近红外光谱技术在中药质量分析中的应用

2011-04-07龚海燕

河南大学学报（医学版） 2011年2期

关键词：连翘药材河南

白雁,龚海燕,王星

(河南中医学院药学院,河南郑州 450008)

近红外光谱技术在中药质量分析中的应用

白雁,龚海燕,王星

(河南中医学院药学院,河南郑州 450008)

中药是中医防病治病的物质基础,科学的质量评价体系是控制中药质量的关键。针对目前常规的质量评价方法在中药质量控制方面存在一定的局限性,如延迟、有损、离线分析等问题,以“四大怀药”等河南道地药材及其制剂为对象,研究近红外光谱技术在其质量快速评价中的应用。利用近红外光谱技术,对药材和成药建立质量分析模型库,进行定性鉴别和定量分析,从而对中药原药材及其制剂质量进行快速、无损、无污染检测及在线分析,为建立科学、合理中药现代化质量控制体系提供新的参考方法。

近红外光谱法;河南道地药材;计算机技术;化学计量学技术

医药产业是我国国民经济的重要组成部分,国家医药科学技术政策总纲中明确提出:大力加强中药创新研究,建立和完善符合中药自身特点的中药质量标准与质量控制体系,加速中药现代化。河南省作为中药资源大省,药材产量居全国第三位,品种有2773种。很多豫产著名道地药材及其制剂如四大怀药和六味地黄丸等享誉海内外。中药产业作为河南省的新兴产业和支柱产业,不但在国民经济中具有举足轻重的地位,还在人们防病、治病和康复保健中起着重要的作用。由于影响中药质量品质因素较多,而且人为制假、掺化学药、在道地药材中掺入劣质药材等现象造成中药市场上经常出现以假乱真、以次充好的混乱局面,严重危害了广大人民群众的身体健康和生命安全。

科学的质量评价体系是控制中药质量的关键,但目前常规的质量评价方法在中药质量控制方面存在一定的局限性。多数方法都需要对中药进行繁琐的前处理,造成资源浪费和环境污染。常规方法往往用单一指标成分来控制中药的质量,不能体现中药成分的复杂性和其整体内在质量。在中药生产过程中,检测手段存在离线的缺点,难以用于实际的大批量药品快速分析和制药过程质量控制,严重阻碍了中药制药现代化的发展。因此,研究和建立一种先进的、科学可靠的方法或技术对中药质量进行全面控制,保证中药安全、有效、稳定、可控,是当前中药制药产业急需解决的难题之一。

药品注册技术要求国际协调会对药品质量分析提出了更快、更高灵敏度和更佳选择性的要求。因此,必须应用现代科学理论和先进的仪器相互印证、相互补充,对现有的中药质量分析技术进行创新研究。发展高效、准确、新型的中药质量检测技术和中药计算分析方法,提高中药质量控制水平,建立科学可靠的中药质量保障体系,提升中药产品档次和技术含量,已成为药物分析学研究领域的重大科学前沿课题。也是中药分析工作者面临的严峻挑战。

近红外光谱(Near Infrared,NIR)分析技术是将光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术进行有机结合的分析测试技术[1-2],它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。在近红外光谱区产生吸收的官能团主要是含 H基团,这些基团是有机物中最重要的一些基团,NIR谱区丰富的结构与组成的信息是NIR分析应用的广泛基础。计算机技术和化学计量学的应用使NIR可以分析测定与这些基团有关的成分以及物理、化学性质。利用近红外光谱和多变量统计分类技术(系统聚类分析、逐步聚类分析、主成分分析和神经网络、非线性映射等)可很好地对药材和成药进行定性判别和分类。在对药物的定量分析方面,除了将近红外光谱与偏最小二乘法(PLS)、主成分分析(PCA)、遗传神经网络等相结合对一些化学药品分析外,近几年又将近红外光谱技术与处理非线性体系的人工神经网络方法相结合,对许多中药进行定量分析。

近年来,该技术在分析化学领域被誉为分析“巨人”[3-5]。1994年英国、1995年美国、日本、韩国等国家开始利用该方法对天然产物进行研究。目前,该技术在国际上正成为热门课题。美国食品药物管理局(FDA)、欧洲和加拿大药物局已正式采用近红外光谱分析技术取代繁琐费时的常规分析方法。该方法被英国药典2000版收载,2002年相继被美国和欧洲药典收载。在食品检测上,已经列入美国及世界谷物科技协会标准,成为世界公认的标准方法。

目前,该技术在国内已广泛应用于烟草、粮食、食品、饲料添加剂等行业,但中药领域的应用还不够成熟[6-12]。利用近红外光谱法进行药物的快速、非破坏性分析的特点,将其引入河南道地药材及其制剂质量控制中[13-14]。课题组对河南道地药材及其制剂质量控制研究主要在以下三个方面:①定性分析方面:利用近红外光谱技术对河南道地药材的研究中,我们采用定性分析方法对地黄的不同炮制品、不同产地的连翘药材、山药的道地性与非道地性、不同厂家、不同批次的一清颗粒、银黄颗粒和六味地黄丸等,均取得了满意的结果。②定量分析方面:利用近红外光谱法成功建立了各种河南道地药材及其提取物中的各种指标性成分定量模型:如地黄中的浸出物、还原糖、5-羟甲基糠醛,山药中的水分、浸出物、多糖、尿囊素,黄芩中的水分、浸出物、黄芩苷,连翘中的水分、浸出物、连翘苷、连翘酯苷,牛膝中的蜕皮甾酮,六味地黄丸中的水分和丹皮酚,银黄颗粒中的黄芩苷、绿原酸等。连翘提取物中的连翘苷、连翘酯苷。经检验这些模型的相关系数较高,近红外测量值相对偏差都在5%以内。③在线检测方面:按照清颗粒的制药全过程进行实验室模拟研究,建立了黄芩药材、黄芩浸膏、自制清颗粒的定量模型,为下一步实现在线检测奠定了基础。

通过以上研究获得大量中药、中间体及制剂的相关指标的数据,建立一系列河南道地药材及制剂的质量分析模型库。这些模型可以应用于近红外快检车,扩大其应用范围,对市场上流通的药材及制剂进行快速无损检测,规范药材市场,打击假药、劣药,保证人民用药安全。并且完善模型建立的方法,解决在中药分析中的共性问题,建立相关的快速检测标准,并给中国药典委员会推荐相关方法。近红外技术有望在中药标准化生产过程中,对制药过程进行实时在线监控,从原材料到中间体到成品各个环节的质量都得到控制,节约生产成本,提高制药企业的生产效率和经济效益,增强用药安全。进一步提升中药、中成药知名品牌的科技含量,提高我省制药产业的竞争力。该方法可进一步推广到中药其他生产过程,对于中药生产过程质量控制、提高中药制药行业的技术水平具有重要意义。该方法是一种多快好省的“绿色”分析方法,对我国中药资源的有效利用具有极其重要的意义。对促进河南中药产业的可持续发展,具有极大的应用前景。

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[责任编辑段金卯]

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1672-7606(2011)02-0079-03