淫羊藿药材一些混淆物种的FTIR鉴别研究

淫羊藿是一味药用历史悠久的传统中药, 具有补肾壮阳之功效。《中国药典》规定使用五种来源的淫羊藿——淫羊藿Epimedium brevicornu Maxim.、箭叶淫羊藿E.sagittatum(Sieb. et Zucc.) Maxim.、柔毛淫羊藿E.pubescens Maxim.、朝鲜淫羊藿E.koreanum Nakai和巫山淫羊藿E.wushanense T.S.Ying,但这几种药材的鉴别特征描述比较简单,传统鉴定技术很难实现这些种类和常见混淆物种的鉴别。文章采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)及其二阶导数谱对常见淫羊藿易混淆药材——淫羊藿与朝鲜淫羊藿,柔毛淫羊藿与保靖淫羊藿E.baojingense Q.L.Chen & B.M.Yang、星花淫羊藿E.stellulatum Stearn、竹山淫羊藿E.zhushanense K.F.Wu&S.X.Qian,柔毛淫羊藿与部分天平山淫羊藿E.myrianthum Stearn,箭叶淫羊藿与粗毛淫羊藿E.acuminutum Franch.共4对易混淆药材进行鉴别研究。根据不同物种淫羊藿药材红外光谱特征的不同,基本上实现常见易混淆物种的快速鉴别。该方法有助于解决淫羊藿药材物种混乱问题。     

基于人工神经网络的淫羊藿红外光谱的研究

对于不同产地和不同栽培条件的药材, 其药效的不同是由于其所含化学成分和各成分含量的比例不同所造成的, 这种差异将造成红外图谱的差异。但这些差异非常细微,单纯地从谱图去区分其特征是非常困难的。文章利用傅里叶变换红外光谱,测定了42种来自吉林3个不同产地的淫羊藿样品的红外光谱,并对光谱数据进行了相应的预处理。为了提高神经网络的训练速度,在利用人工神经网络建立模型之前,通过小波变换的方法对光谱变量进行了压缩。同时对建立的模型的相关参数进行了详细的讨论。实验表明,建立的模型能够正确地对42个淫羊藿样品进行产地鉴别,同时避免了传统光谱分析对药材的分离和提取,从而为中药质量的科学控制和现代化管理提供了可靠的依据。     

运用RBF径向基神经网络识别基于小波变换的淫羊藿苷红外光谱指纹特征

运用RBF径向基神经网络对基于傅里叶变换红外光谱（FTIR）法、相关系数比对法及多层次小波变换所提取的淫羊藿药材样本有效成分指纹特征进行识别。样品包括药典选用的５个物种（淫羊藿Epimedium brevicornu Maxim.、箭叶淫羊藿E.sagittatum（Sieb. et Zucc.） Maxim.、柔毛淫羊藿E.pubescens Maxim.、朝鲜淫羊藿E.koreanum Nakai和巫山淫羊藿E.wushanense T.S.Ying）和其他物种共计250个样本。淫羊藿指标成分淫羊藿苷在原药材和甲醇提取物的红外光谱图上,具有较明显的1 259 cm-1特征峰,经典的HPLC法的定量分析结果也佐证了淫羊藿苷的含量与1 259 cm-1峰的位置具有很好的一致性。为此该峰可以用来作为判别各物种淫羊藿药材是否含有淫羊藿苷的重要依据。在此基础上,采用相关系数比对法和多层次的小波变换法消除了因淫羊藿苷含量低、吸收峰弱,信号和噪声大的问题,增强了RBF径向基神经网络的识别效果。初步建立了基于小波变换和RBF径向基神经网络淫羊藿原药材红外光谱快速识别淫羊藿苷指标成分的一种新方法。     

