全 文 ：一种基于声光可调滤光器-近红外光谱技术建立的
心通口服液的分析研究
王　宁1 ,李进启2 ,石俊英3 ,蔡绍松4 ①　
(1.山东医学高等专科学校 , 山东 济南　250002;2.山东鲁南厚普制药有限公司 , 山东 临沂　276006;3.山东中医药大学 ,
山东 济南　250355;4.济南金宏利实业有限公司 ,山东 济南　250100)
摘　要:目的　应用声光可调滤光器(AOTF)-近红外(NIR)光谱技术和化学计量学方法建立一种用于心通口服液
快速定性 、定量分析的新方法。方法　采用主成分分析(PCA)和偏最小二乘法(PLS1)分别建立心通口服液的定
性定量分析模型 ,并以此进行快速分析。结果　建立的心通口服液定性分析模型(XT-C)可正确判断心通口服液;
以葛根素为指标成分建立的心通口服液定量分析模型准确性好 , 葛根素的内部交叉验证均方差是 RMSEP =
0.137 1 , 决定系数 R2 =0.984 5 , 经对外部验正集样品进行外部验证 , 葛根素预测值与真值的相关系数是 r2 =
0.996 4 ,预测值的平均回收率为101.9%,方法精密度 RSD 为1.98%, 稳定性 RSD为 1.57%。结论　该方法是一
种简便 、快速 、低耗的新型分析技术 ,可用于心通口服液的快速定性定量分析。
关键词:心通口服液;声光可调滤光器;主成分分析;偏最小二乘;葛根素
中图分类号:R286.02　　　文献标识码:A　　　文章编号:0253-2670(2009)01-0053-04
A new method for rapid analysis of Xintong Oral Liquid by AOTF-near infrared spectroscopy
WANG Ning1 , LI Jin-qi2 , SHI Jun-ying3 , CAI Shao-song4
(1.Shandong Medical Colleg e , Jinan 250002 , China;2.Shandong Lunan Houpu Pharmaceutical G roup Corpo ration ,
Liny i 276006 , China;3.Shandong Univer sity of T raditional Chine se Medicine , Jinan 250355 , China;
4.Jinan Jinhong li Industrial Co., L td., Jinan 250100 , China)
Abstract:Objective　To se t up a new method fo r fast dete rmining and identifying Xintong Oral L iquid
by acousto-optic tunable filter- near infrared(AOTF-NIR)spect roscopy.Methods　Identifying me thod by
NIR spectro scopy combined wi th principal component analy sis(PCA), and determining model of qualita-
tive and quantitative analy ses based on PLS1 algo ri thm.Results　The XT-C ident ifying model could be
used to identify Xintong Oral Liquid , the determining model of qualitative and quanti tative analy ses w i th
bet ter accuracy , RMSEP of the models for pue rarin w as 0.137 1 , the de termination coeff icients w as R2 =
0.984 5.The cor relat ion coef ficient of the t rue value and predicat ion value f rom validation w as r2 =
0.996 4.The average recove ry of the predication set w as 101.9%.RSD for precision w as 1.98%, RSD fo r
stability w as 1.57%.Conclusion　The method is a quick and simple assay technique wi th low co st , which
is able to be used in the quali tative and quantitiv e analy ses on Xintong Oral Liquid.
