中药一致性评价关键技术——中药光谱量子指纹评价中药一致性的理论与应用

孙国祥，杨婷，孙万阳，张江镭，周恺宁，蒲道俊，陈振鸿（.沈阳药科大学药学院，沈阳 006；2.暨南大学药学院，广州 5062；.西南药业股份有限公司，重庆 0008；.新疆富沃药业有限公司，新疆 沙雅 82200）

中药是中华民族几千年文化的瑰宝，有着悠久的历史，经过数千年医疗实践，中药的安全性、有效性已得到验证，但是在国际上尚未得到普遍认可，未进入世界主要临床体系。在现有条件下，采用几个化学成分定量分析的方法无法适用于成分复杂的中药体系，很难找到中药质量标志物，也无法代表中药质量。要解决这一难题就需要建立质量控制新方法和新模式，加强中药质量评价的科学化与标准化。中药面临着伟大复兴，开创中药光谱量子指纹评价体系，有望把中药发展成为世界性医药文化的主体之一。目前，应用现代仪器分析手段，如2019年4月孙国祥教授提出基于中药整体化学成分系统的光谱量子指纹图谱技术是中药质量一致性评价的一种简捷新方法。量子指纹图谱概念始于中药的傅里叶红外光谱（FTIR）研究，其测定快速，指纹特征性强，是开展中药原料药和中成药质量控制的简单易行的方法，建立红外量子指纹图谱可使其定性和定量功能产生质的飞跃[1-9]，继而用于中药一致性评价。红外量子化过程本身就是对红外光谱的色谱化，量子峰参数赋值后具有色谱峰的基本信息。

1 中药红外光谱指纹图谱

中药具有复杂性，大部分中药材药效成分不明确，在实际工作中多针对其中含量较多或特征指标成分定量，而红外光谱能全面有效地反映各类型化学单键和不饱和化学键的整体信息，因此通过红外量子指纹图谱能有效地反映中药整体化学成分的质量[10-14]。经特殊溶剂提取的红外光谱指纹图谱量子指纹化后能鉴别药材质量特征，如药材的种属、形态、产地和采收期等；能对药材重要活性成分进行识别、定性和定量，它能按照官能团量子指纹特征峰类型对化合物进行官能团分类的定性和定量分析，尤其是对能反映中药质量并可作为质量控制的指标成分的定性和定量，简便快捷，测试成本低。建立红外量子指纹图谱要进行仪器精密度、方法重复性、样品稳定性、线性范围、定量限和检测限的考察，以确保该方法的可靠性和专属性，全面有效地反映药材的质量和药效。红外量子指纹图谱改变了红外光谱的连续性特征，变成了分立的量子指纹峰，为建立中药红外量子指纹图谱提供了大量特征信息数据，对其精确分析进行评价可揭示数据背后的质量变异而作为中药进行的质控依据。研究中药红外量子指纹图谱对中药定性定量能适应中药信息质控要求，也是数字化中药红外量子化的现代中药质量控制模式和一种重要技术工具与强有力的技术载体平台。

