近红外光谱在线检测技术在中药领域中的应用探讨

高 然

(哈尔滨商业大学 药学院，黑龙江 哈尔滨 150076)



近红外光谱在线检测技术在中药领域中的应用探讨

高 然

(哈尔滨商业大学 药学院，黑龙江 哈尔滨 150076)

近红外光谱(NIRS)是一种新型光学检测手段，近年来应用十分广泛。近红外光谱在线检测技术可对中药质量进行快速、在线和无损检测，已成为现代中药产业中不可或缺的重要检测手段之一。对近年来该技术在中药领域中的应用及研究进展进行综述，为其应用拓展提供参考依据。

近红外光谱；在线检测技术；中药质量控制

中药是我国传统文化和祖国医学的瑰宝，为中华民族乃至世界人民的身体健康做出了巨大贡献，世界上约有70%的人群直接或间接接受过中药保健或治疗。然而，中药产业作为我国重要的传统民族产业之一，在全球医药市场上的占有率和竞争力非常薄弱，无论是在生产工艺还是技术水平方面都处于相对较低的水平。如何有效快速提高我国中药产业现代化水平，是当今中药行业从业者亟待解决的问题。近年来，近红外光谱在中药质量控制及检测方面的应用逐渐被大众认可和重视，本文就近红外光谱在线检测技术在中药领域中的应用进行综述，现报道如下。

1 近红外光谱在线检测技术的原理和特点

近红外光谱(NIRS)是指波长为780～2 526nm的电磁波，介于中红外和可见光之间。根据波长的不同，可将其分为近红外短波和近红外长波两部分。在该范围内，光谱记录的主要是C-H、N-H、O-H和S-H等基团振动的倍频和合频吸收信息，信号强度较强，干扰也较少，不同的基团都有特征吸收峰，这也是近红外光谱可对物质成分进行定量或定性分析的理论基础。

1.1 在线检测技术

现阶段，我国的中药生产工艺和检测技术依旧停留在经验操作或复杂定量检测方法上。这些检测方法通常需要对样品进行预处理，导致样品不可逆性破坏，分析效率较低。近红外在线检测技术可直接对样品进行快速在线检测，固体粉末、液体、胶状体和半固体样品皆可。随着光纤的引入，在线检测技术迅速发展，使工厂生产流水线和实验室分析实现在线化，一般在几秒钟之内便能获得所需参数，通过与反馈控制技术联用，可实现整个生产过程的在线检测和控制。

1.2 新型绿色分析检测技术

近红外在线光谱检测技术不需要使用额外的化学试剂，污染较小，成本低廉，是一种绿色环保的检测手段，符合GMP标准对药品生产设备的要求。该技术避免了取样、送样和检样过程，减少了检验过程中的误差，提高了工作效率，也降低了人力成本。NIRS在线检测技术可提前进行光谱测量并建立标准化校正模型，同时对样品中的多个化学成分进行测定，甚至还可测量非化学参数(如密度、水分等)。连续测定和多组分同时测定大大节省了检测时间和工作量，提高了工作效率。此外，随着近红外检测技术的不断革新，其精确度和灵敏度越来越高，可分辨出产品中成分和含量的细微变化，确保了质量控制的有效实施。

2 在中药领域中的应用

2.1 中药提取过程中的在线检测

中药提取液中有效成分含量较低，干扰杂质较多，传统方法难以准确测定，缺乏行之有效的质量控制方法。近红外光谱技术可在提取过程中对有效成分含量进行快速无损检测，保证中药质量的可靠性及稳定性，对于中药产业化具有重要意义。

高晓燕等运用近红外光谱技术建立化学计量模型，对清开灵注射液的有效成分及其中间体进行了在线检测。覃锋等[1]采用近红外光谱技术对安神补脑液中的淫羊藿苷及二苯乙烯苷含量进行了检测，利用偏最小二乘法-非线性降维算法相结合的方式建立标准模型，准确地对提取液中的有效成分含量进行了预测。张延莹等[2]采用偏最小二乘法建立适用于近红外光谱在线检测技术的芍药苷含量检测模型，实现了工业化生产中芍药苷的在线质量控制。

