红外光谱技术在中药材检测中的应用

2017-02-02李文娟陇西县农产品质量安全检测中心

食品安全导刊 2017年30期

关键词：中药材分辨率红外

□ 李文娟陇西县农产品质量安全检测中心

红外光谱技术在中药材检测中的应用

□ 李文娟陇西县农产品质量安全检测中心

中药的质量检测关系到中药应有疗效的发挥，中药疗效是由多种成分共同发挥作用形成的，因此，只对其中一个或多个成分进行控制和衡量，则难以全面整体地测量中药的疗效、质量以及稳定性。本文将探索应用红外光谱技术检测中药材质量的相关内容。

中药材的中红外透射光谱分析

对中药材的样品进行分析时，红外光谱被认为是一种有效合理的分析方法，因此，本文将从检测条件的选择、中药材的区分辨别等方面，借助中红外透射的方法对中药材进行光谱分析。

检测条件的选择

红外光谱分析需要从光谱中提取有效的化学信息，因此必须选择合适的红外光谱测量条件，以便提高测量的准确度。而测量条件首先包括制样的选择，化学物中的红外光谱频率、强度和形状会随着测量状态及制样方法发生改变，因此，必须控制好测量样品的状态。首先，要将中药材在恒温60度的烘箱中停留两天，再将其进行粉碎，并取100目筛的粉样品进行压片。其次是分辨率。分辨率是光谱测量中的一个重要参数，因为分辨率会直接影响光谱图的构成结构，分辨率的高低与光谱图的详细程度呈现正比关系，并会受到噪音的影响，从而增加采样时间以及样品的处理时间。因此，对中药材样品进行测量时，要选择分辨率较低的样又不能丢失样品信息。再次是扫描次数，其主要是指测量过程中光谱仪器的采样次数，扫描次数过多或过少，都会影响到光谱测量的精度，因此，在保证测量精度的前提下，应该尽量减少样品采样的次数，有效节省光谱采样的时间。最后是谱区范围，利用红外光谱对中药材进行检测时，光谱扫描范围一般确定在400~4000 cm-1，其中400~1500 cm-1的区域被称为指纹区，该区域内吸收峰较多且复杂，并且没有明显的特征，但对分子结构十分敏感。中药材的鉴别

中药材的红外光谱具有指纹性特征，通过借助红外吸收光谱图的差异，达到区分和鉴别中药材的目的，对中药材样品进行测量过程中，可以选择大黄、甘草、山药、白芍等根茎类药材作为实验对象，通过对这些中药材的红外光谱进行鉴别的方式来验证相关实验，根据实验结果，可以发现指纹区的各类药材差异较大，通常可以借助吸收峰的位置来快速鉴别和区分中药材的种类。

中药材的近红外漫反射光谱分析

近红外光谱的样品重叠现象较为明显和严重，测量时的灵敏度也相对较低。通过与化学计算方法的结合，使其成为近年来较为常用和高效的一种分析技术。本文也将从实验条件的选择以及中药材的鉴别等方面，借用红外光的散射方法对中药材进行光谱分析。

检测条件的选择

反射测量方法是一种较为方便，并且不需要对测量样品进行提前处理的一种方式，因此是当前近红外检测方法的一种重点研究领域。主要是关于样品在反射或折射等多方面内容中形成差异性的漫反射系数。这些差异主要由样品颗粒大小、分布状态及多种形态的差异造成。在药品质量测量时，要注重对样品和仪器条件的合理选择。首先，应该注意样品的颗粒度，漫反射光谱通常会受到颗粒度大小的影响，直接影响到装样的情况，进而间接影响样品的穿透性和反射性能力，最终导致样品的吸光和散射系数发生变化，颗粒大小将影响光谱的波动性指数。因此，在测量样品时要选择合适的样品颗粒，通常采取60~80 mm，80~100 mm直径的颗粒大小，将仪器分辨率设置为8 cm-1，扫描次数增加为16次，每个样品要重复扫描三次。其次是装样条件的选择，在样品颗粒大小和均匀程度相同的情况下，装样程度的差异也会影响到检测结果，同时应该注意样品量的大小、样品的厚度、样品的平整度以及紧密度等相关问题。在漫反射学光谱分析中，1 mm厚的样品常被认为是无穷厚，所以在样品测量时应采用1 mm以上的测验池，这样测量出来的差距不会太大。选择紧密程度，会影响到光穿越样品的光程。样品的紧密程度直接决定顶光与样品作用的机会，机会越大，有效光程也会随之增大。因此在样品检测中，应该采用样品紧密程度较高的中药材药品。再次是分辨率，在扫描累计记次数保持在16次不变的情况下，分辨率分别设置为2、4、8 cm-1等，通过实验观察和数据分析，能够看出随着分辨率的降低，谱图所携带的信息也将会逐渐减少，同时也会减少相应的噪音程度。当分辨率设置成8 cm-1时，光谱图所携带的信息既多又能保持较响的噪声，所以在借用近红外漫反射检测中药材是要综合考虑别带着信息量和噪音程度。

中药材鉴别

和上述方法一样，采用白芍、大黄、甘草、丹参等根茎类药材进行红外漫反射实验时，每个样品要保证重复装样三次，并从中取平均的光谱，中草药作为一种由多种成分构成的复杂混合体，还有各种化合物的特征，因此对其进行解析时有一定的复杂性和难度。大多数中药材中含有淀粉、纤维素等共同成分。因此，有可能造成光谱图的相似性，从而也增加了药品鉴别的难度。但是通过导数光谱，可以有效实现近红外漫反射光谱对中药材粉末的鉴别和分类。