1.1 中药红外光谱指纹图谱原理

红外光谱主要反映C-H、O-H、N-H、C-C等饱和键的结构信息，不饱和化学键所产生的红外吸收峰信息并不多。几乎所有有机化合物都有红外吸收信号，因此将中药看成多种有机化合物构成的简单混合物，红外光谱指纹图谱可以对其中所含有机化合物进行整体定性定量分析。中红外光谱分析技术在药物的官能团鉴定方面有着广泛作用，特征信息丰富使其主要用于定性鉴别，但实际应用却忽视了其整体定量功能。近红外光谱应用于定量检测较多，但需要烦琐的数学建模工作。中药原料药物和制剂中包含上百种化学物质成分，测定一定波数范围中红外指纹图谱和近红外指纹图谱能获得其总化学组分叠加信息，可作为整体定量鉴定中药质量的技术手段。中红外光谱能定量检测中药中饱和与不饱和化学键的总信息，尤其是表征单键性质（占光谱的80%以上）。在确定温度条件下，在400～4000 cm－1中红外区和4000～12 000 cm－1近红外区图谱能对饱和化学键能产生很好的响应，这为中红外指纹图谱定量检测中药整体化学物质组分提供了重要的基础保证。中药红外光谱指纹图谱的特点有：① 很多物质在近红外区域的吸收系数小，故样品无需用溶剂稀释即可以直接测定，便于生产过程的实时监测；② 适用于漫反射技术，近红外区内光散射效应大，且穿透深度大，使得近红外光谱技术可以用漫反射技术直接测定样品，中红外区也可以用漫反射法ATRS法测定；③ 近红外光可以在玻璃或石英介质中穿透；④ FTIR和近红外光谱可以用于样品定性，也可以得到精度很高的定量检测；⑤ 测定中药材及制剂的固体粉末的中红外光谱，不需用有机试剂提取分离，与干燥的溴化钾粉末压片后可直接进行检测鉴定和定量分析。

1.2 中药红外光谱量子指纹化原理

1.2.1 光谱量子指纹概念与特征 记录不同红外波长（λ）单色光照射物质时对红外光产生的吸光度（A）则得A～λ红外吸收连续光谱。因连续曲线抹杀了红外光量子被吸收的特征，红外量子指纹图谱把红外吸收光谱看成是依次对红外光子的吸光点到基线（A＝0）的垂线集合，把连续红外波长（波数）的对应纵坐标合并成简单线状量子谱。红外量子指纹图谱的基本属性如下：

① 红外量子指纹的平面性：把基线（A＝0）到吸收顶点连线称为红外单量子指纹谱，红外吸收光谱则变为顺序排列的基线垂线绘制而成的黑色平面图；② 红外量子指纹的加和性：把n＝j个波长对应的吸光度加和赋值到最后一个波长上的吸光度上，称为红外吸光复量子指纹（峰高不变或为合并点最大吸光度），则吸收光谱可变成垂直基线（A＝0）的分散线状或棒状复量子指纹线谱；③ 红外量子指纹的单一性：红外吸收光谱用量子指纹线谱表示，不同波长对应的量子指纹是具有专属性的，其顶点连线为原始吸收光谱；④ 红外量子指纹的特征性：量子指纹图谱能简单明确地表达红外光量子被吸收的特征，是吸收光谱真实的还原表征和简化描述；⑤ 红外量子指纹的定量性：红外量子指纹峰符合朗伯-比尔定律，无论是单量子指纹还是复量子指纹，因此可进行定量分析；⑥ 红外量子指纹的拓展性：红外量子指纹技术可拓展到任何连续信号曲线的量子化处理，如NIR、热重分析（TG）、DSC、电化学指纹图谱等。

1.2.2 红外量子指纹信息化赋值规则 红外量子指纹是采用不同的吸光度点进行合并的方法，量子指纹峰包括：峰号（Pkn），峰位（σi），半峰宽（W1/2），峰高（Hi），峰面积（A），峰面积百分比（P%），能执行峰匹配，能进行整体定性和定量计算，符合国际通用的*.cdf文件特征，b为合并点总数，见（1～3）式。红外量子指纹峰点信息是进行红外量子指纹一致性评价的物理基础信息，是对光谱连续信号量子化的物理信号进行数字信息化赋值处理的结果。红外量子化不单是连续信号进行线状化变化过程，更重要的是对产生连续信号图谱的物质基础所反映和表达的物理信息的整合与简化。红外量子指纹峰信息化是进行红外量子指纹计算的物质基础，是信息化处理的核心技术。因此红外光谱量子化是一个数字化赋值过程。红外量子指纹的定性定量结果基本与合并点数多少无关或影响甚微，原因在于是对原始信息的并合操作具有加和性。因此红外量子化是一种把连续信号进行色谱量子峰的变换过程，红外量子指纹峰点具备国际分析学会定制的*.cdf文件的基础信息。红外量子化是一个数字化赋值过程，是对连续信号数字化、全值信息化、原始信号完整化的色谱化变换。该方法完全适合于紫外光谱、DSC曲线和电化学指纹图谱。

