一種紅花醇沉過程有效成分近紅外在線檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于近紅外在線檢測領(lǐng)域，具體涉及一種紅花醇沉過程有效成分近紅外在 線檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紅花具有活血通絡(luò)的功效，有效成分主要集中在水溶性紅花黃色素，如羥基紅花 黃色素A等。醇沉工藝是紅花藥材中有效成分純化W及去除雜質(zhì)的常用工藝手段，直接關(guān) 系到紅花成品的功效和質(zhì)量穩(wěn)定性。目前，醇沉工藝的質(zhì)量控制主要依靠經(jīng)驗和傳統(tǒng)質(zhì)量 分析方法（HPLC等），耗時費力，缺乏有效的指標(biāo)性成分含量的實時監(jiān)測手段，易造成不同 批次醇沉液質(zhì)量的不穩(wěn)定，導(dǎo)致藥品批次間的質(zhì)量差異，W及原藥材、能源、時間等的浪費。 故研究發(fā)展紅花醇沉過程中關(guān)鍵質(zhì)控指標(biāo)的在線檢測方法，有助于解決紅花醇沉過程中關(guān) 鍵控制指標(biāo)的質(zhì)量控制問題，對于中藥工業(yè)技術(shù)進步和產(chǎn)品質(zhì)量升級具有重大現(xiàn)實意義。
[0003] 近紅外（NIR)光譜技術(shù)作為一種快速無損的綠色分析技術(shù)，具有快速分析、樣品 處理簡單、無需消耗試劑等特點。近年來，近紅外光譜技術(shù)已經(jīng)越來越多的被應(yīng)用于中藥研 究，包括藥材產(chǎn)地鑒別、有效組分含量測定和制藥過程的在線檢測和監(jiān)控。從近年來研究進 展情況看來，近紅外光譜分析技術(shù)是最有希望在中藥生產(chǎn)過程實現(xiàn)在線檢測及質(zhì)量控制的 過程分析技術(shù)之一。目前紅花醇沉工藝過程一般不檢測有效成分，或者手動離線檢測有效 成分，其檢測過程中，容易污染藥液，影響藥液質(zhì)量，此外，由于離線數(shù)據(jù)的提供往往都滯后 于生產(chǎn)過程，無法及時反饋生產(chǎn)現(xiàn)狀，容易造成生產(chǎn)成本的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種紅花醇沉過程的在線檢測方法。該方法的檢測目標(biāo)為 實現(xiàn)紅花醇沉過程中各質(zhì)控指標(biāo)的在線定量分析，為紅花醇沉過程質(zhì)量控制提供方法。
[0005] 該方法包括W下步驟：
[0006]步驟1，安裝近紅外在線檢測循環(huán)管路；
[0007] 步驟2,在線采集紅花醇沉液的近紅外透射光譜及醇沉液樣本；
[0008] 步驟3,采用傳統(tǒng)分析方法（高效液相色譜法和烘干稱重法）測得醇沉液樣本中各 質(zhì)控指標(biāo)信息；
[0009] 步驟4,剔除異常光譜；
[0010] 步驟5,選擇近紅外光譜建模波段和預(yù)處理方法；
[0011] 步驟6,用偏最小二乘算法建立各質(zhì)控指標(biāo)模型，并采用各模型評價指標(biāo)考察模型 性能；
[0012] 步驟7,已建模型用于在線分析紅花醇沉過程中各質(zhì)控指標(biāo)的變化趨勢。
[0013] 本發(fā)明具體方案如下：
[0014] (1)安裝近紅外在線檢測循環(huán)管路：
[0015] 近紅外在線檢測循環(huán)管路依次連接W下部件：變頻離也粟、雙聯(lián)過濾器、手動閥 1、流通池（含近紅外光纖探頭）、取樣口、手動閥2。變頻離也粟將醇沉罐內(nèi)的醇沉藥液輸送 至雙聯(lián)過濾器，過濾后經(jīng)過手動閥1流過流通池，近紅外光纖探頭對流通池內(nèi)的醇沉藥液 進行光譜采集，通過取樣口取樣流通池內(nèi)的醇沉藥液，流通池通過手動閥2與醇沉罐連通。