2.2 中药浓缩过程中的在线检测

中药提取液中的有效成分含量较低，检测难度较大，必须对提取液进行浓缩。过分浓缩可出现结焦现象，导致收膏难度增大；浓缩程度过小则需耗费大量乙醇，导致生产成本提高。因此，准确确定提取液的浓缩终点对于保证中药产品质量至关重要。屈战果等[3]采用建立黄芩苷含量数据库和收集近红外光谱图的方法，通过偏最小二乘法建立近红外光谱与黄芩苷含量校正模型，实现了对女金胶囊提取浓缩过程中黄苓苷含量的快速在线检测。杨丽等[4]利用光可调滤光器(AOTF)近红外光谱技术，实现了淫羊藿提取液浓缩过程中的实时取样和在线检测。

2.3 中药提取纯化过程中的在线检测

中药的分离纯化可在很大程度上改变其"粗、黑、大"的外观，减少药物服用剂量，是中药复方制剂研发的难点和热点。传统的分离纯化主要依靠经验控制，缺乏科学合理的检测方法。刘烨等[5]采用近红外在线检测技术对人参叶中皂苷类成分的大孔树脂分离纯化工艺进行了优化，其将多元统计分析方法与HPLC检测结合起来，对人参的主要活性成分人参皂苷Rg1、Re 和Rb1建立了定量分析模型，实现了人参叶总皂苷成分分离纯化过程的在线检测。张延莹等同时应用近红外光谱技术和HPLC法，采用最小二乘法建立了纯化过程中丹酚酸B含量的检测模型，实现了在线质量检测。

2.4 中药制剂成型过程的在线检测

近红外光谱除可对物质的化学组成和结构进行常规检测外，还可对样品的物理性质进行表征，如湿度、密度和硬度等，目前已被成功应用于药品含量均匀度、混合均匀度或包衣均匀度的检测中。蔡佳良等[6]利用一阶导数法对近红外光谱进行预处理，后应用多元散射校正法结合最小二乘法建立广藿香中水分含量的近红外定量模型，实现了广藿香中水分含量的快速检测。柯博克等建立了滴丸包衣厚度的定量分析模型，采用近红外光谱技术对包衣厚度进行了在线检测。

3 结语

中药成分复杂，质量难以控制，临床疗效的稳定性受到很大影响，制约了中药产业的快速发展。传统控制检测手段弊端较多，近红外光谱在线检测技术的引入为中药质量的有效控制提供了新方法。通过建立准确的分析检测模型、开发智能化评价软件、增强近红外光谱仪的信号敏感度，可有效实现中药质量的在线控制。随着科学技术的进步，近红外光谱在线检测在中药领域中的应用将会更加广泛。

[1] 覃锋,杨辉华,吕琳昂,等.NIR光谱结合LLE-PLS建模用于安神补脑液提取过程分析的研究[J].中成药,2008,30(10):1465-1468.

[2] 张延莹,张金巍,刘岩.近红外技术在白芍醇提在线质量控制监控中的应用[J].中国医药工业杂志,2010,41(9):662-665.

[3] 屈战果,耿炤,胡浩武,等.近红外光谱技术在女金胶囊提取浓缩过程中的应用研究[J].时珍国医国药,2012,23(10):2555-2557.

[4] 杨丽,李菁,刘翠红,等.AOTF近红外光谱技术在淫羊藿浓缩过程在线检测中的应用[J].中国医药导报,2014,11(24):111-114.

[5] 刘桦,赵鑫,齐天,等.人参叶总皂苷大孔树脂分离纯化工艺的近红外光谱在线监测模型及其含量测定[J].光谱学与光谱分析,2013,33(12):3226-3230.

[6] 蔡佳良,李蕾蕾,姬生国,等.近红外光谱法快速测定广藿香中水分含量[J].医药导报,2012,31(11):1468-1470.

(责任编辑：尹晨茹)

2015-01-08

高然(1993-)，女，哈尔滨商业大学在读生，研究方向为制药工程。

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1673-2197(2015)06-0067-02

10.11954/ytctyy.201506030