1.2.3 红外量子指纹操作 红外光谱包括紫外光谱吸收光谱曲线，以及其他连续信号（DSC）的*.csv与*.txt原始文件导入“中药光谱量子指纹一致性数字化评价系统4.0”软件，可执行表1中的量子化操作命令，实现量子指纹化。2019年4月孙国祥教授提出并开展中药FTIR、UV及DSC方面的量子指纹方法研究，2020年10月拓展到中药电化学指纹图谱的评价。

表1 量子化命令和功能Tab 1 Quantized command and function for quantum fingerprints

1.2.4 中药红外指纹图谱的测定 获取中药红外光谱的方法有：① 溴化钾压片法，中药取样量推荐为6 mg（线性范围考虑在1～12 mg，取样量太低，会导致称量误差太大），该法定量准确度高；② 液体池法，需要扣除溶剂的红外吸收；③ATRS法，获得红外光谱的定量特征容易产生一定的误差，需要进一步研究。主要推荐前两种方法测定中药FTIR光谱。

图1 香烟的近红外光谱（A）与量子指纹图谱（B，a＝b＝20）及复方甘草片的FTIR光谱（C）与量子指纹图谱（D，a＝b＝10）Fig 1 Near-infrared spectrum（A）and quantum fingerprint of cigarette（B，a＝b＝20）and FTIR spectrum（C）and quantum fingerprint of compound licorice tablet（D，a＝b＝10）

图2 复方甘草片的FTIR量子指纹图谱Fig 2 FTIR quantum fingerprint of compound licorice tablets

1.2.5 红外量子指纹定性定量计算 连续红外光谱和连续仪器分析信号经量子指纹变换后获得的量子指纹信息能执行符合复杂性科学规律的系统指纹定量法进行整体定性定量计算。用宏定性相似度Sm对红外量子指纹定性鉴别计算；用宏定量相似度Pm（经称样量校正）对红外量子指纹整体定量计算，见（6～8）式，其中yi代表标准量子峰积分面积，xi代表被测量子峰积分面积。光谱量子指纹图谱实质上是对光谱进行色谱化赋值过程，是一种数学处理方式，原理是光谱吸光度的加和性。不同数据点合并量子化后，整体定量误差的差别很小。

2 中药紫外光谱指纹图谱（UVFP）

UVFP是反映中药化学组分中的π→π*，n→π*和n→σ*化学键价电子跃迁信息，是不同化学物质紫外光谱的叠加，因此UVFP能定性定量评价具有不饱和化学键和长共轭体系化学物质的整体质量。以UV光谱各点为评价单元（190～400 nm）对中药进行整体定性定量分析，由于不同的化学成分体系紫外吸收曲线具有指纹特征，故UVFP可用于中药及其制剂质量鉴定。在建立对照指纹图谱后用系统指纹定量（SQFM）法对样品进行质量评级。UVFP能弥补单一紫外波长或几个紫外波长检测时对不饱和键的信息缺失，避开溶剂的末端吸收，UVFP具有全信息特征。众多研究人员使用UVFP研究各种样品之间的异同，如半夏药材、丹皮、复方丹参片滴丸、热毒宁注射液甚至不同种类醋等[15-20]，均证明UVFP对反映样品信息具有特异性。

2.1 中药UVFP测定装置

使用自动进样HPLC，管路采用流动注射分析（FIA）方式采集UVFP，即用空管路替代色谱柱（Peek tube 长5000 mm，i.d.0.12/0.18 mm），以 DAD 采集在线紫外信号至样品无吸收为止（通常190～400 nm），在 Agilent 1100（1260）高效液相色谱系统下完成分析。该系统流动相与试样间混合状态高度重现，具有稳定和极高重现性的特点。该方法单针测定样品可在1 min内完成，快速、准确。