基于高光谱分析的淫羊藿药用成分快速检测研究

中药材淫羊藿富含朝霍定和淫羊藿苷等黄酮类化合物,具有滋阴补肾、提高免疫力等功效,有较大的药用价值。当前,面对生产及育种过程中批量样品快速、无损检测需求的增加,传统的化学分析方法难以满足需要,而高效、廉价的现代高光谱分析技术备受青睐。但受制于光谱数据谱峰重叠及噪声的干扰,全波段光谱分析建模存在模型精度不高和运行效率低的问题。利用便携式地物光谱仪器获取淫羊藿可见-近红外光谱数据,借助遗传算法（GA）特征波段选择方法剔除无关波段,并与偏最小二乘回归（PLSR）分析建模技术结合,构建淫羊藿药用组分（朝霍定A、朝霍定B、朝霍定C和淫羊藿苷）高光谱GA-PLSR校正模型,探讨淫羊藿药用组分含量高效分析预测的可行性,并挖掘获取淫羊藿品质鉴定的重要光谱响应波段。结果表明：高光谱分析结合化学计量学在淫羊藿有效药用组分的快速无损检测方面具有相当大的潜力。与全波段PLSR校正模型相比,通过GA迭代优化,参与建模的有效光谱数据得到简化,GA-PLSR模型的测量精度和稳定性得到明显提升。主要表现在交叉验证的决定系数（R2_CV）得到明显提高,交叉验证的均方根误差（RMSE_CV）普遍降低。其中,四种药用组分校正模型的R2_CV分别从0.645,0.720,0.718和0.642提升为0.671,0.835,0.782和0.796;同时,其对应的RMSE_CV值分别由2.102,2.896,21.069和1.221降为2.071,2.230,18.656和0.912。此外,明确了红边波段690～740 nm以及420 nm附近波段为淫羊藿药用组分朝霍定A、朝霍定B、朝霍定C和淫羊藿苷光谱鉴别分析的重要响应波段。该研究为高光谱技术淫羊藿品质准确高效鉴定和光谱传感器的波段设计提供一定的理论依据。     

近红外光谱法快速测定淫羊藿中淫羊藿苷和朝藿定C

基于近红外光谱法对淫羊藿中有效成分淫羊藿苷和朝藿定C的含量进行快速同时定量分析,采用偏最小二乘法(PLS)建立近红外光谱信息与预测组分含量间的数学校正模型。结果表明通过标准正态变量转换(SNV)与一阶导数对光谱进行预处理,所建立的淫羊藿苷和朝藿定C的校正模型效果最佳。淫羊藿苷与朝藿定C校正集均方差(RM SEC)分别为0.217、0.718;相关系数分别为0.9825、0.9863;预测均方差(RM SEP)分别为0.155,0.297。该方法简单、准确,更适合于淫羊藿药材中主要成分的快速分析。     

脱水淫羊藿素-3-O-甙类化合物的核磁共振谱研究

用远程¹H-¹³C COSY (HMBC)技术研究了从朝鲜淫羊藿中分离出的二个脱水淫羊藿素-3-O-甙类化合物,朝藿甙A和箭藿甙B,确定了其骨架碳的化学位移.并重新评估了前期文献对该类化合物C-5、C-7和C-4'信号的归属.     

脱水淫羊藿素─3─O─甙类化合物的核磁共振谱研究

用远程１Ｈ－１３ＣＣＯＳＹ（ＨＭＢＣ）技术研究了从朝鲜淫羊藿中分离出的二个脱水淫羊藿素─３－Ｏ－甙类化合物，朝藿甙Ａ和箭藿甙Ｂ，确定了其骨架碳的化学位移．并重新评估了前期文献对该类化合物Ｃ－５、Ｃ－７和Ｃ－４′信号的归属．     

