全 文 ：中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第5期2006年5月·685·
近红外光谱快速测定复方丹参滴丸的包衣厚度
柯博克1，刘雪松1，陈 勇1，李 文2，瞿海斌卜，程翼宇1
(1．浙江大学中药科学与工程学系，浙江杭州310027；2．天津天士力制药股份有限公司，天津300142)
摘 要：目的应用近红外光谱分析技术结合化学计量学方法建立制药过程中复方丹参滴丸包衣厚度的快速、无
损检测的新方法。方法用近红外光谱仪扫描复方丹参滴丸包衣生产过程中的样品，对所得近红外漫反射光谱的
预处理方法、有效谱段范围选择进行了讨论，并用偏最小二乘回归法(PLSR)建立测定滴丸包衣厚度的近红外光谱
定量分析校正模型。结果对待测样本包衣厚度预测结果表明，所建校正模型预测相关系数R为0．974，校正误差
均方根(RMSEC)为0．228，预测误差均方根(RMSEP)为0．338，效果比较理想。结论本实验所建方法快速、无损
且准确可靠，可推广应用于中药生产药品包衣过程的在线检测。
关键词：复方丹参滴丸；包衣厚度；近红外光谱法；PLSR
中图分类号：R284．2；R286．02文献标识码：A 文章编号：0253—2670(2006)05—0685—04
FilmcoatingthicknessofCompoundDa shenDroppingP llsbyNIRSfastdetecting
KEBo—kel，LIUXue—son91，CHENYon91，LIWen2，QUHai—binl，CHENGYi—yul
(1．DepartmentofChineseMedicalScienceandEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China；
2．TianjinTaslyPharmaceuticalCo．，Ltd．，Tianjin300142，China)
Abstract：ObjectiveN ar—infraredspectroscopy(NIRS)andchemometricswereusedtodevelopa
nondestructiveme hodforfastdetectionofCompoundDanshenDroppingPills’filmcoatingthicknessin
pharmaceuticalpro ess．MethodsFilmcoatingthicknessofCompoundDa shenDroppingPillswas
scannedbvNIRSinstrument，thepre r atmentmethodsandwavenumberselectionofNIRSwerediscussed
indetail．Partialleastquaresgress(PLSR)wasutilizedtobuildthequantitivecalibrationmodel．
ResultsThefilmcoatingaveragethicknessofsamplesfordetectingwaspredictedthroughthismodel．
Correlationcoefficients(R)，rootmeansquareerrorfcalibration(RMSEC)，androotmeansqu reerror
ofprediction(RMSEP)obtainedbyPLSRmodelwere0．974，0．228，and0．338，respectively．Conclusion
Theproposedmethodhastheadvantagesofquickness，nondestructivenessandprec sion，whichcouldbe
appliedtotheon—linemonitorofChinesemateriamedicapills
7 filmcoatingprocess．
Keywords：CompoundDanshenDroppingPills；filmcoatingthickness；near-infraredspect oscopy
(NIRS)；partialleastquaresgress(PLSR)
薄膜包衣过程是中药片剂、丸剂、颗粒剂翩备过
程中的关键环节。与包糖衣相比，薄膜包衣耗时短、
效率高，且无需底衣层，片剂质量无明显增加。另外，
合适的薄膜包衣厚度可控制膜的渗透性，使所包药
物在体内扩散释放，达到定时、定位给药的目的，因
此在薄膜包衣过程中，包衣厚度是其质量控制的重
要指标，直接影响到药品质量的好坏。目前，药品包
衣厚度的检测主要通过增重法、厚度变化法[1]和高
效液相色谱法[21进行，也有通过包衣液的使用量来
估算。而上述方法或者凭借经验，或者耗时，难以直
接用于包衣过程中药品包衣厚度的在线检测，因此
迫切需要发展中药药品包衣厚度的快速测定方法。
近红外光谱分析(near—infraredspectroscopy，
NIRS)是近年来用于制药行业的快速分析新技术，
可直接对固体药品进行快速、无损检测，无需使用有
机溶剂，样品制备简单。同时由于近红外光谱信号可
通过光纤进行远程传输，故适合于药品制造过程的
在线分析及监测。目前NIRS已经用于中药材质量
评价[3]、中药材活性成分定量分析[41以及中药提取
液纯化过程的快速分析[5]。已有文献报道了NIRS
技术用于药品片剂包衣过程检测口’6~8]。本实验以复
方丹参滴丸为研究对象，利用NIRS结合化学计量
学建立制药过程中复方丹参滴丸包衣厚度快速、无
