近红外光谱特征谱段相似系数法快速检测冬凌草片中异性有机物

韩吴琦 黄永丽 田爱臣 高娇

（1开封市食品药品检验所，河南开封 475000；2河南大学淮河临床学院；3山东省汶上县食品药品监督管理局，山东汶上 272501；4开封市仁济药房）

近红外光谱特征谱段相似系数法快速检测冬凌草片中异性有机物

韩吴琦1黄永丽2田爱臣3高娇4

（1开封市食品药品检验所，河南开封 475000；2河南大学淮河临床学院；3山东省汶上县食品药品监督管理局，山东汶上 272501；4开封市仁济药房）

目的：利用近红外光谱特征谱段相似系数法对冬凌草片中是否含有异性有机物进行快速检测。方法：使用近红外测定，以不含有异性有机物的冬凌草片的近红外光谱为参照光谱，选择特定谱段，建立待测样品光谱与参照光谱在该谱段的相似系数阈值，快速判断待测样品是否含有异性有机物。结果：在8 802～4 430 cm-1特征谱段，设定阈值为70%，用78批样品进行验证，52批含异性有机物，相似系数小于70%的有51个，占样品总数的98.08%。结论：此方法简便、快捷、易操作、准确率高，适用于药品检测车现场的快速筛查，具有一定的推广价值。

近红外光谱；相似系数法；冬凌草片；异性有机物

冬凌草片收载于《中国药典》2010年版一部，具有清热解毒，消肿散结，利喉止痛之功效，用于热毒壅盛所致咽喉肿痛、声音嘶哑，扁桃体炎、咽炎、口腔炎见上述症候者及癌症的辅助治疗[1]，在基层应用广泛。冬凌草片按核定的生产工艺是由冬凌草经乙醇加热提取后浓缩成浸膏，加适量淀粉而制成的单味中成药，为全浸膏片，不应含有植物组织。但近年来,在对该品种进行日常监督抽验工作中发现部分生产企业为了降低生产成本，擅自改变生产工艺，把部分冬凌草或其他植物打成粉后与浸膏混合制粒。按照现行质量标准检验[1]无法全面控制该制剂的内在质量，针对这一造假现象，原国家食品药品监督管理局新增了部分药物的补充检验方法，用于检查药品是否含有植物组织即增加异性有机物的检查，而冬凌草片还没有相关标准。因此，由于标准的不健全，部分企业、部分非法分子利欲熏心，不顾用药安全，铤而走险，规避监管，非法添加异性有机物。鉴于这种情况，本文参考相关文献资料[2-6]，根据本地实际情况采用近红外光谱特征谱段相似系数法的建模方法[5]，建立了近红外光谱相关系数特征谱段法快速筛查冬凌草片中异性有机物的方法，该方法经过实验室验证，稳定可行，简单易操作，准确率高，极大地提高了现场抽样的准确率，提高了监管效率，节约了监管成本和监管资源，有效保障了用药安全有效，适用于在药品检测车上推广应用。

1 仪器与试药

1.1 仪器

Matrix-F型近红外光谱仪（德国布鲁克光谱仪器公司）；光纤探头、OPUS5.0软件（德国布鲁克光谱仪器公司）；显微镜（奥林巴斯），锉刀。

1.2 试药

建模冬凌草片（糖衣片）为国内5家药品生产企业生产的20批次药品。其他验证样品为留样室留样，且都经过开封市食品药品检验所按法定检验标准检验备用。

2 方法与结果

2.1 相似系数法原理

利用近红外光谱的指纹特性，以真品药品的光谱为参考光谱，选择典型的对活性成分和辅料变化均敏感的光谱指纹区域，比较样品光谱与参考光谱的相似系数（r），其计算公式是：

式中，r为y1（k）和y2（k）的协方差除以两张光谱标准偏差的乘积。

通过比较待测药品与真品药品的近红外光谱图谱在特定指纹区的差异，设定合理的阈值，判断仿冒或假冒药品。该方法称之为近红外图谱相似系数分析法。r的取值以百分比表示为0%～100%，r能够反映2张光谱的相似程度。在OPUS软件中，当r大于某一阈值时，判定为通过，小于某一阈值时，判定为不通过[7]。

2.2 显微鉴别

开封市食品药品检验所按原国家食品药品监督管理局新增补充检验方法[8]进行显微检验，结果15批检出异性有机物，5批未检出异性有机物。

2.3 冬凌草片近红外光谱的采集

利用近红外光谱仪对5个厂家的20批次冬凌草片采集原始光谱。首先用锉刀锉去糖衣，使表面平整，然后用光纤探头对样品在12 000～4 000 cm-1波数区间扫描，分辨率为3 cm-1，每个样品重复扫描3次。

2.4 特征谱段的选择

将非法添加了异性有机物的样品和不含异性有机物的样品的近红外光谱图谱经二阶导数法和矢量归一化法（13个平滑点）处理，经比较，最终选定8 802～4 430 cm-1谱段为特征谱段。

2.5 阈值的确定

取1批不含异性有机物的样品，用快速比较法（Quick Compare Setup）在8 802～4 430 cm-1的特征谱段建立相关系数模型，并对10批样品进行定性测定，7批不含异性有机物的样品的r值均大于75%，3批含有异性有机物的样品的r值均小于65%，最终确定阈值r=70%。见表1。