[0016] 使用時，打開變頻離也粟，醇沉液經(jīng)由雙聯(lián)過濾器濾除固體顆粒后到達流通池，連 接在流通池左右兩邊的光纖探頭適時在線采集流通池中醇沉液的近紅外光譜，最后醇沉液 分為兩路，一路回醇沉罐，另一路通過取樣口，用于收集醇沉液樣品。流通池及循環(huán)管路中 醇沉液流速控制在化/minW內(nèi)。雙聯(lián)過濾器用于濾除醇沉液中的大部分固體雜質(zhì)顆粒，過 濾精度為80微米。
[0017] (2)在線采集紅花醇沉液的近紅外透射光譜及醇沉液樣本：
[0018] 采用透射法采集近紅外光譜，光譜范圍為4000cnTi~12000畑14,掃描次數(shù)為32 次，分辨率為Scm4,W空氣為參比。每隔1分鐘在線采集通過流通池的醇沉液近紅外光譜； 每隔5分鐘從取樣口采集醇沉液樣本。采集醇沉液樣本的同時采集近紅外光譜。收集不同 批次醇沉過程中的醇沉液樣品，隨機選擇其中1/4~1/3批次的數(shù)據(jù)作為驗證集，其余樣品 作為校正集參與建模。
[0019] (3)采用傳統(tǒng)分析方法（高效液相色譜法和烘干稱重法）測得醇沉液樣本中各質(zhì) 控指標(biāo)信息：
[0020] 所述的醇沉液樣本的各質(zhì)控指標(biāo)包括羥基紅花黃色素A和可溶性固形物含量。采 用高效液相色譜法0PLC)測定醇沉液樣本中羥基紅花黃色素A濃度；使用烘干稱重法測定 可溶性固形物含量。
[00引]a、HPLC色譜條件；AgilenteclipseC18 分析柱（250X4. 6mm，5ym);甲醇-己 膳-0.7 %磯酸溶液（v/v，26 : 2 : 72)為流動相；流速1血/min;檢測波長403皿；柱溫 4(TC;進樣量 5iiL。
[0022] 醇沉液樣本于1500r/min高速離也機中離也10分鐘，濾過化45ym微孔濾膜）， 取續(xù)濾液用于液相分析。
[0023]b.烘干稱重法；醇沉液樣本于1500r/min高速離也機中離也10分鐘，取上清液用 于可溶性固形物含量分析。烘干至恒重的扁形瓶（兩次烘干后重量差小于5mg)稱重X。，取 樣品約10血至扁形瓶，稱重Xi，水浴蒸干，105C烘化，取出置干燥器內(nèi)冷卻30min，迅速稱 重X2。可溶性固形物含量按下式計算：
[0024] 可溶性固形物=狂2-《。)/狂1-X。）X100%
[00幼 （4)剔除異常光譜
[0026] 醇沉過程中產(chǎn)生的氣泡W及流通池中的固體顆粒都會影響近紅外光譜的采集，導(dǎo) 致異常光譜的產(chǎn)生。本發(fā)明計算光譜的馬氏距離，并使用肖維勒（化auvenet)準(zhǔn)則剔除異 常光譜。若測量值Xi(l《i《n)的殘差滿足|Vi| >Wn〇則Xi被視為異常數(shù)據(jù)，予W剔 除。其中，Vi為殘差，0為標(biāo)準(zhǔn)差，Wn可查表得到。
[0027] (5)選擇近紅外光譜建模波段和預(yù)處理方法；
[0028] 采用一階導(dǎo)數(shù)法（Savitzky-Golay平滑）和標(biāo)準(zhǔn)正交變換算法預(yù)處理近紅外光譜 數(shù)據(jù)，分別用于消除基線漂移、噪音及固體顆粒等對光譜的影響。在選擇建模波段時需排除 W下波段；4500~5450cnTi波段，即"水峰";7500~12000cnTi波段，存在較大的噪聲，且沒 有顯著的特征吸收。然后，通過光譜和質(zhì)控指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)確定建模波段。因此，對于可溶 性固形物含量模型使用5450~7500cnTi波段，對于羥基紅花黃色素A模型則使用5450~ 6100cm1 波段。
