全 文 ：[ Αβστραχτ] Οβϕεχτιϖε: ײµ¨√¬¨ º ·«¨ §¨ √¨¯²³° ±¨·²©·¬¶¶∏¨ ¦∏¯·∏µ¨ ²± Ρεηµ αννια γλυτινοσα q Μετηοδ : ⁄²¦∏° ±¨·¤µ¬¨¶¤·«²°¨
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[ Κεψ ωορδσ] Ρεηµ αννια γλυτινοσα ~·¬¶¶∏¨ ¦∏¯·∏µ¨ ~µ¤³¬§³µ²³¤ª¤·¬²±
≈责任编辑 王康正 
近红外光谱在线检测技术在中药领域中的应用展望
胡钢亮 o吕秀阳 o程 柯 o刘丹青
k浙江大学 制药工程研究所 o浙江 杭州 vtssuzl
≈摘要  在介绍近红外光谱在线检测技术的特点和综述该技术在石油化工 !制药工程 !农业与食品工业等多
个领域中的应用基础上 o结合中药的特点 o对近红外光谱在线检测技术在中药领域中的应用进行了展望 o并对该技
术在中药领域中应用需要解决的关键问题进行了讨论 ∀
≈关键词  近红外光谱 ~在线检测技术 ~中药
≈中图分类号  • u{w ≈文献标识码  „ ≈文章编号  tsst2xvsukussvltu2ttty2sv
us世纪 {s年代 o随着计算机科学和光纤技术的飞速发
展 o近红外光谱在线检测技术开始在石油化工 !制药工业等
行业中得到了应用 ∀由于近红外光谱具有一系列优良的特
性 o使得其在许多工业领域中发挥出了独特和重要的作用 o
并取得了良好的社会和经济效益 ∀作者拟在介绍近红外光
谱在线检测技术的特点和应用基础上 o结合中药的特点 o对
该技术在中药领域中的应用进行展望 o并对其在中药领域中
应用需要解决的关键问题进行讨论 ∀
1 近红外光谱在线检测技术的特点和应用
1 q1 近红外光谱在线检测技术的特点
1 q1 q1 在线分析 传统的分析技术一般采用离线分析的手
段 o通常需要对待分析样品进行相应的预处理 o存在着分析
结果滞后的缺陷 ∀
近红外光谱在线检测技术分析速度快 o可以直接分析液
体 !固体粉末 !半固体 !胶状体等多种物态样品 o应用该技术
可以使实验室和工厂的产品分析实现在线化 o可以在几秒种
内得到待测参数 o与反馈控制技术联用后 o实现生产过程的
在线控制 ∀
1 q1 q2 连续测定多个参数 传统的分析方法是不连续的 o
并且通常情况下 t 次分析只能测定 t 种成分或 t 个参数 ∀
近红外光谱在线分析技术可以连续测定多个成分和多个参
数 o极大的缩短了分析时间 o提高了分析效率 ∀
≈收稿日期  ussu2tu2us
≈基金项目  教育部优秀青年教师资助计划k教人司≈ussu ws
号l ~高等学校博士学科点专项科研基金kusstsvvxsu|l
≈通讯作者  吕秀阳 ר¯ }ksxztl{z|xuy{v ∞2°¤¬¯}¯∏¬¬2
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1 q1 q3 可使用光纤≈t  由于可以使用低成本的光纤 o拓展
了近红外光谱在线检测技术的应用范围和领域 ∀ t 台近红
外光谱仪主机可以连接多条ku ∗ y条l光纤 o同时在线测定
生产线上多个质量控制点的样品 o从而节约分析成本 o提高
分析效率 ∀另外 o在一些常规分析方法无法即时检测的环
境 o如高温高压 !剧毒 !易爆等 o通过接入近红外光纤 o方便地
实现在线分析和控制 o同时也简化了整个系统 ∀
1 q1 q4 绿色分析技术 近红外光谱在线分析技术是一种典
型的绿色分析技术 o不消耗化学试剂 o不破坏分析样品 o不产
生任何污染 ∀
1 q2 近红外光谱在线检测技术的应用
由于近红外光谱在线检测技术特出的优点 o已在石油化
工 !制药工程 !农业与食品工业等多个领域得到了广泛和成
功的应用 ∀在石油化工领域 o近红外光谱在线检测技术已经
得到了广泛的应用≈u  o在过程检测和在线控制方面发挥着不