微波消解-火焰原子吸收光谱法测定两种淫羊藿属药材不同部位金属元素含量

采用HNO3-HClO4(4:1)的混合酸作为消解剂对两种淫羊藿属药材的根、茎和叶进行微波消解,火焰原子吸收光谱法测定消解液中的4种金属元素Na、K、Ca、Mg.该方法的校准曲线的相关系数为0.9990-0.9999,加标回收率为90.3%-102.1%,相对标准偏差(RSD)小于3%.结果显示:Na、K、Ca、Mg在淫羊藿和箭叶淫羊藿根、茎、叶的含量均有以下次序:Ca＞K＞Mg＞Na.对于Na含量,两种淫羊藿属药材均是茎含量最高,而叶中K、Ca、Mg含量则高于根和茎.该测定结果为研究金属元素Na、K、Ca、Mg在两种淫羊藿药材中的分布以及金属元素的含量与中药淫羊藿药效之间的关系提供了有用的数据.     

荧光法研究橙皮苷、淫羊藿苷与溶菌酶的相互作用

应用荧光光谱法研究了生理pH条件下橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶的相互作用。研究发现,橙皮苷或淫羊藿苷对溶菌酶内源性荧光产生强烈的猝灭作用,测定了不同温度下橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶反应的猝灭常数,并得出橙皮苷对溶菌酶的荧光猝灭过程为动态猝灭,淫羊藿苷对溶菌酶的荧光产生静态和动态并存的复合猝灭方式。由van’t Hoff方程式计算出橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶反应的热力学参数：焓变ΔH和熵变ΔS值分别为20.29 kJ·mol-1,146.28 J·mol-1·K-1和-3.47 kJ·mol-1和81.16 J·mol-1·K-1,表明了橙皮苷与溶菌酶的作用力是以疏水作用为主,而淫羊藿苷与溶菌酶的作用力主要是静电引力,生成自由能变ΔG均为负值,表明橙皮苷或淫羊藿苷与溶菌酶的作用过程是一个熵增加、Gibbs自由能降低的自发过程。根据Fster非辐射能量转移理论求出了橙皮苷、淫羊藿苷与溶菌酶色氨酸残基之间的结合距离分别为1.34和1.24 nm。同步荧光研究表明橙皮苷、淫羊藿苷能够使溶菌酶的构象发生变化。     

3"'-羰基-2"-β-L奎诺糖基淫羊藿次苷Ⅱ的NMR数据解析

对3"'-羰基-2"-β-L-奎诺糖基淫羊藿次苷Ⅱ(3"'-carbonyl-2"-β-L-quinovosyl icariside Ⅱ),进行了1H和13CMNR检测,参考2"-O-鼠李糖基淫羊藿次苷Ⅱ(2"-O-rhamnosyl icarisid Ⅱ)、淫羊藿次苷Ⅱ(icarisid Ⅱ)和淫羊藿苷(icariin)的1H、13 C NMR 数据,通过DEPT和1 H-1H COSY、HSQC、HMBC 等 2D NMR技术对该化合物所有的1H和13 C NMR信号进行了全归属和详细解析.     

应用FTIR直接测定法鉴定大豆的品种

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)法测定了8个不同大豆品种的子叶及外表皮的红外光谱,对他们的红外光谱进行了分析,并对其吸收峰进行了归属。通过对各谱图的比较分析发现,不同的大豆品种的红外吸收峰形及峰强有所区别。结果表明： 不同的大豆品种的FTIR有明显的差别,特别是1 800～1 200 cm-1范围内有较大的差异,它反映的主要是蛋白质分子的酰胺Ⅰ带及酰胺Ⅱ带附近,这可能是源于基因的差异。因此FTIR法可用于不同大豆品种的鉴别。     

