近紅外光譜法鑒別真偽的應用
目的利用近紅外(NIR)光譜法對品牌中成藥“消渴丸”建立判別模型,快速有效篩選假冒品。方法收集廠家**近紅外漫反射光譜,在OPUS軟件中應用一致性檢驗模型設置模塊建立消渴丸一致性檢驗模型。結果利用該一致性檢驗模型能夠準確區分消渴丸同其4批假冒品。結論本文建立的檢驗模型簡單、快速、有效,能應用于消渴丸的日常監督打假中。 近紅外光譜法鑒別真偽的應用一致性檢驗是一種快捷的圖譜比較方法,用于比較未知光譜與某一組參考光譜是否具有一致性:首先計算參考光譜在每個波長點處吸光度的平均值和標準偏差,其次將每個波長點的平均值加減多少倍(即CI限度)標準偏差作為該波長點的可信區間;待測光譜在該波長點處的吸光度與參考光譜平均值的差值除以標準偏差,得到的就是一致性指數(conformityindex,CI)。根據待測樣品光譜的CI值是否超過CI限度,即該光譜是否越過可信區間,可快速判斷待測樣品是否可疑[1]。本文利用近紅外光譜測定和數據分析軟件建立消渴丸的一致性檢驗模型,同時利用顯微特征鑒別和高效液相色譜法,確定樣品真偽,以進一步驗證該模型的準確性。
1儀器與樣品
1.1儀器
MatrixF近紅外光譜儀、手持1.5m固體光纖探頭(德國布魯克光譜儀器公司);OPUS5.0光譜分析軟件(德國布魯克光譜儀器公司);LC20AT高效液相色譜儀(日本島津);LeicaCME電光顯微鏡(德國徠卡公司)。
1.2樣品
消渴丸**17批(編號:1-17,對應批號為MY0074、M07018、M01315、LY0077、L00677、K03189、M00279、MF0014、M01383、M01375、M01367、M01341、M00313、M00287、M07001、M00295、MO1354,均來自廣州中一藥業有限公司);標示消渴丸假冒品4批(編號:18-21,對應標示批號為:L00462、L00579、L03073、L05628)。
2實驗方法
2.1近紅外光譜采集條件
掃描范圍:4000~12000cm-1;掃描次數:32;分辨率:8cm-1;掃描速度:10kHz;以內置背景為參考;檢測器設置:半導體制冷銦鎵砷探測器;采樣模式:漫反射方式;溫度、濕度:22℃,60%。
2.2近紅外光譜采集和處理
2.2.1取樣品(濃縮水丸),用銼刀銼成較光纖探頭直徑稍大的橫截面,探頭直接接觸切面采集光譜,每批重復測定4次。在OPUS的一致性檢驗模型設置模塊中,取編號1-14樣品的近紅外光譜作參考光譜,見圖1。另取編號15-21樣品近紅外光譜作驗證光譜,只選擇矢量歸一化預處理數據,取4061.7~8516.8cm-1譜段范圍,設定CI限度為6,建立樣品的一致性檢驗模型。
2.2.2在不同條件下近紅外光譜采集,取編號14樣品,按不同操作者,不同溫度、濕度環境(22℃、60%,28℃、75%),不同測量深度(截面大、中、小)采集光譜,各重復測定3次。
2.3顯微特征鑒別
取編號8、18、19、20、21樣品,磨粉,取適量制片,按2010年版《中國藥典》[2]置顯微鏡下觀察。
2.4高效液相色譜圖
取編號8、18、19、20、21樣品粉末,按2010年版《中國藥典》“消渴丸”含量測定項下的方法[2],掃描高效液相色譜圖。
3結果
3.1**與假冒品近紅外光譜圖的區別
在OPUS中,將**與假冒品近紅外原始光譜圖矢量歸一化預處理(見圖2)。可見,編號19、20假冒品與**近紅外光譜曲線差異較大,編號18、21假冒品與**的光譜圖相似,但在4200、5500、
3.2建立一致性驗證模型
取編號1-14樣品的近紅外光譜作建模參考光譜,另取編號15-21樣品作為驗證光譜,結果見圖3。從圖3可見,編號18-21假冒品均在所設定的CI限度以上,超出建模樣品光譜圖的可信區間;驗證編號15-17**在CI限度以下,跟建模樣品一致。驗證的結果與樣品實際情況相符。
3.3模型耐用性驗證
取在不同條件下近紅外光譜作為驗證光譜,結果見圖4。不同操作者,不同溫度、濕度環境,不同測量深度等變化下測定的光譜,經計算均在所設定的CI限度之下。驗證結果說明上述因素變化對模型判別影響不大。
3.4顯微鑒別結果
對編號8、18-21樣品進行顯微特征觀察后發現,編號8樣品(**)符合《中國藥典》描述的顯微特征;編號18-21樣品(假冒品)部分具有《中國藥典》描述的顯微特征,但同時可見摻有大量無機物,顯微特征與**有明顯不同;另外,編號18樣品可見葛根顯微特征,屬于標準規定外的顯微特征。
3.5高效液相色譜圖的差異
為進一步求證,取消渴丸**和假冒品掃描高效液相色譜圖,見圖5。從圖可見,編號8樣品(**)在保留時間9.60min處有色譜特征峰,編號18假冒品有特征峰,編號18-21假冒品在9.6min沒有特征峰。
4討論
4.1近紅外光譜檢測屬于無污染和無損傷低碳環保檢測技術,樣品不需特別的預處理,不使用有毒有害試劑;掃描過程迅速,數十秒內獲得一個樣品的全光譜圖;通過數據分析軟件可以很快建立各種數學模型,在不同情況中使用[3]。
4.2一致性檢驗是一種近紅外光譜定性檢測方法,在打擊假冒藥品時有較好的專屬性、準確性,但模型建立需要一定代表性的參考光譜,事先需要準備一定量的樣品[1,4]。
4.3藥品的近紅外圖譜是活性成分和輔料的疊加圖譜,不管是活性成分改變還是輔料改變,近紅外圖譜都將發生改變[5]。顯微鑒別時,某假冒品和**同樣都具有藥材的顯微特征,但如果輔料不同,近紅外圖譜仍有較大差異。
4.4通過掃描高效液相色譜圖,發現假冒品(編號18)和**在保留時間9.6min左右有相同的色譜峰(葛根素),高效液相色譜圖有相似點,但是通過顯微特征和近紅外圖譜分析,可以將兩者區分,篩選出假冒品。隨著藥品造假手段越來越高明,多種檢驗技術的采用可從多個層面驗證藥品的真假。