基于近红外全息指纹图谱分析的中药心可舒片质量评价新方法

杨天鸣，龚小霞，和顺芳

(中南民族大学药学院，湖北 武汉 430074)

中医药在防疫治病方面有着独特的优势，因中药成分复杂，一直缺乏有效、实用的质量控制分析方法。中成药的质量受所用药材的品种、产地、加工方法、贮藏条件等诸多因素的影响，其质量控制方法一直是中药分析研究的重点和难点。心可舒片是由丹参、葛根、木香、三七、山楂五味中药材制备的薄膜衣片，主治气滞血瘀型冠心病引起的心绞痛、高血压及心律失常等症[1]。药典规定用薄层色谱法和高效液相色谱指纹图谱法进行心可舒片的定性检测，分析过程十分复杂。心可舒片的高效液相色谱定量分析方法更加繁琐，试样制备复杂，检测耗时长、费用高，且只检测了少数几个化合物，不能准确鉴别心可舒片的整体质量。

复方中药成分复杂，传统的中药质量检测方法无法达到现代化中药产业大规模生产的快速检测要求。以现代仪器分析技术为依托的中药近红外全息指纹图谱能满足中药质量控制分析方法专属、重现和实用的技术要求，是一种现阶段可行的中药质量控制模式[2-4]。作者采集丹参、葛根、木香、三七、山楂及心可舒片样品的近红外漫反射光谱信息，运用主成分分析(PCA)-马氏距离法建立质量评价模型，建立了基于近红外全息指纹图谱分析的中药心可舒片质量评价新方法。

1 实验

1.1 材料

1.1.1 药材

实验用药材(表1)均购自武汉市德仁堂中药房，经中南民族大学药学院杨天鸣教授鉴定确认。

表1药材信息

Tab.1 Information of herbal medicines

1.1.2 药品

将10个批次的心可舒片(山东沃华医药科技股份有限公司)随机分成两组：内控基准组(J组)和内控检验组(C组)，见表2。

表2心可舒片样品信息

Tab.2 Information of Xinkeshu Tablets

1.2 仪器

AntarisⅡ型近红外光谱仪，美国Thermo Nicolet公司；DZF-6021型真空干燥箱，上海一恒科技仪器有限公司；DFF-100型手提式高速中药粉碎机，浙江温岭林大机械有限公司；标准检验筛(筛孔100目，孔径0.15 mm)，浙江上虞五四纱筛厂。

1.3 样品的制备

药材粉末样品的制备：将市售5种中药材在60 ℃下真空干燥24 h，粉碎后过100目筛，制成干粉，储存于干燥器内，备用。

心可舒片供试品的制备：将市售的10个批次的心可舒片(每个批次取20片)粉碎，制成细粉，每个批次药品粉末分成10份，储存于干燥器内，备用。

1.4 近红外漫反射光谱的采集

采用近红外光谱仪积分球漫反射附件采集样品的近红外光谱，采集条件：光谱范围为10 000～4 000 cm-1，以金箔为参比，分辨率为8 cm-1，扫描次数为32次。每个样品每采集5张图谱后重新装样，每种药材或每个批次药品共采集50张图谱。

1.5 近红外漫反射光谱数据处理

采用多重散射校正技术对近红外漫反射光谱进行预处理，用TQ Analyst 8.0智能分析软件处理和计算采集的光谱数据。通过全谱区段的考察发现，心可舒片在4 800～6 800 cm-1范围的光谱信息建模结果较好，选取此波长区间光谱信息进行建模和质量评价。

2 结果与讨论

2.1 近红外漫反射光谱

由于每一种中药材的成分众多，复方中成药成分组成更加复杂。本研究采用的无损直接的粉末近红外漫反射光谱分析技术能反映中药材化学物质全貌，实现对中药材进行整体的质量评价。5种药材的近红外漫反射光谱如图1所示，10个批次的心可舒片的近红外漫反射光谱叠加图谱如图2所示。

图1 5种药材的近红外漫反射光谱Fig.1 Near-infrared diffuse reflectance spectraof five kinds of herbal medicines

图2 10个批次的心可舒片的近红外漫反射光谱叠加图谱Fig.2 Overlay of near-infrared diffuse reflectance spectra for ten batches of Xinkeshu Tablets

