紅外光譜檢驗中藥摻雜化學藥品的方法
2023-12-05 12:42:56 1
專利名稱：紅外光譜檢驗中藥摻雜化學藥品的方法
技術領域：
本發明涉及一種紅外光譜檢驗中藥摻雜化學藥品的方法，屬紅外光譜分析的技術領域。
背景技術：
中藥中摻雜化學藥品的現象由來已久，且有愈演愈烈之勢。由於摻入的化學藥品的種類、數量、毒性等信息不為人所知，該藥物的安全性根本無法保證，嚴重危害人民健康，且擾亂了藥品市場的正當有序競爭，最終將影響到中藥產業的可持續發展。
中藥摻雜化學藥物樣品的主流檢測方法是色譜—質譜聯用技術，但由於它們的購置與運行成本昂貴、操作技術要求高等原因，普及性存在一定問題。出於基層打假經常性的大範圍篩查樣品的需求，需要有一些準確、快速、簡便的方法。中國科學院上海技術物理研究所等單位聯合申請的專利《用紅外光譜檢測中藥中化學藥物的方法》(公開號1487280，
公開日2004.04.07)，就是按此需求發明的。該方法不經化學提取分離，直接利用紅外光譜法進行中藥摻雜化合物的判別。該方法的數學本質是紅外光譜差譜—導數光譜最小值法，該方法的前提假設是純中藥樣品的紅外光譜比較平緩，屬緩變信息，而摻入的化學藥物的紅外光譜比較尖銳，快變信息。分析檢驗完全符合這個前提假設的樣品時，獲得了較準確的判別結果。
儘管如此，該方法的缺點也是非常明顯的，計有(1)該方法的「純中藥樣品的紅外光譜比較平緩」的假設存在一定的問題，因此在某些樣品的分析檢驗中存在較大的誤差。尤其許多中藥都是藥材提取物入藥，其中的許多成分都已經達到一定量，如至少千分之幾或百分之幾甚至更多，因此很多情況下純中藥樣品的紅外光譜未必平緩，摻雜物的許多特徵峰都是與這些並不平緩的中藥的藥材提取物峰重疊的，而且因為沒有陰性對照樣品，在哪裡發生峰位重疊也是未知的，這使該方法的根本前提假設受到動搖。尤其是當藥物中還摻有一定量的非中藥的化學藥物時，這種重疊現象就更為嚴重，分析檢驗的精密度就更差了。
(2)理論上應該選擇紅外光譜的緩變譜段，放棄快變譜段才能使該方法的基本假設得到滿足，才能得到較理想的分析檢驗結果，但該方法卻採用全譜段計算，未能也無法對紅外光譜譜段進行合理選擇，因此計算得到的含量因子值是所有緩變、快變譜段的折衷值，而偏離真值的方向和幅度皆不可知，通常偏離真值的幅度較大。
(3)摻雜中藥T2與化學藥物T1的紅外光譜峰的導數光譜值是有正有負的，從摻雜中藥T2中局部減去化學藥物T1的正的導數值固然使導數光譜求和值S降低，但減去化學藥物T1的負導數值的效果卻是使導數光譜求和值S值增大，因此方法最終得到的導數光譜求和值S的最小值其實包含了一些導數光譜求和值S值的增大(偏移)效應，而不是純粹意義的導數光譜求和值S的最小值。這種效應在摻入量較大時可以忽略，但當摻入量較少時，忽略則帶來了較大的誤差，甚至導致誤判。越來越多的實際情況恰恰就是少量摻入。
正因為存在上述的缺陷，使該方法未能在打假工作中得到大範圍推廣。
發明內容
本發明要解決的技術問題是推出一種紅外光譜檢驗中藥摻雜化學藥品的方法。該方法克服了背景技術的缺點，降低了誤判率和漏判率，實現了較準確的判別。
為解決上述的技術問題，本發明採用的技術方案是利用計算紅外光譜差譜的局部直線性的方法，從所有差譜譜段中篩選出局部平緩的譜段進行計算，而且差減終點的計算方法，即摻雜含量的計算方法不存在偏移效應。
