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高效液相色谱法和近红外光谱法结合化学计量学在中药质量控制中的应用

作　者: 刘颖
导　师: 倪永年
学　校: 南昌大学
专　业: 应用化学
关键词: 中药高效液相色谱法近红外光谱法质量控制化学计量学二维指纹图谱
分类号: R284
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

作为中药质量控制的一种手段,中药指纹图谱旨在从整体上对中药进行研究,可以全面反映中药中所含的复杂成分的关系。通过将各种分析仪器和化学计量学相结合应用于中药指纹图谱研究中,为中药的质量控制提供了有力的评价手段和广阔的发展前景。本论文中利用高效液相色谱法和近红外光谱法这两种检测方法,分别建立了中成药感冒咳嗽颗粒、中药饮片白术和五味子的指纹图谱,并利用化学计量学方法对得到的指纹图谱进行分析。第一章：主要是结合文献对中药质量控制的意义和中药指纹图谱的研究现状及其发展前景进行了综述,详细叙述了中药产业发展的现状和存在的问题,对建立中药指纹图谱的分析手段进行了详细评述,并介绍了化学计量学方法在指纹图谱数据分析中的应用情况。第二章：采用高效液相色谱法对来自三个不同厂家的感冒咳嗽颗粒进行分析,建立其液相色谱指纹图谱,并结合组成感冒咳嗽颗粒的六味主要原药材的色谱图,利用相似度分析和主成分分析对样品的质量进行质量控制。结果发现来自不同厂家的样品其质量存在一定的差异,各图谱存在差别,通过主成分分析和相似度计算可以对不同厂家的样品进行区分。同时,结合原药材的图谱可以进一步地与成药样品谱图进行对比,通过参考相关文献从具体成分上的差异对成药样品进行研究。利用该方法可以对不同厂家的感冒咳嗽颗粒样品进行区分,为中成药样品的质量控制提供参考手段。第三章：以三类不同炮制方法的白术样品和白术的替代品苍术样品为研究对象,利用高效液相色谱法与二极管阵列检测器和荧光检测器联用的方法建立了中药白术的高效液相色谱二维指纹图谱。通过无监督模式识别方法主成分分析和系统聚类分析的结果发现,利用二维指纹图谱数据得到的分类效果要比单个检测器得到的指纹图谱数据更佳,可以获取更多的信息。利用PROMETHEE和GAIA多准则决策方法对样品进行排序和分类,发现不同类的样品之间存在差异,且各类白术样品按照炮制方法的程度有规则地进行排列。同样,利用有监督模式识别方法对不同数据建立模型进行预报发现,二维指纹图谱数据的识别率和预报率最佳,其中人工神经网络方法可以对训练样品和未知样品进行准确预报。再结合椭圆置信区间方法比较了两种有监督模式识别方法的模型预报结果,发现这两个模型结果均可靠满意。第四章：使用高效液相色谱-二极管阵列检测器建立了中药五味子的高效液相色谱三维指纹图谱。收集的五味子样品包括南五味子和北五味子样品,这两者外形极其相似但成分和药效存在差异。通过使用平行因子分析方法对五味子样品的三维指纹图谱数据进行解析可以得到分别与样品中主要组分浓度分布,组分的色谱流出曲线和组分的光谱图相关的三组数据。从浓度分布图及其基于组分浓度的主成分分析结果中可以看到两类五味子样品的成分间存在差异。使用三种有监督的模式识别方法建立五味子样品预报模型,可以将南五味子和北五味子样品进行正确分类。第五章：采用近红外光谱法对南五味子和北五味子样品进行分析,建立了五味子样品的近红外光谱指纹图谱。使用不同的前处理方法对原始光谱数据进行处理,并分别采用两种不同的变量选择方法用于对各种前处理数据进行有效波长选择。通过建立有监督模式识别模型对数据进行分析,结果发现使用前处理后的数据预报结果比原始数据更加可靠；使用有效波长选择得到的数据建立的模型预报结果优于全波长数据。该方法可为中药五味子质量控制提供一种快速的鉴别手段。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-25
  1. 引言  8
  2. 中药产业发展的现状  8-9
    2.1. 中药定义  8
    2.2. 我国中药产业现状  8-9
  3. 中药质量控制  9-11
    3.1. 中药质量控制含义  9
    3.2. 影响中药质量的因素  9-10
    3.3. 中药质量鉴别  10-11
    3.4. 中药质量控制存在的问题  11
  4. 中药指纹图谱——中药质量控制技术  11-15
    4.1. 中药指纹图谱技术的发展  11-12
    4.2. 中药指纹图谱技术的概念  12
