探讨中药鉴定应用近红外光谱技术的有效性

阮成锋

（河南潢川县人民医院中药房）

【摘要】科学技术的发展使中药鉴定技术不断推陈出新，随着光谱测量技术的进步，特别是近十年来，近红外光谱技术在中药鉴定方面的应用，给中药鉴定带来极大的便捷与准确，将中药的品质推向更高层次。

【关键词】中药鉴定；近红外光谱技术；应用

中药鉴定是中药在临床医学中应用和推广的必经过程，是决定药材品质和质量的关键一步，我国地大物博，中药种类繁多，要么形似，要么名似，常常容易混淆，再者，受中药市场经济利益的驱使，以假乱真，以次充好的现象普遍存在，因此，提高中药鉴定技术尤为重要，本文对近红外光谱技术在中药产地鉴定、品种鉴定、真伪鉴定、炮制鉴定、质量鉴定、培植鉴定中的有效应用进行探讨。

1近红外光谱技术概述

（1）近红外光谱发展历程

近红外光是一种电磁波，属于非可见光，波长在780nm~2526nm之间，近红外光谱是介于可见光与中红外光之间的电磁波谱，是光谱测量技术与化学计量学科的结合，在现代社会中具有很典型的时代性。[1]最开始，近红外光谱技术广泛运用于农副产品中，随着计算机技术的突飞猛进，人们不断探索近红外光谱的价值，特别是90年代以来，近红外光谱技术不断发展，并应用于工业领域，取得了良好的社会效应和经济效益，1989年，首次提出了“中药光谱鉴定”的概念，其在中药鉴定领域的成功应用，使其成为中药鉴定的重要方法之一。

（2）近红外光谱技术鉴定中药的应用原理

近红外光谱鉴定法其实是根据分子转动和分子内原子间相对振动来确定样品分子结构、化合物的鉴定方法，应用近红外光谱技术来鉴定中药，首先需要建立一个校正模型，要建立校正模型，首先要测量校正集样本的光谱，对校正集样本的光谱进行预处理，并测定校正集样本的基础数据，以此来建立校正模型，利用已建立好的类模型来定性未知样品的归属，对未知样品进行分类鉴别，利用已建立好的校正模型定量预测样品的成分、浓度、性质等，对未知样品进行品质鉴别。

（3）近红外光谱技术鉴定中药展现出的优缺点

近红外光谱技术得以迅速发展，得益于其具有多重优点，第一，检测数度快，一般可以在30s内检测出结果。第二，检测效率高，通过校正模型，可以对多个样品同时进行测定。第三，检测成本低，检测过程不会对药材造成耗费。第四，检测结果误差小，光谱测量具有稳定性，不受人为干扰。第五，检测更便捷，近红外光具有较强的散射效应和穿透能力，可以直接运用测量器材测量不同物态的样品。第六，实现远距离测量，利用近红外光的传输性，使用相关仪器进行远距离测量，特别适合运用在面临恶劣环境中的药材样品检测。第七，无伤害性，当前有相当部分药材存在于生物体，利用光谱测量技术不会对活体造成伤害，是典型的无损分析技术，因此在活体医药临床医学中得到广泛推广和应用。

当然，近红外光谱技术也有其自身固有的缺陷，第一，由于近红外光谱的非谐振吸收跃迁几率低，使得其测试的灵敏度也不够高。第二，作为一种间接分析技术，其结果的准确性与建立的校正模型的合理性相关。

（4）近红外光谱技术在中药鉴定中的应用

利用近红外光谱鉴定中药产地

《神农本草经》记载，“土地所出，真伪新陈”，不同产地的药材，其质量差别很大，这就是我们常说的道地药材，如，甘肃的当归、宁夏的枸杞、云南的茯苓、西藏的雪莲花等，对中药产地进行鉴定，是中药质量的有力证明，近红外光谱技术在中药鉴定中的应用，同样可以进行中药的产地鉴定，例如，对来自四川、湖北、吉林、黑龙江、辽宁这五个地区的黄柏样品进行近红外漫反射光谱鉴定，通过主成分分析和马氏距离两种判别方法结合运用，建立模型，用三重交叉验证法考察模型性能，鉴别黄柏的产地。[2]利用KNN模式建立雪莲花产地模型，通过比较SNV,MSC,一阶导数，二阶导数等预处理方法对模型结果的影响，鉴别雪莲花的产地。

（5）利用近红外光谱鉴定中药品种

我国中药历史悠久，中药品种繁多，据统计，药用植物多达11146余种，药用动物1581余种，药用矿物80余种，其中，药用动、植物涉及的科属分别达395科、383科和862属、2309属，物以类聚，利用近红外光谱技术的聚类分析识别法来区分形态相似、种属相关的中药药材，方法较为简便，因此被广泛应用于中药品种鉴定领域，如，对白芷、葛根、白术、当归、白芍、魔芋等中药以及白芷模拟伪劣品进行鉴定，运用近红外光谱测量仪器来测定样品的近红外漫反射光谱，采用渐进窗口式相关系数分析法获取样品的光谱相似程度，选取可以区分不同中药品种特征的波长范围，利用主成分分析法获取二维空间样品分布图，进而得出白芷和模拟伪劣样品的鉴定结论。[3]采用一阶导数，矢量归一法分别建立主成分分析与聚类分析的模式识别模型，可以得出天南星与虎掌南星分属两类。将经典品种分类与现代先进的科学技术相结合，能不断开发新药、寻找替代药，对中药的临床应用具有十分重要的意义。