2.2 标准（对照）UVFP生成方法

标准（对照）UVFP 生成方法有两种：

① 平均值法：采用 15 批以上有代表性的中药原料（药材、提取物、配方颗粒等）或各类中成药经优化的提取方法获得的供试液所测得紫外光谱全峰点通过均值法计算得到标准（对照）UVFP，是一个平均化模式；② 用道地药材（标准药材）或标准中成药制剂的2～6份供试液直接进样测定标准（对照）紫外 UVFP，一般为测定6 张紫外光谱指纹图谱的平均化模式。第二种方法更可取，更易实现随行对照定量（随行对照测定时为双样双针以上测定）。通过单标或双标校正法来排除不同仪器间的系统误差，所建立的对照 UVFP 可作为直接定性定量分析的标准依据，因此建立紫外指纹系统的单标或双标校正法技术可实现对紫外光谱指纹在质量控制和一致性评价的广泛应用。

2.3 紫外指纹定量法（QUFM）

QUFM是以光谱点为计算单元，用宏定性相似度Sm监测紫外指纹数量和分布比例，见（6）式；用宏定量相似度Pm监测紫外指纹含量状况及多成分紫外吸收叠加状况，见（7）式，同时用变动系数α限定紫外指纹变异性，见（8）式，它代表以C计量的P的误差大小。xi与yi分别为样品和对照UVFP各峰点吸光度，mRFP和mi分别为对照UVFP和样品的进样质量。用Sm、Pm和α鉴定中药质量为经典的8级质量分类法，也可以用限度法进行控制。QUFM能弥补红外指纹法对不饱和化学键的检测信息缺失，一般不饱和化学键对红外指纹的贡献率约为20%。QUFM适用于红外和紫外光谱的量子化指纹对中药质量的一致性评价和控制。

2.4 紫外光谱、红外光谱、色谱联用模型

中药中有紫外吸收的化合物总质量约占中药成分的20%左右，因此中药成分的80%并未得到有效检测（单一紫外波长检测的HPLC指纹图谱反映的成分质量则更少）。中药红外光谱指纹图谱反映的不饱和化学键约占图谱面积的20%左右。紫外（190～400 nm）和红外光谱（400～4000 cm－1）联用控制中药质量的一个基本控制模型见（9～11）式，其中最常用的红外光谱联用系数η≈0.8，这一数值也可以通过HPLC紫外定量数据和红外光谱的试验数据来测定后再确定。HPLC指纹图谱的检测数据本质上仍然只是对中药中不到20%质量的物质组分进行质量控制。因此用紫外检测的HPLC指纹图谱和紫外全指纹谱及红外光谱指纹图谱三者联用技术的融合模式见（12～14）式，其中是HPLC多波长 HPLC 指纹图谱经 SQFM 评价后的融合结果参数，紫外和红外光谱总联用系数仍为η≈0.8，也可以通过试验数据测定。因此由HPLC控制的中药质量必须补偿80%以上光谱控制的质量份额，才具有整体质量控制的倾向和科学性意义。色谱和光谱联用建立的基础应该在HPLC检测条件的多指标成分的精准定量完成后，进行综合评价中药质量。

中药红外光谱和紫外光谱突出反映了两类宏观定性定量信息，以红外光谱对紫外光谱检测的信号信息进行全方位补偿。第一步，以红外光谱能够检测80%单键信息补偿紫外光谱仅检测20%不饱和键的单一功能。两者按（9～11）式η权融合后评价中药光谱指纹反映的整体质量。第二步，采用多波长HPLC综合指纹图谱与光谱指纹图谱综合整合，即用五波长下三参数平均值和值与两类光谱法Sm-IRUV、Pm-IRUV和αm-IRUV按（12～14）式η权融合后重新评价中药质量。由于红外光谱突出反映化学指纹单键信息，因此色谱和光谱指纹谱综合定量评价结果更准确。充分利用平行五波长HPLC定量指纹图谱（PFWHPLC-FP）和IRUV指纹谱联合鉴定中药质量，具有全面、充分和准确可靠的特点，可为中药质量控制和一致性评价实践提供重要方法。