可替代的作用 ∀比如辛烷值的在线测定和调和控制 o蒸汽裂
解制取乙烯的在线分析和即时控制≈v  o原油蒸馏装置和催化
裂化的优化控制等 ∀在油品加工过程中 o物理性质是成品油
控制分析的重要内容 o传统方法测得的数据严重滞后于生产
过程 o难以满足生产控制的需要 o而通过近红外光谱在线检
测技术 o通过测定一张光谱 o就可以得到十六烷值 !密度 !折
射率 !凝点和闪点等多项物理性质参数≈w  ∀
近红外光谱在线检测技术同时广泛应用于药物的生产
过程 o包括合成 !混合 !加工 !制剂 !压片及包装过程的在线监
控 ∀如利用近红外光谱在线检测原料的湿度和颗粒大小 o在
线监测药物加工过程中活性成分的含量及其在赋形剂中分
布的均匀性≈x  o以及非破坏性监测成型片剂及胶囊剂中活性
#zttt#
第 u{卷第 tu期
ussv年 tu月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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成分的含量及分布≈y  ∀同时 o由于近红外光谱在固体中的穿
透程度相对较深以及容易采用反射技术的特点 o使近红外光
谱在线检测技术成功地用于固体药剂的各种物理化学性质
的定量表征≈w  o如湿度 !含量均一性 !颗粒大小分布 !结晶度
和硬度等 ∀
在农业和食品工业中 o近红外光谱在线检测技术被应用
于食品和果品中的脂肪 !蛋白质 !糖分的测定≈z  ∀在发酵工
业中 o应用近红外光谱在线检测技术 o以导入的光纤 o在线分
析发酵液中乳糖 !半乳糖以及乳酸盐的含量≈{  ∀
另外 o近红外光谱在线检测技术得到应用的其他领域
有 }造纸过程中卡伯值的在线测定 o烟草质量的在线评价≈|  o
在线控制纺织品的染色过程 o环境监测≈ts 等 ∀
2 近红外光谱在线分析技术在中药领域中的应用展望
中药是我国的民族瑰宝 o但长期以来 o中药的应用基础
研究方法滞后 !内容重复 o导致中药的科技含量过低 o缺乏有
效性和安全性的规范和证明 o缺乏可控质量标准 o难以满足
Š  °生产的要求 o中药研究和生产面临着迫切的现代化和
国际化的需要 ∀解决中药领域中的中药材一致性差 !中间过
程的不可控 !产品质量均一性差等难题 o必须借鉴 !引入其他
学科和领域的成熟技术 ∀
通过借鉴近红外光谱在线检测技术在其他领域中的成
熟应用 o并结合中药的特点 o近红外光谱在线检测技术在中
药领域以下环节中有望得到应用 ∀
2 q1 保证中药材质量的一致性
中药材的质量直接决定了中药的质量 o保证中药材质量
的一致性具有非常重要的意义 ∀
目前在中药企业中常用的中药材质量检测方法是人工
经验判别法和指标成分分析法 ∀人工经验判别法虽然具有
较高准确性 o但是由于对判别人的经验有很高的要求 o且受
判别人主观因素影响较大 o不符合中药现代化的要求 ~同时
由于中药基础研究薄弱 o大多数中药的有效成分和作用机理
尚是未知的 o以指标成分替代有效成分对中药材质量进行表
征 o是不够全面和科学的 ∀
应用近红外光谱在线检测技术 o不仅可以快速 !非破坏
性测得中药材中有效或指标成分的含量 o而且可以根据所建
立的校正模型得到中药材的物种 !产地等重要信息 o并由此
得到一个定性的中药材质量指数 o这个指数相当于多位药材
专家人工判别结果的总和 o具有较高的药材2药效相关性 o同
时避免了个人主观因素对中药材质量定性判别的影响 ∀
另外 o将手持便携近红外光谱仪技术应用到中药材的质
量鉴定中来 o可以开发出一种手持便携式的中药材近红外光
谱识别仪 ∀利用该仪器通过对待分析中药样品的扫描 o不仅
可以识别外形相近的中药材的真伪 o而且可以判别常用中药
材的产地 !道地性和质量 ∀
2 q2 提高中药生产中间过程的可控性
目前 o发达国家药品生产过程中已广泛采用了适合现代
化生产的设备和检测装置 o实现了生产程控化 !检测自动化 !