由图2可知，很难通过峰形、峰位、峰强直接鉴别心可舒片的质量,必须用化学计量学软件方法提取特征光谱信息建立数学模型进行质量评价。

2.2 心可舒片质量评价内控基准模型的建立

采用近红外光谱全息指纹图谱进行中药质量判别分析的关键是选定合适的判别准则，建立预测中药质量评价基准模型。本研究采用主成分分析-马氏距离法建立质量评价模型。主成分分析能高效提取复杂中药指纹图谱数据群中的特征信息，用马氏距离法计算中药样品间的判别距离值，马氏距离值越小，表明两样品的近红外光谱越相似，即两样品的整体差别越小。

将丹参、葛根、木香、三七、山楂及心可舒片(内控基准组)的近红外全息指纹图谱信息用主成分分析-马氏距离法建立心可舒片质量分析内控基准模型QC-PCA-JMD。该模型计算选择的主成分数为7，此时累积解释方差高达99.99% 。计算内控基准组5个批次的心可舒片供试品到各单味药材的马氏距离值JMD(Jx)及马氏距离平均值JMD；计算置信度为99%时，马氏距离平均值JMD的置信区间，作为企业内部对待测批次心可舒片供试品的质量评价标准。心可舒片质量分析内控基准模型及质量评价结果如表3所示。

该模型性能指数为99.7，表明模型鉴别准确率高。

表3心可舒片质量分析内控基准模型及质量评价

Tab.3 Internal control reference model and quality evaluation of Xinkeshu Tablets

2.3 心可舒片质量分析评价

将内控检验组5个批次的心可舒片样品的近红外漫反射光谱数据(编号Cx)分别替换内控基准组中的心可舒片样品的近红外光谱数据(编号Jx)，用TQ Analyst 8.0数据分析软件进行处理，计算内控检验组5个批次的心可舒片供试品到各单味药材的马氏距离值CMD(Cx)，根据某批次心可舒片供试品到各单味药材的马氏距离平均值CMD是否处于心可舒片质量分析内控基准模型中单味药材的马氏距离平均值JMD的置信区间内，对待测批次心可舒片供试品进行整体质量评价，结果如表4所示。若某批次心可舒片供试品的CMD值处于某药材的JMD置信区间内，检定该批次心可舒片内该药材符合质量控制要求(标记1颗星号)。某批次心可舒片供试品获得的星号愈多表明其质量愈好，获5颗星表示该批次心可舒片中5种药材的品质及含量均符合药品质量要求。

表4心可舒片质量分析评价

Tab.4 Analysis and evaluation of quality of Xinkeshu Tablets

CMD(Cx)CMD(C1)CMD(C2)CMD(C3)CMD(C4)CMD(C5)丹参89.8189.8375.1391.5585.65葛根91.0574.9469.2766.6257.86木香120.83104.0893.3095.1590.20三七69.2258.6253.4360.1459.23山楂89.7185.6474.0885.3472.37质量评价(P=99%)★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

由表4可知，编号C5(批次080910)心可舒片内葛根CMD(C5)值为57.86，超出心可舒片质量分析内控基准模型中葛根JMD置信区间范围(62.27～98.47)，表明该批次心可舒片内葛根不合格，判定该批次心可舒片质量不达标。用该方法建立质量内控基准模型后，日常进行待测药品的近红外光谱测量及数据处理可在3 min内完成，是一种简便、快速、可靠、实用的中药生产企业内控质量评价方法。

3 结论

基于近红外全息指纹图谱技术的心可舒片质量评价方法具有简便、快速、费用低、重现性好等特点，能可靠判断心可舒片的整体质量，为复方中药质量控制提供了新的思路。采用近红外全息指纹图谱用于心可舒片的质量评价，如果建立质量分析模型的代表性样品由中国食品药品检定研究院按照国药准字Z37020042文件监制心可舒片标准制剂(质量标准品)，则可建立心可舒片质量评价外控基准模型，用于各级药监机构监督评价各个厂家生产的心可舒片的质量。该方法的推广应用将有利于提高中药的质量控制标准，促进中药生产工艺的规范化，提高产品质量。