘晓1，2，3，刘静静1，2，3，李松林4，蔡宝昌1，2，3，4#（1.南京中医药大学药学院，南京210046；2.南京中医药大学国家教育部中药炮制规范化及标准化工程研究中心，南京 210029；3.南京中医药大学国家中医药管理局中药炮制标准重点研究室，南京 210029；4.南京海昌中药集团有限公司，南京 210061）

目的：了解近红外光谱在中药鉴别和质量控制中的研究进展。方法：根据文献综述近红外光谱在中药真伪鉴别、掺伪鉴别、产地鉴别、种类分析以及在线质量控制中的研究现状。结果：近红外光谱是一门分析速度快、分析效率高、样品无需预处理，便于在线分析的样品无损失的技术，与传统的方法比较，其具有高效、快速、对样品无损等优点。结论：未来随着化学计量学的不断发展和完善，近红外光谱在中药分析领域的应用前景将越来越广阔，有利于促进和推动中药现代化和国际化进程。

近红外光谱；中药鉴别；定性和定量分析；质量控制

近红外光谱是可见光谱与中红外光谱之间的一段谱区，波长范围在780～2526nm之间，是有机分子振动的倍频或合频能对特定波段电磁波产生吸收而形成的谱带，其图谱信息量大，解析较难。近几年来，通过与化学计量学的有机结合，近红外光谱逐步发展成为一门分析速度快、分析效率高、样品无需预处理，便于在线分析的样品无损失的分析检测技术[1]。作为一种绿色的分析技术，近红外光谱技术已被广泛应用于农业、食品、化工、医药、烟草和化妆品等领域。目前，近红外光谱在中药定性和定量分析方面的应用也越来越广泛[2]，不仅可以用于快速识别外形相近的中药材的真伪，而且可以用于中药材的产地鉴别、种类分析和质量控制等。

1 定性分析

中药成分复杂，传统的定性鉴定方法有性状鉴定、显微鉴定和理化鉴定等。2010年版《中国药典》（一部）所收载的中药鉴别方法主要为显微鉴别法、色谱法和光谱法等。这些方法大多需要对样品进行预处理，分析过程繁琐且耗时较长，相比之下近红外光谱技术则可实现中药材的快速、无损坏、在线鉴定。

1.1 中药真伪鉴别

药材的鉴别是药物质量标准的核心部分，假药或劣药问题是目前世界各国特别是发展中国家共同面临的严峻问题之一。近红外光谱法作为一种快速扫描技术，有助于假药、劣药的识别与鉴定，目前正成为国内、外药物分析中的一支奇葩[3]。王良金等[4]应用近红外图谱直观法分析鉴别假药，与已知真品药物的近红外光谱进行对比，验证了复方甘草片、六味地黄丸等13个中成药品种，证明了应用近红外谱图直观对比法筛查市场上常见的假药是切实可行的。刘荔荔等[5]用近红外漫反射峰位鉴别法成功地对天麻进行了真伪鉴别。汤彦丰等[6]应用近红外光谱和人工神经网络相结合的方法对大黄进行了鉴别，正确率高达96%。张孝芳等[7]应用近红外光谱结合支持向量机的方法准确地对大黄进行了真伪鉴别，并与神经网络鉴别的结果相比较，显示支持向量机泛化能力强，灵活性大。Kudo M等[8]应用最大距离法成功地从其他植物中快速鉴别出洋地黄红紫，可用于未知样品的鉴别。王刚力等[9]用近红外光谱技术准确地鉴别了红参及其伪品，显示了将近红外光谱技术应用于中药鉴别分析的良好前景。钟健理等[10]采用近红外光谱技术对黄芩及其染色品进行了研究，结果表明这种便捷的技术可以快速准确地鉴别真伪并有利于在药品检测车上的推广使用。

