中药红外光谱鉴定关键技术研究.ppt

中药红外光谱鉴定关键技术研究 孙素琴（清华大学分析中心） 2008.04.14 sunsq@chem.tsinghua.edu.cn 目 录 红外光谱法与中药鉴定—需要解决的难题 红外光谱技术的发展 关键技术 理论基础：“红外宏观指纹法” 判别准则：三级评价标准和三级鉴定 应用举例：举例一 中药材（淫羊藿） 举例二 中药饮片(熟地黄) 举例三 中药配方颗粒（肉豆蔻和乳香） 举例四 油剂（正红花油） ……………. 特点和优势 机遇与挑战 一、红外光谱法与中药鉴定 －需要解决的难题 传统理念的限制 －－单一组分定性定量分析 分辨率低的问题 －－谱图的重叠现象严重 灵敏度低的问题 －－指标成分含量较低 准确度不高的问题 －－具有一定的模糊性 重复性问题 －－相比较最好 常用的红外光谱技术（中红外光谱，MIR）通常被用来作为单一组分的定性和定量分析。在定性分析时，主要依赖于数据库的检索。 但由于数据库既庞大，价格又昂贵，难于广泛的推广和普及。大大的限制了红外光谱的广泛应用。 近红外光谱法（NIR）借助于化学计量学进行混合物体系的多组分定性、定量分析是一个现代的分析技术 现已逐渐成熟并被广泛地应用在各个学科领域。 而将红外光谱法直接应用于中药和食品的整体结构解析，业内人士一直以来认为这是一个“禁区”。 这是因为像中药这样复杂的混合物体系会严重地造成红外谱图的叠加，样本间谱图极为相似，难于区分和鉴别。 如何解决谱图的重叠现象； 如何区分相似谱； 如何提高谱图的分辨率； 是解决这一问题的关键。 二、红外光谱技术的发展 1800年英国天文学家Hershel发现红外辐射 此后，采用红外辐射观察物质的吸收光谱 1905年，发现了一些吸收谱带和基团间的相互关系 20世纪50年代，收集了大量单一组分的标准红外光谱图 光栅分光 优点：提高了分辨能力，扩大了测量范围 缺点：扫描速度较慢 迈克尔逊干涉仪分光系统 优点：扫描速度快、分辨率高、光通量大、测量范围宽 与此同时，各种附件的开发和研制也为中红外光谱法注入了新的活力。 固体样品检测：收集普通红外无法测量的厚度大于0.1mm的塑料、高聚物、橡胶和纸张等样品 液体样品检测：注射剂、汤剂和葡萄酒等 当然，人们并不只满足于仪器本身的发展，为了拓宽红外光谱的应用领域，多种多样的联用技术应运而生。 二维相关红外光谱法（Two-dimensional Infrared Correlation Spectroscopy，简称2DIRCOS）是1986年Noda首先提出来的一种建立在对红外光谱信号时间分辨检测的基础上的一种新技术 在1993年Noda 又提出了广义的二维相关谱（Generalized Two-Dimensional Correlation Spectroscopy）的概念 进而发展了二维近红外相关谱、二维拉曼相关谱、二维荧光相关谱、二维液相色谱相关谱，甚至酸碱滴定相关分析，以及红外-拉曼杂合谱等。 二维相关谱最大的特点是提高谱图的表观分辨率以及研究物质的相互作用机理，它已在不同的学科领域得到了很多成功的应用。 但仅限于一些简单的混合物体系，像中药和食品等相当复杂的混合物体系采用二维相关光谱法进行系统的研究国内外的文献报道还很少。 我们课题组从1998年起首次提出并开始采用该二维相关红外光谱技术进行了系统的分析研究。 八年来我们主要采用这种二维相关红外光谱法和二阶导数谱以及模式识别技术，从简单到复杂逐步探讨了若干种难于区别的中药材、中药饮片和中成药的整体结构组成、相关的指纹特征与相对含量的变化规律。 针对不同的研究对象， ---根据相似度的不同建立了相应的评价系统，提出并制定了“三级评价标准” ---根据分辨率的不同建立了相应的鉴定系统，提出并制定了“三级鉴定法”， 在学术上突破了原有的“学术理念”，创建了“红外宏观指纹法”。 在基础研究上与各大中医院校和中医药研究院所合作，注重于理论依据的可靠性 在应用上以典型企业为支撑点，验证方法的可行性 在制定方法标准上与权威的检验与检测机构合作，以便于方法标准的可行、实施和推广。于2004起草了国家标准方法，2005年通过专家审定，2006年形成了报批稿。 出版了一本专著 《中药二维相关红外光谱鉴定图集》