红外光谱技术的非侵入性和快速中药Si-Wu-Tang的质量控制

C.K. Pezzei,^,§m . Watschinger^,§退役军人Huck-Pezzei,^一个C.B.S.刘,^bz左,^cpc梁^b漫画和哈克^,*

^一个分析化学和放射化学研究所CCB-Center为化学和生物医药、Innrain 80/82,奥地利因斯布鲁克6020。电子邮件:<一个href="//m.byopera.com/cdn-cgi/l/email-protection">(电子邮件保护)
^b中药研究所和国家重点实验室植物化学与西部植物资源,香港中文大学,香港新界沙田
^c学院制药、香港中文大学,香港新界沙田
^§同样的贡献

介绍

快速无损检测质量控制Si-Wu-Tang (SWT),最常用的中药(TCM)公式对妇女的疾病是本文中给出。建立了身份验证方法使用减毒总reflectance-mid-infrared (ATR-MIR)和近红外(NIR)光谱技术结合多元数据分析(MVA)。半岛综合体育官方APP下载德甲测量进行了应用米尔和NIR台式光谱仪。此外laboratory-independent手持近红外光谱设备采用使现场描述。乘法等光谱受到不同data-pretreatments信号校正(MSC),第一次和第二次导数消除系统误差,然后评估应用主成分分析(PCA)。区分SWT样品及其添加剂与所有三个设备可以实现。因为它的易用性,和它的快速和可靠的分析结果,红外(IR)光谱质量控制变得越来越重要的医学相关的药草。半岛综合体育官方APP下载德甲

中医作为一个完善的卫生保健系统在世界范围内越来越流行。它已经被用于中国和其他亚洲国家5000多年的许多不同疾病的预防和治疗。与西药相比,中药使用一个整体和协同的方法来恢复身体的内稳态。<一个href="#ref1">¹由于其越来越受欢迎,越来越多的科学研究应对这类产品的质量控制。一些分析技术,如高效液相色谱、气相色谱法和毛细管色谱分析的生物活性成分已报告文学。<一个href="#ref2">²,<一个href="#ref3">³都是破坏性的,时间耗费和化学。因此本研究的目的是建立一个简单,快速和非侵入性的身份验证方法,其中最流行的中医公式,如果吴唐(SWT),其生草药使用米尔和近红外光谱。半岛综合体育官方APP下载德甲

如果吴唐

SWT是用来治疗女性疾病,如缓解经期不适,痛经和其他雌激素造成不便。<一个href="#ref4">⁴广泛应用在亚洲,特别是中国,但见最近的一项研究也可以集成到西医作为替代治疗。<一个href="#ref5">⁵

它是由四个草本植物,例如白芍,根茎Chuanxiong,当归、生地说明附子。<一个href="#ref6">⁶主要存在于这四种草本植物次生代谢物是酚醛树脂、苯酞,生物碱类、萜苷和环烯醚萜苷。确定生物活性成分报告在文献中没食子酸、芍药苷和芍药醇芍药属;<一个href="#ref7">^7,8,9阿魏酸、Z-ligustilide senkyunolide从当归;<一个href="#ref10">^10,11Z-ligustilide,阿魏酸川芎嗪,butylphthalide senkyunolide从Chuanxiong;<一个href="#ref11">^11,12,13并从地黄catalpol。<一个href="#ref13">¹³芍药苷、阿魏酸和Z-Ligustilide、抗诱变剂的抗氧化、抗过敏药和抗炎活动报告。<一个href="#ref14">^14,15,16

材料和方法

材料

学校提供的所有样品都是制药和中药研究所的香港中文大学(中大)。

三个样品的SWT制造中大根据中国药典2010年版<一个href="#ref6">⁶用细微的修改和四个商用SWT。此外,三个样本的每一个草提取物中大和一个商用样品制造的每一个草提取物组成SWT(白芍,根茎Chuanxiong,当归、生地说明附子)被收到。样本集还包括五non-SWT样本。这些都是商用丹参对战组成的丹参和Puerariae labata以及黄芩组成的黄芩格奥尔基。三个non-SWT样本生产中大,例如ELP (Epimedii草,Ligustri Lucidi果实和补果实),五草本配方和丹参对战。提供的所有样品中大被认为是代表分析样本。所有样本均化地面砂浆。用硅胶袋样本存储在一起为了避免水吸收。