不同处理工艺对珍珠的紫外可见漫反射光谱的共性影响研究

主要基于紫外可见（UV-Vis）漫反射光谱首次对比研究了经过热处理、有机或无机染料改色或钴-60产生的γ射线辐照三种不同处理工艺对同为珍珠质的淡水与海水珍珠及贝壳珍珠层的漫反射光谱的影响机制。结果表明：（1）在不同颜色、淡海水属性的珍珠与贝壳珍珠层的UV-Vis反射光谱的紫外区皆存在约280 nm 处的吸收峰,上述吸收峰位归属于珍珠层中自身存在的有机质所致,而非珍珠的致色色素。（2）以上三种不同的处理工艺对上述280 nm处的吸收峰位存在一致的影响行为,即随着不同的处理工艺强度的增大,处理样品对应的反射谱图中约280 nm处吸收峰的强度逐渐降低直至消失。与此同时,珍珠的反射谱图中紫外区的反射主波长的反射强度也随之减弱,且反射主波长的峰位向可见光区发生显著红移。研究工作可为珍珠及珍珠的优化处理的鉴定筛选及其珍珠颜色的形成属性判定提供检测依据与理论支撑。     

3′″-羰基-2″-β-L奎诺糖基淫羊藿次苷Ⅱ的NMR数据解析

对3′″-羰基-2″-β-L-奎诺糖基淫羊藿次苷Ⅱ(3′″-carbonyl-2″-β-L-quinovosyl icariside Ⅱ),进行了¹H和¹³C MNR检测,参考2″-O-鼠李糖基淫羊藿次苷Ⅱ (2″-O-rhamnosyl icarisid Ⅱ)、淫羊藿次苷Ⅱ(icarisid Ⅱ)和淫羊藿苷(icariin)的¹H、¹³C NMR数据,通过DEPT和¹H-¹H COSY、HSQC、HMBC等2D NMR技术对该化合物所有的¹H和¹³C NMR信号进行了全归属和详细解析.     

宝石级氟磷锰矿的化学成分及光谱学表征

氟磷锰矿是一种稀有矿物,宝石级氟磷锰矿可呈现高饱和度的红橙色.选取三颗来自巴基斯坦的样品,通过电子探针、拉曼光谱、红外光谱和紫外-可见光吸收光谱进行系统研究,旨在获得其化学成分、光谱学特征,分析致色离子,为其品种鉴定、优化处理等提供重要数据.样品平均化学成分化学式为(M n1.66,Fe0.17,Ca0.15,Mg0....     

彝药包谷七和见肿消的红外光谱

采用傅里叶变换红外光谱法测定彝药包谷七和见肿消的红外光谱图。分析比较了两种彝药在红外光谱图上的异同,结果表明,两种样品在红外光谱图上的吸收峰的峰形、吸收位置和强度均有差异,不同样品的特征吸收峰明显,通过分析红外光谱,为彝药的识别、鉴定和药理分析提供了一定的科学依据。     

应用红外光谱法鉴别肉苁蓉及其混淆品草苁蓉和锁阳

采用傅里叶变换红外光谱法结合二维相关分析技术分别对药用植物肉苁蓉及其混淆品草苁蓉、锁阳进行了鉴别研究.结果表明,三者的红外光谱图表现出了一定的差异性:肉苁蓉在1 730和931 cm-1有吸收峰,草苁蓉在1 510,1 375,1 266 cm-1处存在吸收峰,锁阳的最高峰位于1 614cm-1处.在二阶导数谱图上三者差异更加明显:肉苁蓉在1 453,1 336,931,892 cm-1处都有较强的吸收峰.其中931 cm-1处的吸收峰较尖锐,强度也最强;草从蓉的最强峰位于1 509 cm-1,并且1 633和1 161 cm-1处的吸收峰明显变宽,强度也变大;锁阳在1 682cm-1处有较尖锐的吸收峰,1 605 cm-1附近的吸收峰强度也较大.二维红外谱图不但差别明显,而且直观.三者提取物的红外光谱同样存在显著差异.应用该方法能够实现肉苁蓉药材与混淆品的快速、准确鉴别.     