损的测定方法。
收稿日期：2005—09—23
基金项目：国家“十五”重大科技攻关计划资助项目(2001BA701A45)；浙江省科技厅重大科技计划项目(021103549)
*通讯作者翟海斌Tel：(0571)87952509
万方数据
·686· 中草芮ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第5期2006年5月
1仪器与材料
Antaris傅里叶变换近红外光谱仪(美国
ThermoNicolet公司)；积分球漫反射检测器附件；
石英样品瓶；该仪器配有软件包，Result软件用于光
谱的采集，TQAnalyst软件用于光谱的处理和计
算；BS200S--WEI电子天平(Sartorius)。复方丹参
滴丸包衣样品由天津天士力制药股份有限公司提
供，共6批次、54组样品，其中每批样品中包含1组
素丸(未包衣)样品作为对照。
2方法与结果
2．1样品质量测定：每组样品准确取样100颗，在
电子天平上称质量。将包衣过程不同时间点取样所
得样品的质量和同批次素丸相比较，计算出增重比
率=(样品质量一素丸质量)／素丸质量(包衣过程前
后滴丸增重不超过6％，所以直径变化<2％，可认
为增重比率和包衣的厚度成正比)，结果见表l。
表1包衣过程中样品平均增重比率
Table1 Samples’massincreaseratio
offilmcoatingprocess
平均增重比率／％批次——
1 9 3 4 5 R 7 R 9
5．936．24
5．96
5．92
5．99
5．88
2．2近红外光谱采集：将待测丹参滴丸样品放入冰
箱至温度恒定后，装入样品杯，利用积分球漫反射采
样系统采集NIR光谱。光谱采集条件：以仪器内置
背景为参比，波数范围10000～4000em～，扫描次
数32次，分辨率8．0em～。每个样品采集3张光谱，
每扫描一张光谱转动石英杯120。左右，取其平均光
谱用于数据处理。样品的原始NIR光谱见图1。
魁
泉
蓉
图1样品的原始NIR漫反射光谱
Fig．1OriginalNIRdiffusereflectancespe tra
2．3数据处理
2．3．1校正模型评价参数：去掉6组素丸样品后共
计6批48个复方丹参滴丸样品，随机选取其中4批
31个样品作为校正集，剩余2批17个样品作为预
测集。光谱经预处理后用PLSR建立复方丹参滴丸
包衣平均厚度与NIR光谱之间的定量校正模型，以
模型相关系数(R)、校正均方差(RMSEC)、预测均
方差(RMSEP)为指标优化建模参数。计算公式见式
(1)和(2)。
RMSEC
RMSEP一
厚
压磊i～———磊—一
，、
其中丁。是实际值，7’。是预测值，n是校正集样品数，m是预
测集样品数
2．3．27光谱预处理方法：在近红外光谱的采集过程
中，环境的变化会引起光谱的基线偏移，随机噪声和
样品背景干扰都会对校正结果产生影响；另外，由于
需要对谱图信息进行优化，选出最有效的光谱区域，
提高运算效率，所以在对NIR光谱进行分析之前，一
般要对光谱数据进行预处理。本实验将各种光谱预处
理方法排列组合后再用PLSR建模，结果见表2。
表2不同光谱预处理方法对PLSR模型的结果
Table2 Effectofvariouspretreatmentmethods
onPLSRmodel
用到的预处理方法有多元散射校正
(multiplicatives ttercorrection，MSC)、标准正交
变换(standardno malvariate，SNV)、一阶微分
(firstderivative)、二阶微分(secondderivative)、S—
G平滑和Norris导数平滑滤波等。表2的结果显
示，采用MSC、S—G和一阶微分对光谱进行预处理
时所建模型综合性能最佳，这与MSC可以消除固
7
6
8
7
7
3
9
8
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6
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Z
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●
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O
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■
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Z
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3
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3
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1
l
8
O
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8
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8
●
●
●
●
●
●
3
2
3
2
2
2
万方数据
中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第5期2006年5月·687·
体的散射效应，S—G平滑可以降低高频随机噪声以
