张彩菊1 肖 雪2,3通讯作者 梁 洁2通讯作者
1.辽宁省朝阳市中心医院 辽宁朝阳 122000；
2.广东药学院 广东广州 510006；
3.中山大学南沙研究院 广东广州 511458
【摘 要】建立黄藤素注射液中总固体量的近红外光谱测定方法。利用黄藤素注射液近红外光谱结合常规方法测定的总固体量数据，采用多种波段选择方法、谱图预处理方法，运用偏最小二乘回归算法，建立最佳的校正模型。采用此模型进行对未知样本预测，得到的预测值与常规检验值相当，预测效果良好。近红外光谱法可以作为一种快速简单测定黄藤素注射液中总固体量的方法。
【关键词】黄藤素注射液；近红外光谱；总固体量
【中图分类号】R945 【文献标识码】B 【文章编号】1674-8999（2015）8-0188-02
Rapid determination of the total solids in Huangtengsu injection by near-infrared spectroscopy
ZHANG Cai-ju1, XIAO Xue2, 3, LIANG Jie2
(1. Chaoyang Central Hospital, Chaoyang 122000, China; 2. Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510006, China;
3. Nansha Research Institute, Sun Yat-sen University 511458, China)
【Abstract】To establish a method of rapid determination of the total solids in Huangtengsu injection (HTS) by near-infrared spectroscopy (NIR), the model was built by the NIR spectroscopy combined with their content determined by conventional method of HTS using a variety of band selection method, the spectra preprocessing methods and the used algorithm was partial-least squares regression to gain the best model. The predicted values of the new HTS by best model were equivalent to the values by conventional test. NIR spectroscopy can be used as a quick and simple method to determine the total solids in HTS.
【Keywords】Huangtengsu injection; near-infrared spectroscopy; total solids
黄藤素注射液（Huangtengsu injections，HTS）是由黄藤提取物（黄藤素）经过现代生产工艺制成的中药注射液 [1-4]。临床上主要治疗妇科炎症、菌痢、呼吸道及泌尿道感染、外科感染等感染性疾病[5, 6]。黄藤素注射液的质量标准目前仍为《中国药典》（1977年版）所规定，2010年版《中国药典》中仅对黄藤素的部分指标进行了质量控制。在对中药注射液安全性再评价的研究中，总固体量作为其中的一项重要的测定参数，目前仍采用传统的测定方法，存在耗时费力等缺点，亟待需要一种新的、快速的、准确的测定方法。
近红外（Near infrared，NIR）区域按照美国材料试验协会标准（American Society for Testing and Materials）定义是指波长在780~2526 nm范围内的电磁波。近红外光谱分析技术具有分析速度快、无污染、样品处理简单或者不需处理、不使用有毒有害试剂、不对样品有所损伤等优点[7-10]。本文拟采用近红外光谱结合化学计量学方法探索测定黄藤素注射液总固体量的可行性。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
NIR Analyze XL410型法布里-珀罗干涉近红外光谱仪（美国Axsun Technologies公司）；Milli-Q纯化水系统（美国Millipore公司）；清华大学化学计量学分析系统（THUNIR V3.0）。
黄藤素注射液（昆明兴中药业有限公司，共计18批42个样品），纯化水（实验室自制）。
1.2 试验方法
1.2.1 总固体量的测定
精密量取本品2 mL，置以干燥至桓重的蒸发皿中，水浴上蒸干，在105 ?C干燥2 h，移至干燥器中，冷却30 min，迅速精密称定重量，遗留残渣应符合30~65 mg/mL。结果见表1，从表1 中看出，黄藤素注射液总固体量的差异性较小。
表1 黄藤素注射液总固体量测定结果及校正集、检验集的分类
Table 1 The result of the total solids and the classification of calibration set and validation set of HTS
图1 黄藤素注射液近红外光谱图（A：原始光谱，B：1 DC；C：MSC；D：一阶卷积求导+多元散色校正）
Figure 1 The raw near infrared spectra (A) and 1 DC (B), MSC (C), 1 DC+MSC (D) of HTS
1.2.3 校正集与预测集
实验中按照校正集：预测集=3:1的比例划分校正集与预测集，其中校正集的浓度范围大于预测集，如表1所示，32个样本列入校正集，剩余10个样本列入预测集。
1.2.4 光谱数据预处理
采用了多种预处理方法如卷积平滑（Convolution smoothing）、一阶卷积求导（One dimension convolution，1 DC）、二阶卷积求导（Two dimension convolution，2 DC）、标准正态变量变换（Standard normal variable transformation ,SNV）、多元散色校正（Multiplicative scatter correction，MSC）和归一化（Normalization）等对光谱进行优化。图1B~I分别为黄藤素注射液近红外光谱图经预处理后的图谱。
1.2.5 模型建立方法
采用“清华大学化学计量学分析系统（THUNIR V3.0）”，选用不同的预处理方法、波段选择方法（全波长、迭代优化等）对光谱图结合偏最小二乘法（partial-least squares regression， PLS）建立校正模型。采用THUNIR 3.0软件对光谱图和对应性质值进行模型构建，并依据LV（Latent variable numbers）、SECV（root-mean-square error of cross-validation）、SEC（standard error of calibration）和决定系数（R2）值来确定每种波段选择方法下的最优模型。
2 结果与分析
2.1 模型的建立与选择
依据“1.2.4”、“1.2.5”项的方法建立黄藤素注射液的不同波长优选下的校正模型，其具体参数如表2所示。
表2 不同波长选择方法的校正模型参数
Table 2 The parameters of the models of the total solids in HTS by different band selection methods and PLS
2.2 最优模型的选择
通过比较LV、SECV和SEC值，拟采用如下方法建立模型：波段选择方法为迭代优化2，选择波长范围1575~1619 nm，为光谱预处理方法为1 DC+MSC，其窗口数为11，拟合次数为3，主因子数为7，采用PLS进行回归得到最后模型，其SECV为0.0705，SEC为0.0461（如图2 A），R2为99.4235。该模型的校正集及其预测值回归性较好，如图2B所示。
3 讨论
本实验利用了近红外光谱结合偏最小二乘法对黄藤素注射液的总固体量进行了测定，其预测结果与常规方法测定相当。近红外光谱方法相比较常规方法，有着明显的优势，如测定速度快，在1min内完成样品测定；样品不需要预处理，直接对黄藤素注射液进行测定即可；不需要其他仪器设备等。本试验中所测定的总固体量数据较为稳定，说明其生产工艺较为稳定，质量可控，方便于近红外光谱方法的应用。本试验的研究表明，近红外光谱法测定中药注射液中的总固体量是切实可行的一种快速测定方法。
参考文献：
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[10]陆婉珍．现代近红外光谱分析技术( 第二版)[M]．北京：中国石化出版社，2007．
作者简介：
张彩菊，女，（1963-），本科，职称：副主任医师，研究方向：药品质量及临床应用。
通讯作者：
肖雪 梁洁
论文作者:张彩菊1,肖雪2,3通讯作者,梁洁2通讯作者
论文发表刊物:《中医学报》2015年8月
论文发表时间:2015/12/3
标签：注射液论文; 光谱论文; 方法论文; 固体论文; 模型论文; 药典论文; 卷积论文; 《中医学报》2015年8月论文;