三大产地（波罗的海、多米尼加和缅甸）琥珀红外光谱鉴别特征

采用镜面反射法和溴化钾压片透射法对波罗的海、多米尼加和缅甸琥珀进行红外光谱测试,获得了不同产地的红外光谱鉴别特征。经仔细分析认为,尽管不同产地琥珀的红外光谱具有共同特征,但某些吸收峰位置或相对强度仍存在差异。3 000～2 800 cm-1范围内,波罗的海琥珀有两个明显的吸收峰和一个弱肩峰,多米尼加琥珀有两个吸收峰,缅甸琥珀具有三个特征吸收峰;1 740～1 690 cm-1范围内,波罗的海琥珀出现1 732 cm-1附近强吸收峰,多尼米加和缅甸琥珀有两个吸收峰,分别位于1 730和1 695 cm-1附近,但是多米尼加琥珀1 730 cm-1峰强度小于1 695 cm-1,与缅甸琥珀相反;1 300～1 000 cm-1范围内,波罗的海琥珀具有典型的“波罗的海肩峰”及1 163 cm-1附近的强吸收,多米尼加琥珀出现1 240 cm-1附近吸收峰,缅甸琥珀在此范围内的强吸收峰组成“山”字型;波罗的海琥珀R（A_{1 381 cm-1}/A_{1 456 cm-1}）值约为0.9,多米尼加琥珀约0.8,而缅甸为0.7。上述差异可以作为判断琥珀产地的鉴别依据。不同产地琥珀的红外光谱出现差异,可能与其形成年代、植物种源和地质环境不同有关。根据红外光谱中与环外C=C双键有关的吸收峰的存在和强度,推断三个产地的琥珀形成时间由早到晚分别为缅甸、波罗的海、多米尼加。红外光谱在识别琥珀产地方面具有重要的宝石学意义,同时在考古学研究与应用中有潜在意义。     

吸收谱交迭的双组分混合液的荧光谱校正研究

荧光内滤效应以及样品池中荧光物质对激发光的吸收分布会直接影响荧光谱的强度和谱形,共同制约荧光分析法的应用。使用吸收谱及荧光谱存在交迭的双组分混合溶液,研究一种新的基于物理吸收模型的校正方法,以校正荧光内滤效应及吸收分布对荧光强度的影响。对三聚噻吩和五聚噻吩混合液的光谱研究表明,使用所述校正方法可以达到较为理想的校正效果, 误差小于5%。     

油砂光谱特性及其含油率遥感估算研究

可见光-近红外(visible near infrared, VNIR)高光谱以其光谱分辨率高、波段连续性强,能够反映烃类物质诊断性吸收特征,在烃类能源的识别和调查研究中得到广泛应用。对研究区的油砂光谱进行特征分析,研究显示油砂样品在1 740～1 780,2 300～2 340和2 340～2 360 nm波段均具有由烃类基团弯曲和伸缩振动引起的吸收光谱特征,同时当油砂含油率较低时,引起1 700～1 730 nm波段振动的烃类基团较少,使得在此波段区间产生较微弱甚至不产生烃类吸收特征,随着含油率的增加,1 700～1 730 nm附近开始出现明显的烃类吸收谱带。鉴于含油率是油砂资源储量分析过程中的关键参数,基于油砂中烃类基团在VNIR波段由于弯曲和伸缩振动等引起的一级倍频和合频形成的特征吸收,采用光谱的吸收深度量化特征吸收谱带的响应强度,根据含油率与油砂光谱中1 740～1 780,2 300～2 340和2 340～2 360 nm等烃类特征谱带吸收深度的Pearson和偏相关关系,确立含油率光谱响应强度的关联模式,进而应用单变量一元线性回归方法(unary linear regression,ULR)和多变量偏最小二乘方法(partial least squares regression,PLSR)进行油砂含油率光谱估算研究。结果表明,利用2 350 nm附近吸收深度作为变量的含油率URL估算模型和1 758,2 310和2 350 nm附近吸收深度作为变量的PLSR估算模型精度较高,可为含油率的快速估算提供科学的参考依据。