及一阶导数光谱可以消除基线漂移有关。
2．3．3光谱波段范围选择：表3为采用3个不同光
波段的光谱数据建立的校正模型的R、RMSEC、
RESEP和主因子数的对比。序号1为全波段，序号
2为去除噪声较大部分后的波段，序号3为吸收比
较明显的2个波段。序号1的R太小，序号2的R
和RMSEC都非常好，但预测性能不佳，且用了7个
主因子数，是一种明显的过拟合现象。序号3的
RMSEP是最小的，预测性能最好，故序号3为较优
的光谱范围。复方丹参滴丸包衣材料的主要成分为
纤维素，纤维素中的羟基在6900～6000crll～，
4900～4500cm’’1这两个谱段有较强的吸收，所以
这两个谱段很可能是检测包衣厚度的特征谱段。
表3光谱波段选取对PLSR模型的影响
Table3 EffectofwavelengthrangesonPLSRmodel
序号 光谱范围／cm
1 R RMSECRMSEP主因子数
2．3．4PI．SR主因子数的选择和交叉验证结果：采
用PLSR法建立定量校正模型时，为避免出现“过拟
合”现象，需要对主因子数进行合理选择。本实验采
用留一交叉验证法，考察了主因子数对内部交叉验
证均方差(RMSECV)的影响。PLSR主因子数优化
选择结果和校正集样品交叉验证结果见图2。最佳
主因子数为2，此时RMSECV为0．445。
1 l
l 0
O9
己o8
甥
虿o7
06
O5
04
0 2 4 6 8 JU
主因子数
图2最佳主因子数和交叉验证结果
Fig．2OptimalPLSRfactorsandresultsobtained
bycross-validation
2．3．5 样品结果分析：在波长为6900～6000
cm删1和4900～4500cm叫的区间，经MSC、S—G平
滑和一阶导数光谱预处理后，使用PLSR建立了最
优的校正模型，其中使用的主因子数为2。将建立的
定量校正模型对预测集中的滴丸包衣平均厚度进行
预测，结果见图3。校正模型的R达到了0．974，
RMSEC为0．228，RMSEP则为0．338。滴丸的NIR
光谱预测值能够准确地逼近实际值，并均匀分布于
预测值的两边。
学＼
遥
燕
瞪
2．5 30 35 40 45 50 55 6．0 65
实际值／％
o一校正集 +一预测集
。一calibrationset+一validationset
图3预测集样品NIRS预测值和包衣平均厚度相关图
Fig．3CorrelationbetweenNIRSpredictedandfilm
coatingaveragethickness
3讨论
本实验针对中药制药过程中药品包衣厚度检测
缺乏快速方法的问题开展研究，提出了用近红外漫
反射光谱法测定中药药品包衣厚度的新方法。该方
法具有快速、无损和准确的优点，不需复杂的样品前
处理，且可直接用于药品包衣平均厚度的测定。对复
方丹参滴丸生产过程中包衣平均厚度的测定结果表
明，本实验所建方法预测结果与实际包衣平均厚度
吻合较好，可以用于测定复方丹参滴丸工业生产过
程中的滴丸包衣平均厚度，并可望推广用于其他中
药药品的包衣过程在线检测。
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·688· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第5期2006年5月
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阶梯生物催化协同提取盾叶薯蓣中薯蓣皂苷元的研究
张裕卿，王东青，李滨县，梁江华
(天津大学化工学院，天津300072)
摘 要：目的 利用阶梯生物催化协同提高提取盾叶薯蓣中薯蓣皂苷元的收率和质量。方法 通过正交试验对阶
梯生物催化协同提取薯蓣皂苷元工艺进行研究，确定该工艺最佳条件；用红外光谱和HPLC谱对皂苷元产品进行
定性和定量测定；以产品的收率和熔点为考察标准，比较阶梯生物催化法与直接酸水解法、自然发酵法以及酶解法
的优劣。结果利用阶梯生物催化法，当纤维素酶和果胶酶复合酶制剂、淀粉酶以及糖化酶按顺序依次加入时，能
够将植物中98％的薯蓣皂苷元提取出来，其产品的红外谱图与对照品谱图相吻合，经HPLC谱测定薯蓣皂苷元质
量分数95％以上。结论利用阶梯生物催化协同提取薯蓣皂苷元与其他3种工艺相比，能耗降低，皂苷元收率和质
量均提高。
关键词：盾叶薯蓣；薯蓣皂苷元；阶梯生物催化；正交试验
中图分类号：R284．2；R286．02文献标识码：B 文章编号：0253—2670(2006)05—0688一04
ExtractionofdiosgeninfromDioscoreazingiberensisthroughstepwisebiocatalysis
ZHANGYu—qing，WANGDong-qing，LIBin—xian，LIANGJiang—hua
(SchoolfChemicalEngineeringandTechnology，TianjinUn versity，Tianjin300072，China)
Abstract：ObjectiveToenhancethyieldandproductqualityofdiosgeninxtract，themethodof
stepwisebiocatalysiswaused．nethodsTheoptimumconditionsofslepwisebiocatalysiswereobtained
throughorthogonaltests．Inqualitativendquantitativeanalysisofdiosgeninxtractedthroughstepwise