現詳細說明本發明的技術方案。一種紅外光譜檢驗中藥摻雜化學藥品的方法，需在傅立葉變換紅外光譜儀內實施，紅外光譜儀通過接口與計算機連接在一起，計算機的ROM中存儲有控制和指揮CPU執行以下操作的程序記錄待測中藥和與待檢中藥有相似功能的化學藥品的紅外吸收光譜A1和A2、對化學藥品的紅外吸收光譜A2進行標峰處理、對化學藥品的每一個吸收峰進行差譜直線擬合回歸係數計算、含量因子逐步遞增計算、∑Abs(r)最大值計算、求出待測中藥樣品中化學藥品的預測含量百分比zp值，其特徵在於，具體步驟如下第一步將待測中藥研磨形成細小粉末，再將這些細小粉末約3mg與KBr粉末約300mg均勻混合，將混合粉末以10噸壓力壓片，形成薄片樣品，同法製得與待檢中藥有相似功能的化學藥品的薄片樣品，利用傅立葉變換紅外光譜儀對上述樣品進行常規的紅外透射光譜測量，進而分別轉換成待測中藥和化學藥品的紅外吸收光譜A1和A2；第二步對化學藥品的紅外吸收光譜A2進行標峰處理，選擇強度大於最強峰10％的吸收峰進行後續計算；第三步對化學藥品的每一個吸收峰進行下述計算r＝correl(A1-zA2)其中z為含量因子，r為該吸收峰位處紅外吸收光譜差譜的直線擬合回歸係數；第四步設置z取值範圍為0％～100％，按0.01％的間隔逐步遞增，計算所有含量因子下每個吸收峰的r值；第五步取所有Abs(r)＞0.999的吸收峰的含量因子，計算這些峰的∑Abs(r)最大值，對應的含量因子zp即為預測含量百分比；第六步如果zp＜0.5％，該值已低於紅外光譜法的檢測限，則可判定待測中藥中未摻雜化學藥品，如果zp＞1％，則可判定待測中藥中摻雜化學藥品，如果0.5％＜zp＜1％，則可判定待測中藥中可能摻雜化學藥品，需進行樣品提取後再行測定或採用其他方法進行確證。
上述技術方案的工作原理基於以下事實任何純中藥的紅外光譜中存在許多局部直線段。由於紅外光譜的加和性，如化學藥品在這些局部直線段有吸收峰的話，必然使這些局部直線段的線性降低。此時將化學藥品的信息扣除，就能使這些局部線段回復到直線水平。對於純中藥的紅外光譜不是直線的局部譜段，化學藥品信息的加入理論上也能使其線性發生變化，但按上述步驟計算得到的含量因子z會隨著這些非直線段的曲率不同而離散地分布，偏高或偏低於實際的含量百分比。只有那些原本為直線的局部直線段，計算得到的含量因子z會相對地集中於真實的含量百分比，即∑Abs(r)最大值對應的含量因子z附近，即為預測含量百分比zp值。
與背景技術相比，本發明的方法具有以下優點1、不再基於「純中藥的紅外光譜都是平緩的」這樣一個與實際不甚相符的假設，而是尋找局部直線段。不論是中藥材提取物入藥，還是其中含有其他化學藥品，局部直線段都是大量存在的，所需的只是尋找出這些局部直線段。
2、計算差譜直線性從而尋找出局部直線段以後，由於本方法是對各個吸收峰單獨處置而不是全譜段計算，即不再是所有緩變譜段、快變譜段的折衷值，也不是所有直線段、非直線段的折衷值，因此預測結果更接近真值，即使有少許的偏離，偏離的方向、幅度等也是可知和可控的。
