中藥的近紅外光譜計算分析方法學研究.pdf

1、目前，中藥產業(yè)中缺乏能夠全面反映中藥質量的快速、有效的分析方法，這導致了中藥產品質量不穩(wěn)定可控，嚴重制約我國中藥制藥工業(yè)的發(fā)展。因此，在當前藥物分析學研究領域急待攻克的諸多關鍵科學問題及共性關鍵技術中，一項十分重要的研究任務是研發(fā)中藥材和中成藥產品快速分析技術，建立中藥生產過程在線分析方法學，實現(xiàn)中藥制藥過程質量監(jiān)測和優(yōu)化控制，從而保證中藥產品質量的穩(wěn)定性和均一性。近紅外光譜(NearInfraredSpectroscopy，NIRS)

2、是一種先進的計算機輔助快速分析測試技術，有望解決中藥快速檢測的難題。由于中藥化學物質體系的復雜性，在實際應用中，使用常規(guī)的NIRS校正建模或模式分類等方法往往不能取得理想的定量或定性分析結果，導致其成為阻礙中藥NIRS分析技術應用發(fā)展的瓶頸。為此，有必要研究中藥NIRS計算分析方法學，特別是發(fā)展NIRS非線性校正建模、光譜信息特征提取、化學模式信息處理以及模糊分類辨識等方法，發(fā)展形成中藥材和中成藥產品快速分析新技術，實現(xiàn)中藥生產全過程質

3、量控制，這對于推進中藥現(xiàn)代化進程具有重大科學意義和顯著的實際應用價值。 本文根據(jù)中藥質量控制關鍵環(huán)節(jié)中的不同要求，提出系列相關計算分析方法用于解決NIRS分析技術在中藥領域應用的技術難題，探討利用NIRS分析技術提高中藥分析和質量控制水平的途徑，以發(fā)展形成中藥質量快速分析新方法。本文主要研究內容包括： 1.針對復雜中藥材質量辨識難題，提出基于模糊神經元分類器(FNN)的NIRS分析方法用于對天然中藥材質量的快速鑒別。阿膠

4、實驗結果表明，所提出的方法對分類界面含糊的復雜中藥材體系辨識的學習能力和外推能力強，精度高，大大優(yōu)于參比經典的BP-ANN，是一種簡便、無損、快速有效的方法。 2.針對目前中藥注射劑中缺少快速質量鑒別方法的現(xiàn)狀，利用NIR透射光譜分析方法基于自組織映射神經網絡(SOM)和模糊神經網絡(FNN)實現(xiàn)了對不同廠家參麥注射液質量的快速鑒別，所提方法是適合常規(guī)分類困難的中藥注射劑質量鑒別的有效工具，可望發(fā)展成為中藥質量類別快速測定方法。

5、 3.通過中藥活性成分含量測定中NIRS分析方法學的研究，提出利用神經網絡和支持向量機結合不同的數(shù)據(jù)預處理方法解決三七藥材NIR光譜數(shù)據(jù)中存在的非線性現(xiàn)象，有效地降低預測誤差，所提方法是進行非線性建模的合適的工具。 4.通過對NIRS在線檢測技術的研究，建立NIRS在線檢測模型，成功用于丹參回流提取小試和工業(yè)化生產規(guī)模的在線檢測；針對光譜數(shù)據(jù)中的非線性現(xiàn)象，采用非線性建模方法提高NIRS在線檢測的精度；結合標準偏差絕對距

6、離方法，發(fā)展了在中藥生產工藝優(yōu)化中NIRS終點快速判斷方法，并與生產過程實現(xiàn)了很好的吻合。上述方法可推廣到中藥的實際生產應用。 本文對中藥中NIRS計算分析方法學的研究，有助于提高NIRS分析技術在中藥領域的理論研究和應用水平，有利于解決目前中藥質控中缺乏快速分析方法的現(xiàn)狀。研究結果表明，本文所獲得的成果，可推廣應用到中藥快速質量分析和中藥制造過程的在線檢測中，具有較強的創(chuàng)新意義和實際應用價值，為加強中藥制藥過程質量控制與提高中