2.5 紫外全指纹定量法的双标校正原理（见图3）

图3 紫外全指纹定量法双标校正原理图Fig 3 Schematic diagram of double-standard calibration of UV fingerprint quantitative method

在紫外全指纹定量法中双标校正原理为：

① 把建立紫外RFP系统称为第一色谱系统（the first chromatographic system，FCS）， 也称初指纹系统（色谱系统1）。选择两个固定浓度的对照品（C1，C2），测定其色谱峰面积（A1，A2），则分别计算得到（f1，f2，fd1），见式（15～17），分别称为标1，标2和双标在初指纹系统的定量校正系数，三者越大表明灵敏度越大。建立RFP对应测试样品质量或浓度，可用称样量用mRFP（g）或质量浓度表示[CRFP＝mRFP/V（mg·mL－1）]，这是紫外全指纹定量法的重要特征质量参数。

② 把发生显著变动后的色谱系统称为第二色谱系统（the second chromatographic system，SCS），也称新指纹系统。仍然选择前面的两个固定浓度的对照品溶液分别为C1’，C2’，测定其色谱峰面积分别为A1’，A2’，分别计算得到（f1’，f2’，fdi），见式（18～20），分别称为标1，标2和双标在新指纹系统的定量校正系数，三者越大表明灵敏度越大。

③ 双标相对定量校正因子（fqi）把新指纹系统与初指纹系统的绝对定量校正因子之比称为相对定量校正因子，见（21～23）式，一般在0.97到1.03，说明两个系统定量误差基本在±3%以内，fqi越接近1越好。设立这个相对定量校正因子的初衷是考虑把 RFP 系统定量性质平移到新色谱系统。经过双标校正后，在第一个色谱系统建立的紫外全指纹定量标准就可以直接对校正后的系统进行定量分析。在新测定色谱系统下，Pm’＝Pm/fdi，是用已建立的标准直接计算测定样品的定量相似度。

④ 全紫外光谱校正法，如果使用标1和标2的全紫外光谱进行校正，应该计算新指纹系统标1指纹图谱与初指纹系统标1紫外光谱作为标准指纹的宏定量相似度，并考虑浓度改变C1，C1’校准值，见（24）式，同法处理标2并计算双标校正因子见（25～26）式。

2.6 UVFP主要类型和特点

依据中药样品提取方法，可建立水溶性成分UVFP、脂溶性成分UVFP、全成分UVFP及特征有效组分群UVFP。提取方法的恒定性决定UVFP的稳定性和重现性特征。UVFP具有测定快速（测定中药混合液的DAD在线光谱的分析时间＜1 min），稳定性和重现性好，定量信息丰富（因波长范围宽190～400 nm），定量准确度高和数字化特征显著等特征。因此UVFP尽管定性特征性单一，但所提供峰点的定量信息具有全面性和整体性，其能全面反映中药中化学成分中不饱和化学键产生的定量叠加全信息，从整体角度考虑其比HPLC紫外单波长检测的指纹图谱具有更全面和更准确的特点。其分析方法价廉、数据信息全面易得。用不同溶剂提取样品，如水、无水乙醇、甲醇、氯仿、石油醚、环己烷，以及提取溶剂中加入一定比例的助溶剂十二烷基硫酸钠（SDS）或者环糊精都是提高提取效率的方法。测定UVFP时最好每1 nm或0.5 nm波长采集一个紫外光谱数据点。