（6）利用近红外光谱鉴定中药真伪

中药的真伪鉴别，是中药质量的关键，早前，中药药材大多属于野生，市面上伪劣药材鱼目混珠现象普遍存在，如，将形似的其他红色小花掺入红花中等，中药真伪鉴定是当前中药质量管控的重要环节，传统的中药鉴定是采用色谱技术进行鉴别，近红外光谱技术的应用实现了药材鉴别更快捷、更便捷、更准确，[4]研究表明，利用图谱扫描，反向传播多层前向神经网络实现对大黄党的近红外图谱分类鉴别，其真伪鉴定准确率高达96%以上。将近红外光谱技术应用于中药真伪鉴定领域，具有十分重要的意义，当前，利用近红外光谱技术对大黄、高丽参等药材的真伪鉴定已经取得了成功，并成为中药真伪质量保障的重要筛选方法。

（7）利用近红外光谱鉴定中药炮制

中药来自于植物、动物、矿物，他们大多含有杂质，一般情况下都会对其进行加工处理，才能作为药用，我们将这种对药材的加工称作“炮制”，中药炮制，可以清除杂质和非药用部分，便于制成药剂，改善药物疗效，降低药物毒性等，当前，中药加工炮制在中药行业中占据重要地位，如通过一定加工炮制制作的中药饮片等，经过加工炮制的中药药材，其化学成分会发生一定的变化，例如，生地黄加工成熟地黄后，其原糖含量会发生变化，而且其变化会随着蒸制时间的不同而不同，利用近红外光谱技术中的近红外漫反射光谱技术对蒸制时间不同的地黄样品进行分析比对，运用一阶导数、矢量归一法等处理光谱，并进行聚类判别，可以将不同蒸制时间的地黄进行准确区分。

（8）利用近红外光谱鉴定中药质量

国家中医药管理局局长王国强曾说，“再好的大夫开的方子，如果抓的药不行，百姓吃了没效果，那就会毁了中医”，“中药毁中医”的说法说明了中药质量问题不容小觑。中药药材中的有效成分含量、物质群组成等是影响中药质量的关键因素，传统的质量鉴定方法一般情况下，每次只能分析一个参数，耗时耗费，而近红外光谱技术可同时测定参数，成本低、效果好、速度快，因此能被广泛应用于中药质量鉴定中，例如，通过高效液相色谱法分析连翘中连翘酯苷的含量，利用PLS建立连翘中连翘酯苷含量与近红外光谱之间的校正模型，[5]确定预测值与HPLC测定值的相关系数，能测定大批量连翘中连翘酯苷的含量。运用此方法还可以测定地黄中榟醇的含量，川芎中阿魏酸的含量等。

2利用近红外光谱鉴定中药野生与栽培

事实上，野生中药药材与人工培植的中药药材在质量和疗效上有很大差异，因此，利用近红外光谱技术来鉴定中药属于野生还是人工栽培尤为必要，例如，测量野山参与近红外光谱之间的相关性，得出判断野山参生长年限的检测数据。运用近红外光谱技术分析天然牛黄与人工牛黄的成分空间分布，建立相关模型，采用近红外漫反射光谱技术对天然牛黄粉中的人工牛黄进行测定。当前，人工栽培成为中药的重要来源，更有多种药材由野生转向栽培，在一定程度上，会对药材本身的形态和药性产生某些影响，当前的《中国药典》中记载的大多以野生药材品状为主，因此，对中药药材的野生与栽培的鉴定显得尤为必要。

3中药鉴定自有其重要性和必要性

《中华人民共和国药品管理法》明确规定，“药品必须符合国家药品标准”。中药鉴定是保障人民用药安全、有效的重要关卡，是药品经营流通需要严肃对待的问题，中药的优劣真假，不仅关乎药品疗效和用药反应，更是关乎生死大问题，社会上用错药、配错药、误用药所造成的惨剧大量存在，如，将信石误作石膏，将生川乌粉误作白芷粉，将蟾酥误作阿胶等造成中毒身亡的，[6]将油桐树根皮误作桑白皮，将巴豆叶误作桑叶造成头晕呕吐的，将假人参、假天麻入药反受其害的事实大量存在。不得不注意的是，买药的基本上是不认识药的，所以，我国的中药经营活动必须被严格监管起来，对中药药材的质量进行精准鉴定，是确保中药疗效、保障人民生命健康与安全的重要举措。

4结语

近红外光谱技术是当前中药鉴定的主要鉴定技术手段，其方便、快捷、准确、无污染的鉴定技术为中药扩大了发展空间，其在中药鉴定领域的应用，已经凸显出了巨大的优势，因此，要大力推广该技术在中药鉴定乃至其他领域的应用。就目前而言，该技术本身尚存在一些缺陷，不过，随着科技的不断进步，该技术也会在日新月异的技术变革中不断自我完善，为中药鉴定提供更加可靠的技术支撑。

参考文献：

[1]赵中振,梁之桃.近红外光谱技术在中药鉴定中的应用与优势[J].中国中药杂志,2012,(8):1062-1065.

[2]康健,李英,孙凤姣等.近红外光谱技术在中药鉴定中的运用[J].医学信息,2015,(11):259-259.

[3]胡咏川,田晓鑫,刘蕾等.近红外光谱技术鉴定中药的进展[J].中国中药杂志,2012,(8):1066-1071.

[4]王绪新.近红外光谱技术在中药鉴定中的应用研究[J].中国实用医药,2013,8(8):254.

[5]吉宜宏.近红外光谱技术在中药鉴定中的应用与优势[J].医药前沿,2016,6(12):316-317.

[6]卢慧娟,姬生国.近红外光谱技术在中药鉴定中的应用进展[C].//世界中医药学会联合会中药鉴定专业委员会第二届学术年会论文集.2015:103-107.