Key words:Xintong Oral Liquid;acousto-optic tunable filter(AO TF);near-inf rared(NIR)spect ros-
copy ;principal component analy sis(PAC);PLS1 algo ri thm;puerarin
　　心通口服液是临床用于治疗冠心病 、心绞痛的
常用中成药 ,在《中国药典》2005年版中分别以葛根
素 、丹参素钠和黄芪甲苷为对照品采用薄层色谱法
定性分析 ,以 HPLC法选用葛根素为指标成分进行
定量分析 ,被分析样品需要分别进行化学预处理 ,操
作繁琐。近红外光谱分析技术是一种快速 、无损和
绿色的分析方法 ,已开始应用于中药快速分析[ 1 , 2]
和化学药生产过程的在线检测[ 3 , 4] ,近两年来以声
光可调滤光器(AOTF)为分光元件的第 5 代近红外
光谱仪引入国内 ,并成功用于烟草行业[ 5] 。本研究
采用以声光可调滤光器为分光元件的第 5代近红外
光谱仪和化学计量学方法 ,建立了心通口服液定性
分析和定量分析校正模型 ,只需采集一次口服液样
品的光谱数据 ,即可完成心通口服液的定性 、定量分
析 ,操作简便快速 ,为心通口服液在药品流通领域中
的快速质量评价和生产过程中的在线质量监控提供
了有效的分析方法 ,同时也为探索其他中成药的快
速检测提供了依据 。
·53·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 1 期 2009 年 1 月
①收稿日期:2008-04-11　　　基金项目:山东省自然科学基金资助项目(Y2007C144)作者简介:王　宁(1957—),女 ,教授 ,研究方向为天然药物化学与中药分析。 T el:(0531)86305103　E-mai l:sdw xw n@163.com
1　仪器与试药
美国 Brimro se公司生产的 Luminar 5030型便
携式 AO TF 近红外光谱仪 ,仪器波长范围为 1 100 ～
2 300 nm ,波长增量2 nm ,扫描次数为 300 ,采用 In-
GaAs检测器;挪威 Camo 公司 The Unscrambler 分
析软件;Wate rs1525高效液相色谱仪(美国Waters
公司),Waters 2996 二极管阵列检测器 , Empow er
色谱工作站。
葛根素对照品(中国药品生物制品检定所 ,批号
110766-200417);甲醇 、丙酮为色谱纯试剂;水为超
纯水 。心通口服液 ,共 52批 ,由山东鲁南厚普制药
有限公司提供。清开灵口服液 、小儿清热止咳口服
液 、安神补脑液 、藿香正气口服液 、小儿肺热咳喘口
服液 、健儿消食口服液 、鼻窦炎口服液 、脑心舒口服
液购自济南药业集团有限责任公司 。
2　方法与结果
2.1　样品准备
2.1.1　校正集与验证集样品:在定性分析中 ,选择
52个不同批号心通口服液 , 40个样品组成校正集 ,
12个样品组成验证集 。在定量分析中 ,为消除建模
样品的含量范围和分布对所建校正模型性能的影
响 ,除山东鲁南厚普制药有限公司提供的不同批号
心通口服液样品以外 ,还模拟车间生产条件在实验
室制备部分样品以拉大分布范围 ,共收集样品 51
批 ,将 51批样品分为校正集和验证集 ,其中验证集
5批均来自山东鲁南厚普制药有限公司。
2.1.2　口服液对照品:分别由清开灵口服液 、小儿
清热止咳口服液 、安神补脑液 、藿香正气口服液 、小
儿肺热咳喘口服液 、健儿消食口服液 、鼻窦炎口服液
和脑心舒口服液 8个品种组成。
2.2　近红外光谱采集及光谱预处理:使用美国
Brimro se公司 Luminar 5030型近红外光谱仪 ,通过
安装的液体测量专用光纤探头采集样品的光谱数
据 。准备 180 mm ×18 mm 试管 ,清洗干净晾干备
用 。将 Luminar 5030近红外光谱仪通电开启 ,用专
用的网线连接仪器与笔记本电脑 ,预热时间为 0.5
h 。将液体测量专用探头安装到仪器的手持部分 ,
探头的光程为 10 mm ,测量方式为透反射测试。测
量时 ,将口服液样品 ,倒入备用的试管中 ,将光纤探
头插入试管中的液体 ,液体要将光纤探头的缺口部
分完全覆盖 ,轻微晃动探头 ,将缺口部分可能存在的
气泡消除 ,待稳定后 ,开始扫描光谱。扫描完成 ,将
探头取出 ,用吸水纸擦拭干净残留液体后 ,进行下一
个样品的扫描。每一张光谱是 100次扫描的平均结
果 ,波长范围 1 100 nm ～ 2 300 nm ,波长增量为 2
nm ,每个样品重复扫描 3次 ,得到原始光谱。
在建立模型前 ,首先对扫描得到的原始吸收光
谱进行光谱预处理 ,以消除噪音和基线漂移的影响。
实验采用的预处理方法为一阶导数 9 点平滑法
(savitzky-golay),经一阶导数处理可以很好地消除
