基于电子鼻技术的国产血竭与进口血竭快速鉴别研究

刘 杰 杨瑶珺 王文祎 雷诚世 李 梦 吕晓娜 戴 待

(北京中医药大学中药学院，北京，100102)

基于电子鼻技术的国产血竭与进口血竭快速鉴别研究

刘 杰 杨瑶珺 王文祎 雷诚世 李 梦 吕晓娜 戴 待

(北京中医药大学中药学院，北京，100102)

目的：鉴别进口血竭与国产血竭。方法：通过电子鼻检测国产血竭和进口血竭气味在传感器上的响应值，并采用判别因子(Discriminant Factorial Analysis，DFA)进行分析。结果：进口血竭和国产血竭气味差异明显。结论：电子鼻技术对进口血竭和国产血竭气味的判别与传统经验鉴别一致，电子鼻技术结合数学模型可以作为中药质量快速鉴别的方法。

进口血竭；国产血竭；电子鼻；快速鉴别

血竭是珍贵的中药传统品种，其性味甘、温、咸、平，兼有活血化瘀、止血补血的功效。古代主要用于治疗跌打损伤、金枪等症，内科亦用之[1]。现代临床用血竭主要分两种：进口血竭(麒麟竭)和国产血竭(龙血竭)[2]。据2010版《中华人民共和国药典》规定，进口血竭为棕榈科植物麒麟竭(DaemonoropsdracoBl)果实渗出的树脂经加工制成[3]。主产于印度尼西亚、马来西亚等地。国产血竭为百合科植物剑叶龙血树[Dracaenacochinchinensis.(Lour.)S.C.Chen]的含脂木材经提取得到的树脂[4]，主产于我国广西、云南等地[5]。

经市场调查发现，进口血竭与国产血竭价格相差很大，进口血竭一般为2000～4000元/kg，国产血竭一般为200～400元/kg。在利益的驱使下，部分不法商贩在进口血竭中掺入松香、达玛树脂等物质，或直接将国产血竭作为进口血竭出售[6]。由于进口血竭和国产血竭二者外观颜色气味相似，依靠传统的经验鉴别很难将二者区分开[7]。

电子鼻(Electronic Nose)也称气味指纹分析仪，是20世纪90年代在材料科学和传感技术的基础上发展起来的分析、识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器，具有类似鼻子的功能[8]，在饮料[9-11]、酒类[12-14]、食品[15-18]、环境监测[19-21]、临床[22-23]等领域得到了广泛应用。中药材感官评价是中药鉴定的重要内容，但经验和主观性太强，难以客观化和标准化界定，有学者认为，电子鼻有望弥补这方面的不足，将广泛用于中药鉴定研究领域[24-25]。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 仪器 FOX 3000电子鼻(法国Alpha.M.O.S.公司)；BS-124S电子分析天平；FW-135粉碎机。

1.1.2 样品 收集国产血竭药材14批、进口国产血竭8批，采集地为河北安国药材市场、安徽亳州药材市场、河南、哈尔滨、香港、新加坡等地。经北京中医药大学杨瑶珺教授鉴定均为正品血竭。制备进口血竭样品8份，国产血竭样品14份，随后，所有样品制成粉末，过4号筛。样品见表1。

1.2 方法

1.2.1 气味测定方法 以电子鼻对进口血竭和国产血竭样品的气味进行测定，分析记录样品的数值曲线。每个样品测定3次，以平均值计。电子鼻测定条件：称样量0.05 g，孵化温度45 ℃，孵化时间10 min，进样量1500 μL。

1.2.2 数据分析方法 数据采用判别因子分析法(DFA)进行分析。DFA是构建模型、并识别未知试样的一种算法。DFA是通过数学变换，能够使同类组群数据间的差异尽可能缩小，而不同类组群数据间的差异尽可能扩大，以建立更好的识别的数据模型[26]。

表1 血竭样品表

2 结果

2.1 国产和进口血竭的DFA判别模型的建立 用电子鼻分别对国产和进口血竭的22个样品按照确定的实验条件进行检测，每份样品重复3次。分别建立进口血竭、国产血竭的训练集、测试集DFA判别模型。选取一部分国产样品与进口样品为训练集，建立DFA模型，用于验证未知血竭样品，建立DFA模型如下图1所示。

图1 进口血竭和国产血竭训练集DFA模型

如图1所示，电子鼻将国产血竭样品与进口血竭样品分成了两个区域，红色区域为国产血竭，蓝色区域为进口血竭，两种不同的血竭样品的差别主要表现在判别因子1(100)，进口血竭落在了Y轴的左侧，国产血竭落在了Y轴的右侧。训练得分表明所用样品均经过确认，且识别值均为100分。由DFA判别模型可基本知晓国产血竭和进口血竭在气味上有着一定的区别。训练得分如表2所示。

表2 国产血竭与进口血竭的训练得分

2.2 用测试集对判别模型进行评价 结果如图2。蓝色区域为进口血竭，红色区域为国产血竭，黑点则表示未知样品。图中可以看出，未知国产血竭样品落在Y轴的右侧，未知进口血竭样品落在Y轴的左侧，分别属于各自的区域，这表明DFA模型有一定的判别能力。未知得分如表3所示。

图2 进口血竭与国产血竭验证

编号样本名识别组经过验证的识别值a17-1JK确认96.6b19-1JK确认100c19-2JK确认99.7d2-1GC确认96.1e5-1GC确认100f5-3GC确认94.6

从上表可以看出，用以测试的6组数据中，经过验证所有组的识别值均大于90%，表明DFA模型对本课题所得的血竭样品的预测结果正确率较高。从识别组来看，绝大部分数据组给出了正确的识别，说明DFA模型在判别国产血竭和进口血竭中具有一定的应用意义。

图3 国产血竭和进口血竭DFA模型建立

2.3 对每份样品的每根传感器最大响应值建库，进行DFA建模 DFA判别结果如图3。结果表明：DFA判别模型能够很好的区分国产血竭和进口血竭样品，对进口血竭与国产血竭的鉴别具有一定的研究意义。

3 讨论

综上所述，电子鼻技术在一定程度上可以快速鉴别开进口血竭与国产血竭，但本课题的实验只进行了部分样品的初步摸索，由于客观条件的局限性没有收集到足够多的样本,实验中并没有完全包括所有品种的血竭,因此不同品种血竭间电子鼻的气味识别仍需在收集大量样本后再进一步研究。建议结合二者化学成分等进行进一步分析讨论。

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(2014-07-19收稿 责任编辑：张文婷)

Quick Identification of Resina Draconis and Sandguis Draconis with Electronic Nose

Liu Jie，Yang Yaojun,Wang Wenyi,Lei Chenshi,Li Meng，Lyu Xiaona,Dai dai

(SchoolofChineseMateriaMedica,BeijingUniversityofChineseMedicine，Beijing100102,China)

Objective: To identify Resina Draconis and Sandguis Draconis with electronic nose.Methods: Detecting the maximum response of electronic nose sensors on Resina Draconis and Sandguis Draconis using the DFA model.Results: The odor difference between the two medications is significant.Conclusion: Electronic nose can be used to quickly identify Resina Draconis from Sandguis Draconis.

Resina Draconis; Sandguis Draconis; Electronic Nose; Quick Identification

北京中医药大学“重点学科”开发课题(编号：2013-2DXKKF-21)

杨瑶珺(1971—)，女，博士研究生，教授，硕士研究生导师，E-mail：yangyaojunbucm@163.com

R282.5；R-331

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.04.028