hiocatalysis，IRpectrumandHPLCchromatogramwereused．Theyieldandmeltingpointofdiosgenin
weretakenasinvestigatedstan ardindextocomparethismethodwithothers，suchasa idhydrolysis，
spontaneousf rmentation，andenzymatichydrolysis．ResultsWhencellulaseandpectinasecompound，
amlyseandiastaticenzymewereaddedinorderinthemethodofstepwisebiocatalysis，98％diosgenin
fromplantswasextracted．IRspectrumoftheproductwasinaccordancewiththatofreferencesubstance
andthepurityofitismorethan95％accordingtoitsHPLCchromatogram．ConclusionComparedwith
otherthreem thods，itcanmprovetheyieldandqualitywithlessenergyconsumptionbystepwise
biocatalysis．
Keywords：DioscoreazingiberensisC．H．Wrigh；diosgenin；stepwisebioca alysis；orthogonaltes
薯蓣皂苷元(diosgenin)，工业上称为薯蓣皂素，
是薯蓣中的重要活性成分，它是合成甾体激素药物
重要的医药中间体，其经裂解、氧化和消除反应后生
成的醋酸孕甾双烯醇酮再经过改造后可得到数千种
甾体药物，被医药界称为“药用黄金”。薯蓣皂苷元由
薯蓣根茎为原料制备得到，常用的方法有直接酸水
解法、自然发酵法、酶解法等。直接酸水解法只能提
取出药材中45％的薯蓣皂苷元成分，并且药材中的
其他有效成分被大量废弃造成资源的严重浪费和环
境的污染[1]。自然发酵法是先将药材发酵一段时间
后再进行酸水解，该法自然发酵时间较长(48～72
h)，能耗大，并且发酵过程复杂，可控性差，薯蓣皂
苷元收率较低，仅能提取出植物中65％的薯蓣皂苷
元[2]。近年来，国内外一些研究者采用纤维素酶等单
一的酶制剂对薯蓣原料进行酶处理后结合酸水解进
行研究，结果能够使药材中70％的薯蓣皂苷元成分
收稿日期：2005—09—20
基金项目：中国博士后科学基金(413395—0306)；天津市科技攻关计划(033180811)；天津大学青年教师基金资助项目(411716)
作者简介：张裕卿，男，生物化工专业博士后，副教授，研究生导师，曾获得2004年国家科学技术发明二等奖，发表论文20余篇。
Tel：(022)8183838327890470E-mail：zhangyuqing@tju．edu．cn
万方数据
近红外光谱快速测定复方丹参滴丸的包衣厚度
作者： 柯博克， 刘雪松， 陈勇， 李文， 瞿海斌， 程翼宇， KE Bo-ke， LIU Xue-song，
CHEN Yong， LI Wen， QU Hai-bin， CHENG Yi-yu
作者单位： 柯博克,刘雪松,陈勇,瞿海斌,程翼宇,KE Bo-ke,LIU Xue-song,CHEN Yong,QU Hai-
bin,CHENG Yi-yu(浙江大学,中药科学与工程学系,浙江,杭州,310027)， 李文,LI Wen(天津
天士力制药股份有限公司,天津,300142)
刊名： 中草药
英文刊名： CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年，卷(期)： 2006,37(5)
被引用次数： 10次

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10. 潘颖.沈漪.项竞佐.刘全 近红外漫反射光谱法鉴别不同厂家注射用头孢他啶[期刊论文]-中国抗生素杂志
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2.宰宝禅.史新元.乔延江 基于支持向量机的中药片剂包衣质量分析[期刊论文]-中国中药杂志 2010(6)
3.张爱军.戴宁.赵国磊 丹参产业化提取中近红外在线检测技术的研究[期刊论文]-中草药 2010(2)
4.高娟.唐素芳.高立勤.相秉仁 浅谈近红外光谱技术在药物分析领域的应用[期刊论文]-天津药学 2010(4)
5.陈日檬 一种新的药品安全轮廊监测技术——近红外光谱技术[期刊论文]-医药前沿 2012(14)
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7.陶伟.王昌林.辛海量.赖伟华 近红外漫反射方法在中药研究领域中的应用[期刊论文]-实用医学杂志 2008(16)
8.王宁.武卫红 近红外光谱技术在中药分析领域中的应用[期刊论文]-山东中医药大学学报 2007(4)
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10.刘珂.刘保国.张运森 近红外光谱分析技术及应用研究[期刊论文]-河南工业大学学报（自然科学版） 2009(1)


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