[0029] (6)使用偏最小二乘算法建立各質(zhì)控指標(biāo)模型，并采用各模型評價指標(biāo)考察模型 性能；
[0030]模型評價指標(biāo)包括；模型評價指標(biāo)包括相關(guān)系數(shù)（時、校正集和驗證集預(yù)測誤差 均方根（MSEC、RISE巧、校正集和驗證集相對偏差化沈C和RSEP)。當(dāng)R值接近于1，MSEC 和觀56?值相互接近且觀56?小于2倍的觀56(：，1?56(：和1?56?相互接近且小于20%時說 明所見模型具有較好的穩(wěn)定性和預(yù)測精度，可W用于紅花醇沉過程的在線檢測。
[0031] (7)將已建模型用于在線分析紅花醇沉過程中各質(zhì)控指標(biāo)的變化趨勢。
[0032] 在線采集紅花醇沉液的近紅外光譜圖，將光譜數(shù)據(jù)輸入到校正模型中，經(jīng)過計算 即可實時得知醇沉液中各質(zhì)控指標(biāo)的信息。
[0033] 本發(fā)明將近紅外在線分析技術(shù)引入到紅花醇沉過程，實現(xiàn)對各質(zhì)控指標(biāo)（羥基紅 花黃色素A和可溶性固形物含量）的實時監(jiān)測，有利于提高紅花醇沉過程的質(zhì)量控制水平， 充分保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。
【附圖說明】
[0034] 圖1是醇沉過程近紅外在線檢測系統(tǒng)簡圖。
[0035] 圖2是偏最小二乘模型在線分析紅花醇沉過程中羥基紅花黃色素A濃度預(yù)測值與 實際測定值的趨勢對照圖。
[0036] 圖3是偏最小二乘模型在線分析紅花醇沉過程中可溶性固形物含量預(yù)測值與實 際測定值的趨勢對照圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖和實施例做進一步的說明。
[0038] 實施例1 :
[0039] 1.安裝近紅外在線檢測循環(huán)管路
[0040] 近紅外在線檢測循環(huán)管路依次連接W下部件：變頻離也粟、雙聯(lián)過濾器、手動閥 1、流通池（含近紅外光纖探頭）、取樣口、手動閥2。變頻離也粟將醇沉罐內(nèi)的醇沉藥液輸送 至雙聯(lián)過濾器，過濾后經(jīng)過手動閥1流過流通池，近紅外光纖探頭對流通池內(nèi)的醇沉藥液 進行光譜采集，通過取樣口取樣流通池內(nèi)的醇沉藥液，流通池通過手動閥2與醇沉罐連通。
[0041] 使用時，打開變頻離也粟，醇沉液經(jīng)由雙聯(lián)過濾器濾除固體顆粒后到達流通池，連 接在流通池左右兩邊的光纖探頭適時在線采集流通池中醇沉液的近紅外光譜，最后醇沉液 分為兩路，一路回醇沉罐，另一路通過取樣口，用于收集醇沉液樣品。流通池及循環(huán)管路中 醇沉液流速控制在化/minW內(nèi)。雙聯(lián)過濾器用于濾除醇沉液中的大部分固體雜質(zhì)顆粒，過 濾精度為80微米。
[0042] 2.近紅外光譜和醇沉液樣本的在線采集
[0043] 醇沉罐內(nèi)開始加醇時作為醇沉過程計時零點。醇沉過程中每隔1分鐘在線采集醇 沉液近紅外光譜圖，每隔5分鐘從取樣口采集醇沉液樣本。近紅外在線檢測系統(tǒng)參見圖1。 所取樣本分別用于羥基紅花黃色素A和可溶性固形物含量的測定。重復(fù)15批紅花的醇沉 實驗，每批次的實驗都w相同方式進行取樣和采集光譜。計算所有近紅外光譜的馬氏距離， 并使用肖維勒（化auvenet)準(zhǔn)則剔除異常光譜。若測量值Xi(l《i《n)的殘差滿足|Vi >Wn〇則Xi被視為異常數(shù)據(jù)，予W剔除。其中，Vi為殘差，0為標(biāo)準(zhǔn)差，Wn可查表得到。 根據(jù)計算結(jié)果，有11個樣本的光譜異常，將該些樣本剔除后剩余數(shù)據(jù)用于建立定量模型。<