2.6 模型验证

图1 冬凌草片的近红外光谱图谱的局部放大

表1 样品检测结果

2.6.1 准确度考察把建好的模型进行验证，共快检78批样品，52批样品含异性有机物的r＜70%的阈值，准确性大于92%；26批不含异性有机物的样品检测，r在72.38%～98.47%之间，可见模型对样品的检测准确性较好。见表2。

2.6.2 传递性考察选取5批样品，分别用2台车载近红外光谱仪（MATRIX-德国Bruker）进行检测，结果基本一致，即模型的传递性较好。见表3。

3 讨论

3.1利用近红外光谱的指纹特性，以真品药品的光谱为参考光谱，选择典型的对活性成分和辅料变化均敏感的光谱指纹区域，比较样品光谱与参考光谱的相似系数（r）。前提是需要对待排查物质建立图谱库，也就是必须有正品的参考光谱。

表2 模型对样品的检测结果

表3 2台仪器的检测结果差异

3.2通过对近红外光谱进行适当的预处理，可以加大真假药品近红外图谱的差异，减少测量误差的影响。

3.3由于技术的原因以及中成药自身的特殊性，目前中成药的生产、经营秩序较乱，假劣中成药仍屡禁不止，严重危害人民身体健康和生命安全[9]。近红外光谱相关系数法快速筛查冬凌草片中异性有机物，有效地打击了不法分子制售伪劣冬凌草片的嚣张气焰，维护了人民的用药安全有效。

3.4 2009年7月到2012年10月间把所建立的冬凌草片近红外特征谱段相关系数模型试用于我市辖区的检测车上，共筛冬凌草片348批，筛查出可疑冬凌草片126批，经实验室按法定方法检验，确定含有异性有机物共117批，准确率达到了92.9%，达到了良好的效果，充分发挥了药品检测车的作用。因此，此方法对打击中成药中非法添加异性有机物具有重要的意义，可以加以推广使用。

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典（2010版）一部[S].北京：化学工业出版社，2010.

[2]Yoon WL，Jee RD，Charvill A，et al.Application of near-infra-red spectroscopy to the determination of the sites of manufacture of proprietary products[J].J Pharm Biomed Anal，2004，34（5）：933-944.

[3]刘婷，冯艳春，宋丹青，等.近红外特征谱段相关系数法中特征谱段选择方法的探讨（英文）[J].Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences，2011（1）：83-91.

[4]严衍禄.近红外光谱分析基础与应用[M].北京：中国轻工业出版社，2005.

[5]褚小立，袁洪福，陆婉珍.近年来我国近红外光谱分析技术的研究与应用进展[J].分析仪器，2006（2）：1-10．

[6]周天祥，周嵩煜.运用NIR对维C银翘片中异性有机物的应急检验研究[J].中国药事，2012，26（4）：390-393.

[7]胡昌勤，冯艳春.近红外光谱法快速分析药品[M].北京：化学工业出版社，2009：331-332.

[8]国家食品药品监督管理局.国家食品药品监督管理局药品检验补充检验方法和检验项目批准件[S].2009018.

[9]韩吴琦，黄永丽，郭兴辉.近红外光谱鉴别法在中成药领域应用之初探[J].中国实验方剂学，2012，18（22）：166-169.

Rapid Detection of Foreign Organic Matters in Rabdosia Rubescens Tablets by NIR Correlation Coefficient Method

Han Wuqi1，Huang Yongli2，Tian Aichen3，Gao Jiao4（1 Kaifeng Institute for Drug and Food Control，Henan Kaifeng 475000，China；2 Huaihe Clinical College of Henan University；3 Food and Drug Administration of Wenshang County of Shandong Province，Shandong Wenshang 272501；4 Kaifeng Renji Pharmacy）

Objective：To develop a novel method for rapid detection of the foreign organic matters in rabdosia rubescens tablets with NIR correlation coefficient method．Methods:Near infrared determination was adopted with near infrared spectroscopy as the reference spectra which did not contain foreign organic matters in rabdosia rubescens tablets.The correlation coefficient of threshold in specific spectra section was established with testing samples and reference spectra，and fast detection was conducted for the presence of foreign organic matters in the testing samples. Results:The threshold of 70%was set up in 8 802～4 430 cm-1characteristic spectrum.Of 78 batches of the validated samples，52 batches contained foreign organic matters and the correlation coefficient of 51 samples was less than 70%，accounting for 98.08%of the total samples．Conclusion:This method is simple，fast and accurate，which is easy for operation.It is suitable for rapid screening by using drug testing vehicles on sit and is worthy recommending.

NIR；Correlation Coefficient Method；Rabdosia Rubescens Tablets；Foreign Organic Matter

10.3969/j.issn.1672-5433.2014.04.007

2013-03-08）

韩吴琦，男，主管中药师。研究方向：药物分析及药物快检。E-mail：sheying19811112@126.com

黄永丽，女，主治医师。研究方向：中药治疗口腔疾病。通讯作者E-mail：hndxhyl@126.com