1.2 中药掺伪鉴别

市场上的中药材掺伪现象比较常见，而应用一般的理化分析方法难以鉴别，并且掺伪药材的红外吸收光谱区域的吸收峰基本一致，无法用近红外特征峰位吸收法[4]进行定性鉴别，胡钢亮等[11]结合化学计量学建立了一种近红外快速检测川贝母中浙贝母掺入量的新方法，该方法可以用于外观相似、化学成分相近的中药材品种的质量控制。针对西洋参中掺入人参的问题，刘荔荔等[12]利用近红外漫反射光谱技术，成功地建立了西洋参中掺入人参的含量测定方法。天然牛黄资源稀少，价格昂贵，市场上有人用人工牛黄加工冒充天然牛黄粉，或在天然牛黄粉中掺入不等量的人工牛黄粉，针对这种情况，马群等[13]应用近红外漫反射技术结合支持向量机测定天然牛黄粉中人工牛黄的含量，建立了天然牛黄中人工牛黄含量的模型，结果可靠，可用于天然牛黄的质量控制。丁念亚等[14]用近红外光谱技术对白芷中混有淀粉的模拟伪劣样品能够进行有效的鉴定。此外，二维近红外光谱也可以用于易混中药的鉴别，如刘浩等[15]利用热微扰的方法，对变温过程中香加皮和五加皮的二维近红外光谱进行图谱比较，可以实现准确、快速的区分与鉴定。

针对目前中药材市场假药的识别难度越来越大、要求越来越高等特点，应用近红外光谱结合不同的分析模式，逐步建立常见药材图谱库，可以实现大批量药材的快速、无损鉴别，并有利于在药品检测车上推广使用，实现在线即时检测，从而避免了传统的色谱等较为复杂的分析手段，使分析过程更加高效、快捷。

1.3 同种中药产地鉴别

我国的中药产地众多，同一物种在不同的生长环境下质量也会有一定的差异，应用传统的形态和理化鉴别法，鉴别难度较大。而近红外光谱可以反映不同产地的同种药材在化学成分上的细微变化，在产地鉴别上有越来越广泛的应用。赖燕华等[16]利用小波变换近红外光谱结合最小二乘支持向量机的方法建立了延胡索样品的产地识别模型，可以作为一种参考方法推广应用于其他中药材的产地鉴别。邓波等[17]用近红外漫反射光谱和主成分分析相结合，比较了川贝、浙贝等48个品种的二维和三维投影图差异，不仅能够准确区分不同产地的贝母，而且也与中医临床用药习惯相符合，可作为药材质量的检测手段。吴拥军等[18]利用非新型映射和系统聚类分析两种方法对不同产地的8种白芷类中药进行鉴定研究，获得相同的结果，方法可靠。刘沭华等[19]应用近红外光谱自动鉴别和选取特征谱段的方法，以白芷和丹参为例，为中药材自动鉴别系统提供了技术原型。王平等[20]用基线校正和方差处理方法对黄芪和人参进行了地域性鉴别。二维近红外光谱能够增强光谱分辨率，Lu J等[2]利用二维近红外光谱法成功地鉴别了4个地理区域的枸杞属药材，该方法可以推广应用于其他中药材的产地鉴别。

1.4 同属中药种类分析

同属药材的化学成分相近，但种类繁多，不同种样本中主要化合物的种类及含量存在差异，因而其近红外光谱也不尽相同。

朱斌等[21]结合聚类分析方法对20种金丝桃属植物进行了近红外光谱鉴别，可以作为形态分类的一种手段。刘国林等[22]对不同产地的42种中药蛇床子的类别进行了分析，二维平面分布图显示不同种的蛇床子在近红外光谱上存在重大差异，为中药的类别分析提供了可能。刘荔荔等[23]应用近红外漫反射光谱结合判别分析对蓼科酸模属的5种药用植物进行了鉴别研究，结果与形态分析基本一致。Lau CC等[24]应用近红外光谱区分葛根属的不同品种，建立了一套快速的分析检测技术。Chan CO等[25]应用近红外光谱成功辨别了不同种的黄柏属植物，并与液相分析的结果有很好的相关性，这种方法比液相分析更加快速，样品无损失。

我国中药品种多，产地分布广泛，不同种和不同产地的药材化学成分存在差异，进而可以反映到近红外图谱上，与传统的形态分类相比，近红外光谱方法更具科学性，更加准确、快速，有利于实现中药材的规范化管理。