3、計算局部直線段回歸係數的方法，不存在背景技術中差減導數光譜值有正有負的原因而導致的偏差，∑Abs(r)最大值是真正意義上的最大值，相應的預測結果更準確。尤其是當摻雜量很少或未摻雜時，這種準確性可以大大降低漏判率和誤判率。
4、各種化學藥品有各自的紅外光譜特徵峰，除少量重疊或交叉外，絕大部分吸收峰的位置與強度及其組合信息都是專屬於該種化合物的，因此通過各自的局部直線段的篩選，可以實現多種懷疑摻雜化學藥品的同時檢出，即「一譜多檢」，檢測效率高。
圖1是鹽酸芬氟拉明(上)和鹽酸西布曲明(下)的紅外透射光譜圖。
圖2是摻雜藥物(上)和未摻雜藥物(下)的紅外透射光譜圖。
具體實施例方式
下面以3種減肥類中藥為實施例，結合附圖進一步對本發明的技術方案作詳細的說明。
實施例1待測中藥為一種減肥類中藥將待測中藥研磨形成細小粉末，再將這些細小粉末3mg與Kbr粉末300mg均勻混合，將混合後的粉末以10噸壓力壓片，形成薄片樣品；同法分別製得減肥類化學藥品鹽酸芬氟拉明(HF)、鹽酸西布曲明(HS)的薄片樣品。利用傅立葉變換紅外光譜儀對上述樣品進行常規的紅外透射光譜測量，進而轉換成吸收光譜A1、A2(HF)、A2(HS)。
對照上面的操作步驟，依次經過標峰處理、差譜直線擬合回歸係數計算、含量因子逐步遞增計算、∑Abs(r)最大值計算，最終分別得到樣品中鹽酸芬氟拉明、鹽酸西布曲明的預測含量百分比zp值。鹽酸芬氟拉明的zp值為0.0020(即0.20％)，判別結果為「該樣品未摻雜鹽酸芬氟拉明」；鹽酸西布曲明的zp值為0.0994(即9.94％)，判別結果為「該樣品摻雜了9.94％的鹽酸西布曲明」。兩個結論與標準測量方法的檢驗結果一致，如表1所示。
背景技術：
得到的結果為鹽酸西布曲明的含量因子為0.0884(即8.84％)，與標準測量方法的檢驗結果基本一致；鹽酸芬氟拉明的含量因子為0.0112(即1.12％)，導致誤判。
實施例2待測中藥為第二種減肥類中藥操作步驟與實施例1完全相同，結果見表1。鹽酸芬氟拉明的zp值為0.0026(即0.26％)，判別結果為「該樣品未摻雜鹽酸芬氟拉明」；鹽酸西布曲明的zp值為0.0089(即0.89％)，判別結果為「該樣品摻雜了0.89％的鹽酸西布曲明」。兩個結論與標準測量方法的檢驗結果一致。
背景技術：
得到的結果為鹽酸西布曲明的含量因子為10-5(即小於萬分之一)，導致漏判；鹽酸芬氟拉明的含量因子為0.0163(即1.63％)，導致誤判。
實施例3待測中藥為第三種減肥類中藥操作步驟與實施例1完全相同，結果見表1。鹽酸芬氟拉明的zp值為0.0021(即0.21％)，判別結果為「該樣品未摻雜鹽酸芬氟拉明」；鹽酸西布曲明的zp值為10-5(即小於萬分之一)，判別結果為「該樣品未摻雜鹽酸西布曲明」。兩個結論與標準測量方法的檢驗結果一致。
背景技術：
得到的結果為鹽酸西布曲明的含量因子為0.0156(即1.56％)，鹽酸芬氟拉明的含量因子為0.0061(即0.61％)，均導致誤判。