输送管道化 !包装机电化 ∀而我国中药生产还停留在从经验
开发到工程化生产的过渡阶段 o在工艺方法和生产技术上与
先进国家还存在着很大的差距 ∀中药生产过程的发展方向
是生产过程管道化 !连续化和工程化 ∀
目前中药的提取 !分离 !纯化等生产过程一般采用离线
分析的方法 o存在着分析结果滞后的缺陷 o不适应未来中药
生产过程管道化和连续化的要求 ∀
近红外光谱在线检测技术可以在短时内分析测定中药
生产过程的样品 o包括液体 !固体粉末 !中药浸膏等 o可以用
于优化提取工艺 o检测提取 !分离和纯化工艺的终点 o实现即
时质量预警系统等等 o可以大大提高分析效率 o节约分析成
本 ∀
2 q3 提高中药制剂产品的均一性
将近红外光谱在线检测技术应用于中药制剂工艺 o在线
检测中药粉末的含水量 !颗粒大小 !混合过程中药物的分布
均匀度 o以及检测中药片剂 !颗粒剂等剂型的含量均一性 !硬
度 !湿度等参数 o可以提高中药制剂过程的自动化水平 o提高
中药成药质量的稳定性和均一性 ∀
3 近红外光谱在线检测技术在中药领域中应用存在的主要
问题
实现近红外光谱在线检测技术在中药生产过程中的应
用 o还需要着重解决以下 v方面的问题 ∀
3 q1 近红外光谱分析技术在中药中应用的基础研究有待加
强
近红外光谱分析技术是一种间接分析技术 o需要事先以
标准方法测定一定范围的大批量样品的质量参数 o再以样品
光谱和其质量参数进行关联 o建立数学模型 o然后利用数学
模型预测样品的组成和性质 ∀近红外光谱技术应用于中药
的定量分析 o其前提是必须找到能够表征中药质量的化学物
质作为分析的对象基础 ∀对于大多数中药 o其物质化学基础
研究还比较薄弱 o目前尚无法以一种或几种化学成分的含量
来表征中药的质量 o所以也就失去了近红外光谱定量分析的
对象基础 ∀所以推进近红外光谱分析技术在中药领域的应
用 o首先必须加强相应的中药基础研究工作 ∀
3 q2 数学模型准确性和抗干扰能力的提高
近红外光谱在线检测技术是一种间接分析技术 o通过建
立校正集模型实现对未知样本的定性或定量分析 ∀中药和
中药材的品种很多 o且经过多年引种和育种 o形成繁多的变
种 ∀近红外光谱在线检测技术应用于中药领域 o其建立的校
正模型必须有足够的准确性 ∀
提高近红外光谱在线检测技术校正模型的预测准确性
和抗干扰能力 o有两个方面的主要工作 }一是建立校正模型
应具有足量的有代表性的校正集样本 o选择校正集样本必须
考虑不同产地 o种植 !采摘 !炮制 !储藏和运输方式 o以及样本
颗粒度 !含水量等诸多因素的影响 ∀二是需要结合中药的特
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第 u{卷第 tu期
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中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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点 o发展中药体系中近红外光谱的特征信息提取和处理技
术 o才能拓展近红外光谱在线检测技术在中药领域中的应
用 ∀
同时 o要求近红外光谱的模型是一个具有可移植 !可拓
展的数学模型 o且随着样本的不断累计和模型的不断改进 o
准确性越来越高 !抗干扰能力越来越强 ∀
3 q3 光谱仪的设计和辅助设备的配套
近红外光谱在线检测技术应用于中药领域 o必须通过光
谱仪的设计和辅助设备的配套来实现 ∀近红外光谱在线检
测技术最大的优势在于其分析速度快 o可以应用于生产过程
的在线分析和即时控制 ∀而目前中药生产的整体工艺还比
较落后 o即使能够快速得到待分析样品的参数 o也无法反馈
应用进行即时控制 ∀所以 o有必要开发中药生产过程的即时
控制设备和工艺 o使之与近红外光谱在线检测技术联用 o真
正做到中药生产过程的自动化 ∀
4 结论
近红外光谱在线检测技术有望在不久的将来应用于中
药生产 o以提高中药材质量的一致性 !中间生产过程的可控
性和最终产品的均一性 o从而推动我国中药现代化的进程 ∀
≈参考文献 
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≈u  徐广通 o袁洪福 o陆婉珍 q现代近红外光谱技术及应用进展 q
光谱学与光谱分析 ot||| ouskul }tvw q
≈v  徐广通 o杨玉蕊 o陆婉珍 o等 q近红外光谱在线分析技术将优化
乙烯生产工艺 q化工进展 ousst ousktl }uu q
≈w  陆婉珍 o袁洪福 o徐广通 o等 q现代近红外光谱分析技术 q北
京 }中国石化出版社 ousss q
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≈责任编辑 刘  
本刊投稿须知
本刊目前一律不收网上投稿 o请作者务必以邮寄方式投稿 ∀
来稿应为打印稿 o一式两份 ~投稿时不必附软盘 ~实验性文章应附单位介绍信 ∀
投稿同时请从邮局汇寄审稿费kxs元r篇l o切勿在稿件中夹带 o以免丢失 ~汇款时请注明文章第一作者
姓名及稿件题目 ∀本刊将于收到稿件后的 t个月之内给予回执及发票 ∀
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第 u{卷第 tu期
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