ATR-MIR光半岛综合体育官方APP下载德甲谱学

ATR-MIR光谱收集PerkinElmer谱100 ATR-IR光谱仪(美国沃尔瑟姆PerkinElmer)结合光谱软件版本6.3.1.0134(美国沃尔瑟姆PerkinElmer)。记录的波数范围是4000 - 650厘米¹4厘米的光谱分辨率¹。每个样本分为三个次级样本和16扫描/子样品。测量在22°C。

近红外光半岛综合体育官方APP下载德甲谱

光谱得到的Buchi NIRFlex n - 500 FT-NIR光谱仪(Buchi、Flawil、瑞士)使用近红外光谱器皿1.4.3010 (Buchi、Flawil、瑞士)。Buchi固体设备配备瓶插件是利用漫反射率测量。每个样本测量一式三份积累16为每个光谱扫描。记录波数是10000 - 4000厘米¹8厘米的一项决议¹。

为了执行laboratory-independent测量,MicroPhazir(热科学、美国),这是6266厘米之间的操作¹和4173厘米¹在一项决议的21厘米¹。每个样品测定和10扫描/样本积累了6倍。

近红外光谱测量进行了22°C。

多元数据分析

多元数据分析与整理机10.3软件包(照片背面,奥斯陆,挪威)采用PCA与非线性迭代偏最小二乘算法(NIPALS)。PCA模型SWT和它的原始药材的质量控制是为所有三个设备(米尔和NIR台式光谱仪,移动近红外光谱设备)。进一步data-pretreatments之前,光谱转换日志1 /R(R= %反射)除了获得的数据从手持设备已经在吸光度。所有光谱数据的基线修正和正常化,平均每个样本生成的频谱。不同预处理如第一和二阶导数Savitzky-Golay或标准正态变量(SNV)应用于光谱。衍生品的理想数量的平滑点的评估和下面括号,例如一阶导数(9)。所有的模型计算应用完整的交叉验证。

结果

台式米尔光谱学半岛综合体育官方APP下载德甲

所有SWT分析样品的平均ATR-MIR光谱呈现在图1。以下主要乐队观察:3305厘米¹(地伸展的水和碳水化合物),2977厘米¹(碳氢键反对称拉伸),2886厘米¹(碳氢键对称拉伸),1621厘米¹(C = O拉伸,共轭;C = C拉伸),1011厘米¹(切断,碳碳拉伸,主要是碳水化合物)。根据Pretsch带作业等。<一个href="#ref17">¹⁷

图1所示。平均ATR-MIR SWT的光谱样本。

SWT和non-SWT的区别

数据预处理、SNV和一阶导数(11)。inter-spectral方差最优描述与两个主要组件(pc)。图2显示了2 d分图,表明适当的聚类样本。SWT样本可以清楚地分开non-SWT样本。此外,区分SWT样品制造的中大和商用SWT样本是显而易见的。

图2 a。PCA分数用台式ATR-MIR光谱仪的阴谋。

图2 b。PCA分数用台式ATR-MIR光谱仪的阴谋。

SWT就其原始的草药

成功的SWT样本聚类及其生草提取物意识到应用前两个人电脑(图2 b)。只有当归样品分布广泛。SWT样本集中安排相对于其生草集群表明白芍的草药由根茎Chuanxiong,当归、生地说明附子。