2.7 光谱量子指纹图谱评价软件

“中药光谱量子指纹一致性数字化评价系统4.0”是国内外第一个针对红外光谱和紫外光谱以及DSC曲线等连续信号曲线进行量子指纹化操作的计算机评价软件，导入文件格式为*.csv文件和*.txt文件，均能实现“1.2.3”项下的全部量子指纹操作，这些方法均适用于连续信号文件曲线的量子指纹信息化的数据赋值处理。能执行量子指纹的系统指纹定量法对中药进行质量一致性评价。该软件与FTIR和THz光谱仪形成整合系统如下：“LZ9000FTIR中药红外量子指纹一致性评价系统”和“LZ9000THz中药太赫兹量子指纹一致性评价系统”。主要使用药都（本溪）一致科技有限公司开发的“中药光谱量子指纹一致性数字化评价系统4.0”软件，中药企业可选以上系统作为中药快速检验和评价综合质量的方法之一。

3 咳特灵光谱量子指纹图谱研究

咳特灵原名榕扑慢支合剂，是一种中西复方制剂，由广州市红十字医院与广州市药检所于20世纪70年代初发明，是攻克老年慢性支气管炎、慢性气管炎中的一项重要科研成果，1981年经广东省卫生厅批准更名为咳特灵片（胶囊）。尽管目前有多种评价方法用来控制它的质量，但现有方法费时费力且成本较高，为了探索更优的评价方法，本研究采用FTIR、UV、DSC进行整合评价不同来源的17批咳特灵胶囊样品质量。咳特灵胶囊S1～S2来自厂家A，S3～S5来自厂家B，S6～S9来自厂家C，S10和S11来自厂家D，S12～S13来自厂家E、S14、S15、S16、S17分别来自厂家F、G、H、I。光谱级的KBr来自大茂化学试剂（中国天津）。

3.1 仪器和分析条件

3.1.1 FTIR分析 使用iCAN-9傅里叶变换红外光谱仪（中国天津能谱科技有限公司）、C0-400液压机（振达工具）进行了FTIR光谱实验，波数范围为4000～500 cm－1。收集光谱并扫描32次，光谱分辨率为8 cm－1，测量过程室温保持25℃。

3.1.2 UV分析 UV光谱数据由Agilents 1100型液相色谱仪（美国安捷伦）获得，该系统配备DAD检测器和中空的PEEK管（5000 mm×0.12 mm）。光谱范围设置为190～400 nm，间隔为2 nm。以流动注射分析法为分析方法，以乙腈-水（50∶50，V/V）溶液为载体，温度（35±0.15）℃，流速0.6 mL·min－1，进样量3 μL。

3.1.3 DSC分析 采用DSC-500B（上海研锦科学仪器有限公司）进行DSC分析，使用铟、锡和锌标准物质对设备进行校准。将5 mg样品放入坩埚中，在加热速率为10℃·min－1时测量在40～500℃的热流率数据。每个样品重复3次以确保准确性。

3.2 样品制备

3.2.1 FTIR样品 精密称取6 mg胶囊内容物和150 mg干燥KBr超细粉分别放入玛瑙研钵中，充分混合并研磨。准确称取100 mg混合物，转移到模具中，在15 MPa下按压3 min使其成均匀薄片，扣除背景干扰后记录相应的光谱图。

3.2.2 UV样品 取胶囊内容物混合均匀，然后精确称取0.4 g，向其中加入80%甲醇10 mL，超声10 min后得到原液，测定时将原液稀释50倍。

3.2.3 DSC样品 取胶囊内容物混合均匀，精确称取5 mg，将其放入铝坩埚中并使其分布平整均匀。

3.3 结果和讨论

3.3.1 FTIR指纹分析 FTIR仪器精密度通过对同一样品连续测试6次而获得，重复性通过分析从一个批次样品制备的6份样品提取物来检查。接着利用样品指纹图谱宏定量相似度Pm对方法进行验证，Pm的RSD值小于0.44%，表明该方法可行。

在4000～400 cm－1内检测17批咳特灵胶囊的FTIR指纹图谱并进行9点平滑，见图 4A。推断出2924 cm－1处的峰和2862 cm－1是脂肪族-CH3和-CH2的伸缩振动峰，2361 cm－1是脂肪族三键的伸缩振动峰，1607 cm－1峰归因于C＝O多酚羰基和C＝C芳环的伸缩，1518 cm－1是碳芳香环骨架的伸缩振动峰。O-C吸收峰在1253 cm－1和1022 cm－1，776 cm－1为-CH的面外弯曲振动峰。