由此可見，採用本發明的方法對3種減肥類中藥進行了是否摻雜鹽酸芬氟拉明、鹽酸西布曲明的測量，陽性樣品計算得到的含量因子zp與標準方法的結果很接近，即使含量百分比低至約1％，而陰性樣品計算得到的含量因子zp均小於0.005，可以正確地得到未摻雜的結論。而背景技術在樣品中的化學藥品摻雜量較大時，也可以得到較好的預測結果，但當摻雜量較小時，預測結果相對較差，存在一定的誤判與漏判。通過本發明的方法，很短時間內就可以實現主流的色譜—質譜聯用技術需要較長時間、較高成本才能得到的結果是基本一致的，且更經濟、簡便，表明了本發明方法的可行性和實用性。
表1、採用本方法、背景技術方法和標準測量方法對3種減肥類中藥的測量和分析結果
權利要求
1.一種紅外光譜檢驗中藥摻雜化學藥品的方法，需在傅立葉變換紅外光譜儀內實施，紅外光譜儀通過接口與計算機連接在一起，計算機的ROM中存儲有控制和指揮CPU執行以下操作的程序記錄待測中藥和與待檢中藥有相似功能的化學藥品的紅外吸收光譜A1和A2、對化學藥品的紅外吸收光譜A2進行標峰處理、對化學藥品的每一個吸收峰進行差譜直線擬合回歸係數計算、含量因子逐步遞增計算、∑Abs(r)最大值計算、求出待測中藥樣品中化學藥品的預測含量百分比zp值，其特徵在於，具體步驟如下第一步 將待測中藥研磨形成細小粉末，再將這些細小粉末約3mg與KBr粉末約300mg均勻混合，將混合粉末以10噸壓力壓片，形成薄片樣品，同法製得與待檢中藥有相似功能的化學藥品的薄片樣品，利用傅立葉變換紅外光譜儀對上述樣品進行常規的紅外透射光譜測量，進而分別轉換成待測中藥和化學藥品的紅外吸收光譜A1和A2；第二步 對化學藥品的紅外吸收光譜A2進行標峰處理，選擇強度大於最強峰10％的吸收峰進行後續計算；第三步 對化學藥品的每一個吸收峰進行下述計算r＝correl(A1-zA2)其中z為含量因子，r為該吸收峰位處紅外吸收光譜差譜的直線擬合回歸係數；第四步設置z取值範圍為0％～100％，按0.01％的間隔逐步遞增，計算所有含量因子下每個吸收峰的r值；第五步取所有Abs(r)＞0.999的吸收峰的含量因子，計算這些峰的∑Abs(r)最大值，對應的含量因子zp即為預測含量百分比；第六步如果zp＜0.5％，該值已低於紅外光譜法的檢測限，則可判定待測中藥中未摻雜化學藥品，如果zp＞1％，則可判定待測中藥中摻雜化學藥品，如果0.5％＜zp＜1％，則可判定待測中藥中可能摻雜化學藥品，需進行樣品提取後再行測定或採用其他方法進行確證。
全文摘要
本發明公開了一種用紅外光譜檢驗中藥摻雜化學藥品的方法。該方法利用待檢中藥與功能相似化學藥品的紅外光譜特徵，從其組合後的紅外吸收光譜差譜中篩選局部直線，由計算機自動分析給出含量特徵值，便可判別檢驗中藥中是否摻雜懷疑的化學藥品，並可給出其含量值。它適合於中藥材粉末或提取物入藥，或含有其他化學藥品等各種複雜基質中摻入化學藥品的情況，即使摻入量較低，也可快速簡便地給出化學藥品的含量，還可以實現多種懷疑摻雜化學藥品的同時檢出，從而大大簡化複雜中藥基質中化學藥品的檢驗步驟，縮短檢驗周期，便於提高其普及性。該發明介紹了樣品製備、光譜測量、預測含量百分比計算、降低誤判率和漏判率的方法以及判據。
文檔編號G06F17/00GK1877299SQ200610028849
公開日2006年12月13日 申請日期2006年7月12日 優先權日2006年7月12日
發明者陸峰, 李樹, 陳桂良, 樂健, 曹巖, 柴逸峰, 吳玉田 申請人:中國人民解放軍第二軍醫大學, 上海市藥品檢驗所