台式近红外光谱学半岛综合体育官方APP下载德甲

一个典型的近红外光谱与台式NIR记录设备如图3所示。乐队被分配特点为:8300厘米¹(碳氢键拉伸第二泛音),6808厘米¹(地第一次泛音,酚类,H₂O), 5712厘米¹(碳氢键拉伸第一泛音),5172厘米¹(地拉伸和变形组合,H₂O,多糖),4760厘米¹(碳氢键拉伸和变形组合,地伸展和切断变形组合,碳水化合物),4368厘米¹(碳氢键拉伸和碳氢键变形组合)和4304厘米¹(碳氢键拉伸和碳氢键变形组合)。振动带根据工人被分配et al。<<一个href="#ref18">¹⁸和查尔莫斯et al。¹⁹

图3。平均SWT记录样品的近红外光谱台式近红外光谱

SWT和non-SWT的区别

图4中的主成分分析是基于光谱的二阶导数(11)。谱方差描述四个潜在变量的第一和第四变量关联发现最好的调查问题。成功的SWT和non-SWT样本之间的歧视可以和SWT实现由中大显然可以区别SWT商用的样品。

图4。PCA分数用台式近红外光谱仪的阴谋。

图4 b。PCA分数用台式近红外光谱仪的阴谋。

SWT就其原始的草药

最好的结果的PCA实现SNV预处理。得分图在图4 b显示了原始粉末样品,总是每一批的四批草药提取集群以外的相关。这些样本(标有一个圆)的白芍,根茎Chuanxiong,白芷Sinensi和生地说明附子都是商用,购买来自同一制造商。生草本植物的其他样品是生产中大。关于SWT集群可以观察到商用SWT(标有一个圈),这是不正确地分配再次从同一制造商购买商用生草本植物。因此这些样本显然可以区别样品中大制造的。

图5。平均SWT记录样品的近红外光谱移动近红外光谱仪。

移动近红外光谱学半岛综合体育官方APP下载德甲

一个典型的近红外光谱与移动近红外光谱设备记录如图5所示。以下主要乐队被分配:5711厘米¹(碳氢键拉伸第一泛音),5166厘米¹(地拉伸和变形组合,H₂O,多糖),4766厘米¹(碳氢键拉伸和变形组合,地伸展和切断变形组合,碳水化合物),4377厘米¹(碳氢键拉伸和碳氢键变形组合)和4306厘米¹(碳氢键拉伸和碳氢键变形组合)。乐队的任务是根据工人完成的et al。¹⁸和查尔莫斯et al。¹⁹

SWT和non-SWT的区别

由于台式近红外光谱仪的有前景的结果,一个手持近红外光谱仪用于支持产品的现场质量控制。数据预处理、SNV和一阶导数(7)。应用前两个电脑,SWT样本绝对可以区分从non-SWT样本(图6)。相比台式NIR-derived分数情节,SWT由中大不能区别商用SWT。

图6 a。PCA的分数得到移动近红外光谱仪的阴谋。

图6 b。PCA的分数得到移动近红外光谱仪的阴谋。

SWT就其原始的草药

评估不同data-pretreatments透露,SNV结合一阶导数是最适合给定的应用程序。2 d分数图在图6 b显示SWT样本,以及生草本植物,被安排在更广泛的集群相比台式近红外光谱设备。

讨论

从数据可以得出结论,提出振动红外光谱是非常适合快速和非侵入性的SWT的质量控制及其生草本植物。半岛综合体育官方APP下载德甲这三个设备,即米尔和NIR台式光谱仪和移动近红外光谱设备显示令人满意的表现。SWT样品可以清楚的区分出掺假和成功集群的生草提取物。最好的结果是由样品的台式NIR设备制造的中大可以清楚的区分出商用样本。手持近红外光谱设备的性能,尽管其光谱范围和低分辨率有限,仍然足够精确的快速识别使laboratory-independent中药质量控制产品。这项研究的结果被认为是作为一个可靠的草药现场测量的重要一步。移动设备越来越重要的定性和定量分析,支持laboratory-independent方法的要求。

确认

特别感谢联邦科学研究和经济(奥地利维也纳)项目”小说分析工具的质量评估中草药与代谢、免疫相关neuromodulatory效应”(BMWFW - 402.000 / 0017 - wf / V / 6/2016)。

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