3.3.2 FTIR-QFP建立与评价 分别采用b＝5、10、20和50点定点合并法生成量子指纹图谱，并使用t检验进行统计分析，发现不同合并点数的结果差异无统计学意义，最后确定选择10点融合技术（最大峰高法）生成量子指纹图谱得83个峰，见图 4B。结果17批咳特灵胶囊的Sm高于0.928，Pm范围为56.2%～51.7%，见表1。样品被分为6个等级，其中8个批次（S3、S4、S5、S6、S7、S10、S12、S13）≤4级，7个批次（S1、S2、S9、S11、S14、S15、S17）为5～6级，只有2个批次（S8和S16）为7级或8级，见表2。从图 4A可以看出，同一厂家不同批次的光谱基本相同，而不同厂家FTIR光谱差异较大，这表明FTIR及其量子指纹图谱可用于制剂质量等级评价。

图4 FTIR指纹图谱（A）及FTIR量子指纹图谱（B）Fig 4 FTIR fingerprint（A）and FTIR quantum fingerprint（B）

表2 3种量子指纹图谱分别评价咳特灵胶囊质量结果Tab 2 Three quantum fingerprints in evaluating the quality of Keteling capsules

3.3.3 UV指纹分析 精确吸取3.0 μL 的S1供试品溶液，以0.6 mL·min－1的流速用于紫外检测。进样6次并记录色谱图来评估仪器精密度。平行制备6个S1样品供试液，分别测试以评估方法重复性。在供试品溶液准备后的0、0.5、1、1.5、2和2.5 h将3.0 μL S1进样并记录色谱图进行稳定性分析。在250 nm处的峰面积和保留时间的RSD均小于1.5%，结果表明本方法符合要求。

3.3.4 UV-QFP建立与评价 17批咳特灵胶囊的UV见图 5A，使用定点合并法2点融合技术获得紫外量子指纹图5B（32个量子指纹峰）。17批样品UV-QFP在190～400 nm内被清晰区分，尤其是来自不同厂家的样品指纹信息差异相对较大。样品分析结果显示Sm均高于0.975，但Pm变化很大，样品分为5个等级，其中13批样品（S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16）属于7级和8级，4批样品低于4级（S1、S2、S3和S17）。一方面，质量等级显示不饱和化合物含量的波动，这可能是由于在检测波长范围内各种物质的含量明显不同造成的。另一方面，UV-QFP评价结果与其他评价结果之间的差异可能是由于非共有组分、不饱和键和发色团对UV光谱的影响。这进一步说明使用单一检测技术单方面提供化学模式或特征，会限制中药整体的综合质量评价结果。

图5 UV指纹图谱（A）及UV量子指纹图谱（B）Fig 5 UV fingerprint（A）and UV quantum fingerprint（B）

3.3.5 DSC分析 为了探索合适的咳特灵胶囊DSC检测条件，对加热速率和重量分别进行了考察。首先精密称取5.0 mg内容物，加热速率分别为5、10、20℃·min－1测定DSC谱。结果表明加热速率过高或过低都会影响峰位的识别。随着加热速率增加，放热峰形状变大，并向高温区移动。通过比较不同升温速率曲线，确定选择10℃·min－1作为加热速率。然后分别称量2.25、4.09、6.05、8.21、10.17和12.07 mg样品进行测试，以样品质量为自变量，与Pm进行线性回归得回归方程为Pm＝8.39m－42.32，r＝0.9932。结果表明，在2.25～12.07 mg内样品质量与Pm呈现良好的线性关系。通过比较，最终选择峰位适中、峰形良好的条件（取样5.0 mg）进行DSC试验。