2 在线质量控制

近红外光谱在线质量检测技术的最大优势在于分析速度快。近几年来，近红外光谱广泛应用于中药的过程监控和质量控制，不仅可以对原药材、饮片、成药、颗粒剂以及注射剂等进行在线的质量控制，而且对于药材的提取过程也可以进行全程质量监控。

2.1 原料药、固体样品分析

于晓辉等[26]应用近红外光谱和人工神经网络相结合的方法预测了大黄样品中4种有效成分的含量，可以作为中药材复杂体系中化学组分定量测定的方法。王东等[27]用近红外光谱和化学计量学方法，建立了直接测定黄芩药材中黄芩苷含量的新方法。雷敬卫等[28]应用近红外结合聚类分析的方法对不同种类的熟地黄饮片进行了聚类鉴别，较之高效液相色谱（HPLC）法指纹图谱，结果准确，分析更加简便，可以用于熟地黄质量稳定性的考察。聂黎行等[29]以同仁堂乌鸡白凤丸为研究对象，探讨了近红外光谱技术在其原料、半成品和制剂等方面的应用，可以保证其质量。白雁等[30]采用近红外光谱法对不同厂家生产的银黄颗粒中黄芩苷的含量进行了快速测定，可以实现大批量药材的快速分析。

2.2 液体样品分析

近红外光谱不仅可以分析固体样品，而且可以直接分析液体样品，分析范围广泛。胡钢亮等[31]应用近红外光谱对银杏叶提取液中总黄酮和总内酯的含量进行快速测定，可以应用于大批量样品的检测。王静等[32]应用近红外光谱技术快速分析红参乙醇回流提取过程，可以进一步发展为中药提取过程的在线检测方法。陈雪英等[33]应用近红外光谱法实现了红花逆流提取过程中有效成分的含量测定。刘雪松等[34]应用近红外光谱与人工神经网络相结合，提出一种基于自组织映射神经网络的近红外光谱神经元模型，可实现对注射剂的质量控制。

近红外光谱还可以检测原料的湿度和颗粒大小、含量均一性、结晶度和硬度等，在保证中药材质量的一致性，提高中药制剂的均一性方面有望得到广泛应用[35]。在进行定量分析时不需要对样品进行预处理，但其干扰因素很多，需要借助于不同的分析模式，建立定量模型。随着化学计量学的不断发展和完善，近红外光谱在定量分析方面将会有很大的应用前景。

3 结语

我国中药品种众多，成分复杂，天然药材资源十分丰富，传统的方法鉴别难度较大，并且需要对药材进行破坏性的预处理，为避免其成分间的相互干扰，还需对其化学成分进行提取、分离等，耗时较长，药材损耗量大。因此，迫切需要借助先进的仪器和科学的分析技术相互印证、相互补充，建立一种快速、准确、高效的新型检测技术。近红外光谱分析技术能够以无损的方式从样本中直接获取分析信息，并借助于化学计量学的方法进行系统研究，建立常用药用植物的模型和信息库，对于药材的定性鉴别、质量控制具有十分重要的科学意义和实用价值。加上便携式近红外光谱仪[36]的研制，近红外光谱在快速、高效、无损分析方面将有很大的优势。近年来，该技术在中药的真伪鉴别、在线质量控制、快速测定等方面得到广泛应用，随着化学计量学和相应软件的不断开发，可以预计近红外光谱在中药分析领域会有更广阔的应用前景，将会对中药的规范化和现代化进程起到巨大的推动作用。

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R284.1；R927

A

1001-0408（2012）07-0661-03

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2012.07.32

Δ国家自然科学基金资助项目（81173546；30940093）；江苏省自然科学基金资助项目（BK2009495）

＊硕士研究生。研究方向：中药炮制和中药质量控制。电话：025-86798281。E-mail：qinger725210@163.com

#通讯作者1：副研究员，硕士研究生导师。研究方向：中药分析和中药质量控制。电话：025-86798281。E-mail：haocai_98@126.com

#通讯作者2：教授，博士研究生导师。研究方向：中药炮制机制和中药质量控制。电话：025-86798281。E-mail：bccai@126.com

2011-01-17

2011-04-11）