AOTF—NIR快速檢測人參中人參皂苷類成分含量方法研究

蘇婷+姜文月+李鐵錫

【摘要】探索一種采用聲光可調近紅外（AOTF-NIR）光譜技術快速測定人參藥材人參皂苷Rg1、Rb1、Re等皂苷類成分含量的新方法。依據2015年版《中國藥典》，采用高效液相色譜法（HPLC）分別測定人參藥材中人參皂苷類成分含量，采用偏最小二乘法（PLS），建立含量測定結果與其NIR光譜之間的校正模型，利用NIR模型對未知的人參樣品進行預測。人參藥材人參皂苷Rg1、Rb1、Re等NIR模型校正均方根偏差（RMSEC）分別為0.0271、0.0268、0.0338，預測均方根偏差（RMSEP）分別為0.0492、0.2053、0.0931，決定系數（CORRELATION）為0.9120、0.9208、0.9481，采用驗正集樣品進行外部驗證，實測值與預測值的偏差分別為2.20%、4.10%、3.03%。AOTF-NIR快速分析法對人參藥材人參皂苷類成分含量預測結果較好，為人參藥材快速定量分析提供了有效的分析方法。

【關鍵詞】聲光可調近紅外光譜技術；人參；人參皂苷

【中圖分類號】R284.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】ISSN.2095-6681.2017.27..03

心血管疾病嚴重危害人類健康，中國有約2.7億心血管病患者。從傳統中草藥中尋找具有心血管保護效應的藥物或有效成分成為研究熱點之一[1-2]。人參味甘，微寒，炮制后微溫，無毒，具有大補元氣、補脾益肺、養血生津、寧心安神等功效。現代藥理學研究表明，人參皂苷具有抗動脈粥樣硬化、抗心律失常、抗心肌缺血、抑制心室重構等功效[3]。近年來，對人參制劑的心血管藥理研究逐漸引起國內外學者的極大關注。

人參資源分布遍及全國，其質量參差不齊。目前，人參藥材質量檢驗步驟復雜，探索一種快速有效的檢測方法來實現對人參藥材質量控制具有重要意義[4]。本研究采用AOTF-NIR技術，建立快速測定人參藥材人參皂苷Rg1、Rb1、Re等皂苷類成分含量的新方法，以期為人參藥材的快速定量分析提供了有效的分析方法。

1 儀器與試藥

Luminar-5030型近紅外光譜分析儀（美國BRIMROSE公司），樣品檢測皿，SNAP光譜分析軟件，CAMO化學計量學軟件。戴安U3000高效液相色譜儀（美國Thermo公司）。人參皂苷Rg1、Rb1、Re對照品（批號：110703-201128，110704-201424，110754-201324購自：中國食品藥品檢定研究院）。乙腈為色譜純試劑；水為超純水。

2 方 法

2.1 樣品收集及檢測

建模樣品含量范圍和分布情況直接影響校正模型的預測性能[5]，本研究收集主產地近3年不同產地、批次的人參藥材共收50批，其中校正集樣品45批、驗證集樣品5批。采用HPLC法，按照2015年版《中國藥典》人參藥材中皂苷類成分檢測條件，測定樣品中人參皂苷Rg1、Rb1、Re成分的含量。

2.2 光譜采集及預處理

取校正集與驗證集樣品，每次取不同批次的樣品，粉碎（過三號篩），分別倒入樣品槽中，用配套槽蓋將樣品攤平、壓實，在1100～2300 nm掃描，掃描間隔為2.0 nm，掃描平均次數為300次。在建立模型前，采用SNAP軟件中的光譜處理程序對原始光譜進行預

處理。

2.3 模型建立與驗證

采用PLS法將測定結果與預處理光譜進行關聯，用CAMO化學計量學軟件建立模型，以交叉-驗證法（Cross-Validation）建立校正模型。利用校正模型對驗正集樣品進行預測。

3 結 果

3.1 檢測結果

根據“2.1檢測方法”，對每份樣品平行測定3次，含量測定結果以3次測定的平均值計，測定結果見表1。

3.2 光譜采集及預處理

按照光譜采集方法，每個樣品采集3次光譜，得到校正集樣品光譜圖，見圖1。經篩選確定采用的預處理方法為一階導數+平滑濾波器法（First derivative+Savitzky-Golay），有效消除顏色差別等因素引起的光譜基線偏移和漂移，預處理后光譜圖見圖2。

3.3 模型建立與驗證

采用PLS法建立測定結果與光譜的關聯，并采用光譜影響值Leverage和化學值誤差Residual等統計量檢驗剔除NIR光譜與測定結果的異常值。NIR光譜校正模型顯示，人參皂苷Rg1 模型的主成分維數為9，R2=0.9120，RMSEC=0.0271，RMSEP=0.0492；人參皂苷Rb1模型的主成分維數為11，R2=0.9208，RMSEC=0.0268，RMSEP=0.2053；人參皂苷Re模型的主成分維數為12，R2=0.9481，RMSEC=0.0338，RMSEP=0.0931。得到的模型相關性良好，模型性能較好，PLS模型見圖3-5。利用校正模型對5批驗正集樣品進行分析，預測結果見表3。

結果可知，外部驗證集樣品中人參皂苷Rg1、Rb1、Re的HPLC實測值與NIR預測值分別偏差分別為2.20%、4.10%、3.03%。可見，采用常規檢測方法測定的實測值與NIR校正模型預側值之間相關性良好，測定準確性較高。

4 討 論

研究結果表明，本研究建立的AOTF-NIR測定方法能夠快速、無損的測定人參藥材中人參皂苷類成分含量。此前，利用近紅外光譜技術對人參藥材快速檢測已有報道，而采用AOTF-NIR測定人參藥材中人參皂苷Rg1、Rb1、Re等皂苷類成分的研究鮮有報道。本研究建立人參藥材中皂苷類成分含量近紅外快速檢測模型，完善了的人參藥材快速檢測體系，為藥品生產企業投料質量控制提供可靠、便捷的檢測方法。

參考文獻

[1] Yao J， Kong W J，Jiang J D. Learning from berberine： treating chronic diseases through multiple targets[J].Sci China Life Sci，2015，58：854–859.

[2] Hao P P，Jiang F，Chen Y G，et al.Traditional Chinese medication for cardiovascular disease[J].Nat Rev Cardiol，2015，12：115–1225.

[3] Kim Y J，Zlimg D，Ymg D C.Biosyntliesis and biotechnological production of ginsenosides[J].Bioteclmol Adv，2015，33：717-735.

[4] 白 敏，毛 茜，徐金娣，朱玲英，朱 賀，王 強，李松林.人參屬藥用植物地上部位皂苷類成分的化學和分析研究進展[J].中國中藥雜志，2014，39（03）：412-422.

本文編輯：吳宏艷endprint