样品由于颜色差别引起的光谱基线偏移和漂移 。心
通口服液和 8种口服液对照品的原始光谱与一阶微
分光谱见图 1。
2.3　建立心通口服液定性分析模型:在 52个心通
波数/ cm-1
图 1　心通口服液近红外原始光谱(A)、一阶导数光谱(B)和其他 8 种口服液近红外原始光谱(C)、一阶导数光谱(D)图
Fig.1　NIR Spectra of original(A)and f irst derivative(B)of XintongOral liquid, and those
of other eight kinds of oral liquids(C and D)
口服液样品中 ,随机取出 40个样品组成校正集(名
称为 XT-C),用于建立心通口服液 XT-C 定性分析
模型 ,其余 12个样品作为验证集(名称为 XT-V),
用来验证所建立模型的预测能力。将校正集样品光
谱经过一阶微分处理后的光谱数据导入 The
Unscramble r分析软件 ,然后利用主成分分析对光
谱数据进行计算 ,建立心通口服液 XT-C 定性分析
模型 ,40个校正集样品的 PC1 、PC2主成分空间分
布见图 2。
2.3.1　模型预测方法:对以主成分分析法建立的心
通口服液 XT-C 定性分析模型性能的预测 ,可采用
以下两种方法 ,一是通过计算机 Excel表格显示的
方法 ,二是模型区域判别法 ,见图 3 。如果在 Excel
表中样品编号后面是空白 ,说明该样品被检测为不
属于 XT-C 模型内样品 ,如果样品编号后面有＊号
标记 ,说明该样品被检测为属于 XT-C 模型内的样
·54· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 1 期 2009 年 1 月
图 2　校正集心通口服液的 PC1 、PC2 主成分空间
分布图
Fig.2　Plot of scores for PC1 and PC2
of Xintong Oral Liquid
品;当 significance=5%时校正集样品形成的 XT-C
模型分布区域图 ,如果被检测的样品 X落在 XT-C
定性分析区域内 ,说明被检测的样品属于心通口服
液 ,反之 ,说明被检测的样品与建模样品不相同。
2.3.2　定性分析模型预测已知心通口服液样品:调
用定性分析模型 XT-C ,对 12个验证集样品进行预
测 ,结果见图 3。在模型区域图中 ,12个验证集样品
X均落在 XT-C 模型区域内 ,说明被检测的样品与
建模样品相同 ,被 XT-C 定性分析模型认可 ,两种方
法都说明被检测的样品属于建模样品 ,即是心通口
服液 。
XT-C
图 3　XT-C模型预测验证集样品结果
Fig.3　Predication of XT-Cwith XintongOral Liquid
2.3.3　定性分析模型预测口服液对照品:调用 XT-
C 定性分析模型 ,分别对清开灵等 8种口服液对照
品进行预测 ,结果见图 4。在模型区域图中 ,口服液
对照品 X均没有落在 XT-C 模型区域内 ,以上两种
方法均说明被检测的样品与建模样品不相同 , 被
XT-C定性分析模型排除 ,即不是心通口服液。
2.4　建立心通口服液定量分析模型
2.4.1　HPLC分析:将用于定量分析的 51个样品
按《中国药典》2005年版心通口服液项下测定方法
测定样品中葛根素的质量浓度 ,每份样品重复测定
3次 ,以平均值作为结果 ,测得供试样品中葛根素质
XT-C
图 4　XT-C模型预测其他口服液样品结果
Fig.4　Predication of XT-C with other oral liquids
量浓度为 2.2 ～ 4.6 mg/mL。
2.4.2　建立 PLS1数学模型:将经过预处理后的光
谱数据与 HPLC分析数据进行关联 ,采用偏最小二
乘法(PLS1), 交叉-验证法(cro ss-validat ion), 用
The Unscrambler 定量分析软件建立定量分析模
型 。NIR和 HPLC 测定的异常值分别用光谱影响
值 Leverage和化学值误差 Residual这两个统计量
来检验剔除 。经过异常值的剔除进行优化 ,得到了
较为理想的校正模型 ,见图 5。葛根素模型的主成
分维数为 5 ,该模型的决定系数 R2 =0.984 5 , 内部
交叉验证均方差 RMSEP=0.137 1 。
测定值
图 5　葛根素预测值与测定值之间的相关图
Fig.5　Correlation of puerarin beween NIR
predicted and measured values
2.4.3　检测模型效果:以 PLS1建立的葛根素定量
分析模型对 5份外部验证集样品进行分析 ,得到样
品葛根素的 NIR光谱预测值与 HPLC 分析值之间
相关性良好 ,葛根素NIR光谱预测值与HPLC 测定