3.3.6 热重变化和状态变化的过程分析 DSC试验中17批咳特灵胶囊的DSC曲线见图6A，均有三个阶段，显示一个吸热峰和两个放热峰。吸热峰66～101℃是样品吸附水的蒸发。第一个放热峰位于228～352℃，第二个放热峰位于359～496℃区域，两个放热峰都伴随着样品质量显著下降。结合峰值及样品实时状态显示，均由样品热分解导致，第一个放热过程产生焦化现象，第二个放热宽峰是因样品燃烧所致。

3.3.7 DSC-QFP建立与评价 通过b＝100点的定点合并法得到17个样品DSC图见图 6A，其DSC-QFP见图 6B，并将其划分为5个质量等级，见表 1。其中Sm＞0.863，Pm范围为73.5%～126.6%，结果表明DSC揭示的质量等级跨度反映了所有样品总化学物质的变化特征，能够反映样品全物质的相似程度。

图6 DSC指纹图谱（A）和DSC量子指纹图谱（B）Fig 6 DSC fingerprints（A）and DSC quantum fingerprints（B）

3.4 FTIR-QFP、UV-QFP和DSC-QFP的整合评价

本文按照（9～11）式采用FTIR联用系数η≈0.8融合模型评价结果见表3，以此表征咳特灵胶囊全物质组分的质量评价。DSC反映的是全物质质量的相变过程，所以使用DSC和IRUV的结果进行等权融合，从而得到以全物质组分为基础的两种原理的综合评价结果。

表3 FTIR＋UV融合和3种量子指纹整合评价结果Tab 3 Integrated evaluation of FTIR＋UV and 3 quantum fingerprints

IRUV整合结果显示所有样品Sm高于0.942，Pm分布于65.1%～150.1%，这表明所有样品的定性相似度很高，同时Pm仍然能够对样品进行有效地区分质量。3种光谱量子指纹图谱整合IRUV-DSC（1∶1）的Sm均大于0.885，Pm位于81.0%～127%，见图7，3种量子指纹图谱的融合IRUV-DSC（1∶1）评价结果中和了单一或者两种图谱整合评价结果，具有更科学更准确的特点。

图7 FTIR＋UV整合和3个量子指纹图谱的整合的评价等级图Fig 7 Integrated evaluation ranking of FTIR＋UV integration and 3 quantum fingerprints

4 结论

采用指标化学成分定量分析无法适用于复杂中药体系，很难找到中药质量标志物，也根本无法代表中药质量。建立质量控制新方法和新模式，探寻中药质量评价的科学化与标准化十分重要。

应用现代仪器分析手段，基于中药整体化学成分系统之上的光谱量子指纹图谱技术是中药质量一致性评价的一种简捷新方法。量子指纹图谱概念始于中药红外光谱研究，特别是FTIR测定快速，指纹特征性强，是开展中药原料药和中成药质量控制的简单易行方法，红外量子指纹使其定性和定量功能产生质的飞跃。UV只能检测带有长共轭体系的非饱和化合物含量，但FTIR主要揭示化合物中单键的伸缩振动峰和单键为主的转动能级跃迁。因此将UV指纹图谱与FTIR指纹图谱相结合可以有效相互补充。DSC主要反映物质相变，可监测全部物质在相变过程中能量吸收或释放，补充及弥补UV和FTIR无法检测到的整体物质。总之，由于检测角度、范围和化合物的差异，单一FTIR、UV、DSC指纹图谱方法可能会导致评估结果出现偏差，因此，基于3种检测方法获得量子指纹图谱进行整合策略，是考虑到全部物质的物理变化和能量变化的总特征，是一种更优越的全质量控制方法。光谱量子化操作过程本身就是对光谱连续信号的色谱化处理，是一种观念和概念创新，中药光谱量子指纹图谱用于中药一致性评价大有可为。