    4.3. 建立中药指纹图谱的意义  12
    4.4. 建立中药指纹图谱的方法  12-15
  5. 化学计量学在中药质量控制中的应用  15-18
    5.1. 实验条件的优化  15-16
    5.2. 数据前处理  16
    5.3. 数据压缩与变量提取  16
    5.4. 相似度评价  16-17
    5.5. 模式识别  17-18
  6.中药指纹图谱的应用前景和不足  18-19
  参考文献  19-25
第二章高效液相色谱用于感冒咳嗽颗粒指纹图谱的研究  25-32
  1. 前言  25
  2. 数据分析方法和原理  25-26
    2.1 相似度评价  25-26
    2.2. 主成分分析投影判别  26
  3. 仪器和试剂  26-27
    3.1. 仪器  26
    3.2. 色谱条件  26
    3.3. 实验试剂  26
    3.4. 样品及制备  26-27
  4. 结果与讨论  27-30
    4.1. 感冒咳嗽颗粒指纹图谱的建立和相似度评价  27-28
    4.2. 主成分投影判别分析  28-30
  5. 讨论  30
  参考文献  30-32
第三章化学计量学用于中药白术二维色谱指纹图谱的研究  32-45
  1. 引言  32-33
  2. 化学计量学方法  33-34
    2.1. 二维指纹图谱的构建  33
    2.2. 主成分分析  33
    2.3. 系统聚类分析  33-34
    2.4. K最近邻法  34
    2.5. 偏最小二乘法  34
    2.6. 人工神经网络  34
    2.7. 多重准则决策方法:PROMETHEE和GAIA  34
  3. 实验部分  34-35
    3.1. 实验试剂与药材  34-35
    3.2. 实验仪器  35
    3.3. 样品制备  35
    3.4. 色谱条件  35
    3.5. 软件  35
  4. 结果与讨论  35-43
    4.1. 紫外数据的主成分分析  35-37
    4.2. 荧光色谱数据主成分分析  37-39
    4.3. 二维指纹图谱的主成分分析  39
    4.4. 多准则决策方法PROMETHEE和GAIA分析结果  39-42
    4.5. 有监督模式识别方法  42-43
  5. 结论  43
  参考文献  43-45
第四章化学计量学用于建立五味子指纹图谱  45-54
  1. 前言  45-46
  2. 化学计量学方法  46-47
    2.1. 平行因子分析(PARAFAC)  46
    2.2. 最小二乘支持向量机(LS-SVM)  46-47
    2.3. 主成分分析(PCA)  47
    2.4. K最近邻法(KNN)  47
    2.5. 偏最小二乘法(PLS)  47
  3. 实验部分  47-48
    3.1. 实验仪器和色谱条件  47
    3.2. 试剂和样品  47-48
    3.3. 数据分析  48
  4. 结果与讨论  48-51
    4.1. 使用PARAFAC对HPLC-DAD三维数据进行分析  48-50
    4.2. 使用主成分分析方法对PARAFAC解析结果进行分析  50-51
  5. 结论  51-52
  参考文献  52-54
第五章近红外光谱法结合化学计量学用于五味子指纹图谱研究  54-60
  1. 前言  54
  2. 理论和方法  54-55
    2.1. 主成分分析(PCA)  54-55
    2.2. 连续投影算法(SPA)  55
    2.3. 遗传算法偏最小二乘法(GA-PLS)  55
  3. 实验部分  55
    3.1. 仪器和样品  55
    3.2. 数据分析  55
  4. 结果与讨论  55-58
    4.1. 近红外光谱指纹图谱  55-56
    4.2. 有效波长的选择  56-57
    4.3. KNN和PLS模型  57-58
  5. 结论  58
  参考文献  58-60
攻读学位期间的研究成果  60-61
致谢  61

高效液相色谱法和近红外光谱法结合化学计量学在中药质量控制中的应用

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