值之间的相关系数 r2 =0.995 6 ,结果见表 1 。
2.4.4　精密度试验:取 1个预测样品 ,重复扫描 20
次 ,将所得光谱带入建立的葛根素定量分析模型计
算 ,以考察方法的精密度 ,结果葛根素质量浓度的
RSD值为 1.98%。
2.4.5　稳定性试验:取1个预测样品 ,每 1 h扫描1
次 ,于 5 h 内重复扫描 5次 ,结果葛根素的 RSD值
·55·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 1 期 2009 年 1 月
　 表 1　葛根素校正模型对外部验证集样品的
分析结果(n=5)
Table 1　Analysis of validation samples
by puerarin model(n=5)
编号 预测值/ % 化学值/ % 相对误差/ % 绝对误差/ %
001 3.26 3.2 1.87 -0.06
002 3.50 3.4 3.06 -0.10
003 3.86 3.9 1.10 0.04
004 4.14 4.3 3.65 0.16
005 4.18 4.4 4.91 0.22
为 1.193%,说明样品在 5 h 内相对稳定。
2.4.6　预测回收率试验:取 5个预测样品 ,分别扫
描 , 将所得光谱带入建立的葛根素定量分析模型
中 ,计算葛根素预测值与 HPLC测定的真值之间的
比值(预测回收率), 结果葛根素的平均预测回收率
为 101.9%, RSD为 1.189%。
3　讨论
主成分分析是一种掌握事物主要矛盾的统计分
析方法 ,它可以从多元事物中解析出主要影响因素 ,
揭示事物的本质 ,简化复杂问题 ,进行判别分析[ 6] 。
本实验中以主成分分析法选取 40个不同批号心通
口服液建立的 XT-C 定性分析模型 ,可对样品心通
口服液进行准确的判定 ,同时 ,对清开灵等 8种口服
液对照品也能够准确地预测为不属于心通口服液 ,
因此 ,该模型可用于心通口服液的快速定性分析。
应用近红外光谱技术进行定量分析 ,关键是在
两者之间(采集的光谱数据与标准分析数据)建立一
种定量的函数关系(校正模型),依靠这种关系 ,就能
从未知样品的光谱中求出样品的成分和量 。偏最小
二乘法(PLS1)是目前在近红外光谱分析中应用最
多的多元校正方法 ,本实验采用 46个样品以偏最小
二乘法建立的心通口服液定量分析校正模型 ,经外
部验证集样品验证 ,葛根素预测值与真值的测定结
果趋于一致 ,方法的精密度 、稳定性和预测回收率良
好 ,可满足药物分析的要求 。
以 AO TF 作为分光元件的近红外光谱仪具有
明显的优越性 ,它结构简单 、重现性好 、环境适应性
强 。本研究中使用的美国 BRIMROSE 公司生产的
Luminar 5030型便携式 AOTF 近红外光谱仪体积
小 ,便于携带 ,使得测试分析既可在实验室内进行 ,
也可实施现场即时分析 。若继续以该类型的近红外
光谱仪研究开发其他中药的快速分析方法 ,将在中
药的质量控制方面有更广阔的应用前景。
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固相萃取-高效液相色谱法测定银杏叶提取物中芦丁 、槲皮素 、
山柰酚和异鼠李素
汤道权1 , 2 , 3 , 张尊建1 , 2① , 高媛媛3 , 魏雅芹3 , 韩　琳3
(1.药物质量与安全预警教育部重点实验室 , 江苏 南京　210009;2.中国药科大学分析测试中心 , 江苏 南京　210009;
3.徐州医学院 药物分析教研室 ,江苏 徐州　221004)
摘　要:目的　建立固相萃取-反相高效液相色谱法同时测定银杏叶提取物中芦丁 、槲皮素 、山柰酚和异鼠李素的
方法。方法　采用Wate rs Sep-Pa rk-C18固相萃取小柱对银杏叶提取物样品进行处理 , 流动相:甲醇-0.1%甲酸水溶
液 ,线性梯度洗脱;检测波长:360 nm;柱温:40 ℃;进样量:20 μL;体积流量:1.0 mL/min。结果　芦丁 、槲皮素 、山
柰酚 、异鼠李素的定量限分别为 20、6 、5 、5 mg/m L , 芦丁 、槲皮素 、山柰酚 、异鼠李素分别在 14～ 198、15 ～ 205 、3 ～
·56· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs　第 40 卷第 1 期 2009 年 1 月
①收稿日期:2008-03-12　　　基金项目:江苏省高校自然科学基金资助项目(07KJD360225)作者简介:汤道权(1971—),男 ,江苏徐州人 ,讲师 ,博士,主要从事中药复方药效物质基础研究。
Tel:(0516)82885628　E-mail:tdq993@163.com＊通讯作者　张尊建　T el:(025)83271454　E-mai l:zzj@cpu.edu.cn