化学指纹图谱的相似性测度及其评价方法

提出化学指纹图谱相似性测度概念,并以峰数弹性、峰比例同态性和峰面积同 态性为评价指标,用于多角度评价化学指纹图谱相似性测试优劣,根据这些评价指 标,用计算机仿真方法研究比较了6种相似性测度,结果表明夹角余弦测试用于度 量指纹图谱间谱峰比例的波动较适宜,峰匹配测度可较灵敏地检测小峰个数波动, 而欧氏距离测试则具有较好的综合评价能力。最后,采用实测的参麦注射液色谱分 析谱图。研究考察了上述计算机仿真实验结果,证明仿真结果符合实际情况,这表 明本研究方法可用于评价化学指纹图谱相似性测度。     

色谱指纹图谱与中药质量控制

本文综述了近年来色谱指纹图谱研究中多种色谱技术、相关化学计量学方法的发展及其在中药质量控制中的应用,并对中药质量稳定性和有效性的全面评价方法和可行性进行了初步探讨。提出以色谱指纹图谱为核心,依托现代色谱技术、化学计量学和系统生物学方法,建立中药化学成分信息与药效(毒性)信息相关关系的中药质量控制研究策略,深层次揭示中药的内在作用机理,期望真正实现中药质量的可控、安全和有效。     

中药指纹图谱技术

介绍中药指纹图谱的研究内容、意义和特点 ,以及中药指纹图谱采集和信息处理的主要技术手段     

中药指纹图谱技术研究现状

中药指纹图谱特指中药样本经光谱或色谱等现代分析技术得到的中药各组分群体特征的图谱或图象。凭借实用的指纹图谱既可确认中药材或中药制剂的真伪,同时又能判断其质量的稳定与否。本文对中药指纹图谱技术研究领域内的国内外现状及主要技术进行了综述。     

中药指纹图谱的融合技术

中药指纹图谱作为中药材真伪鉴别及质量控制的有效手段,具有整体、宏观和模糊分析等特点。高效液相色谱是指纹图谱研究的主流方法,在中药质量控制中具有重要地位。针对栀子药材而言,包括3类主要物质：环烯醚萜苷类、有机酸类和色素类。仅采用一个特征波长下的色谱指纹图谱无法对栀子药材进行整体表达和全面评价。为此,     

用高效液相色谱组方指纹图谱智能预测中药质量的新模式

建立大黄、黄芩、黄连的高效液相色谱(HPLC)组方指纹图谱,确定其融合模型,观察组方融合指纹图谱(CSF)与一清片复方样品指纹图谱的一致性,从而以CSF代替复方整体来智能预测复方制剂质量。用二极管阵列检测器(DAD)同时测定黄芩、大黄、黄连和一清片在268 nm波长下的HPLC指纹图谱,并使用系统指纹定量法进行定性、定量评价。结果 CSF涵盖各单味药主要色谱峰信息,即CSF共有峰(55个)涵盖一清片样品共有峰(50个)的主要指纹图谱信息。15批样品的质量除YQT-S01为5级外,其他质量均为3级及以上。各组合模式CSF质量除CSF-2为6级外,其余均为2级或1级。该文探讨了标准指纹图谱和中药组方融合指纹图谱的相关性,可以与相应的计算机评价软件相结合,通过组方融合指纹图谱所代表复方制剂的整体指纹图谱来实现智能预测中药成方制剂质量的新模式。     

中药配方颗粒红外指纹图谱研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术分析鉴别了350种中药配方颗粒红外指纹图谱的结构特征。结果表明，借助于各种药用植物和动物配方颗粒的FTIR指纹图谱的差别可进行快速分类鉴别；根据配方颗粒与中药原药材谱图之间的相关性，以及中药材经过炮制、加热、水提处理后，配方颗粒与原药材之间在谱图上所代表的化学成分上的异同可以进行中药配方颗粒的质量控制；凭借不同炮制方法与未经炮制处理的配方颗粒间FTIR谱图的差别，可以进一步分析炮制后配方颗粒化学成分的变化，不同炮制方法对配方颗粒化学成分的影响；对于不同厂家的配方颗粒及同一厂家不同生产批号的配方颗粒也进行了较系统的分析研究。方法快速，简便，专属性强，不需对样品进行分离提取。     

基于定量指纹图谱技术的中药质量控制

定量指纹图谱技术是中药指纹图谱技术与多指标成分定量分析相结合的中药质量控制模式。定量指纹图谱技术的发展包括定量组分的制备、过程控制的指纹图谱技术和产品含量测定3个主要部分。本文以丹参为例,通过水提、醇沉、过膜、大孔树脂分离和工业色谱分离5个工艺流程制备了丹参定量组分,对各个工艺步骤以指纹图谱技术考察其稳定性和重复性。对丹参定量组分中的原儿茶醛、迷迭香酸、丹酚酸B 3个成分进行含量测定。3个成分的含量总和大于50%。定量组分的制备以现有的活性成分为目标,经过去粗存精的工艺过程,其质量标准得到了有效的提高。     

中药色谱指纹图谱的小波变换及分形表达方法

提出一种基于小波变换的色谱指纹图谱分形表达方法。该法运用小波变换将色谱谱线分解至不同分辨尺度，然后计算各尺度分量的分形维数，用色谱的小波基分形参量替代色谱指纹图谱的采样值。仿真实验结果表明，色谱小波基分形参量对谱峰保留时间漂移具有较好的抗干扰能力。以当归和川芎两种中药材的品种及道地性鉴别分类问题为实例，比较研究色谱采样值与小波基分形参量，k-近邻法的交叉验证计算结果表明，小波基分形参量的分类效果优于色谱采样值。     

中药指纹图谱学体系在中药创制中的作用

从整体论、系统论和复杂科学的角度论述了中药指纹图谱学体系的构成背景和核心任务。中药指纹图谱学体系具有体系科学性质,是从系统性和整体性角度研究中药(包括植物药)的物质基础和作用机制以及药代动力学规律和相关制剂技术的崭新学科。该体系以中药指纹图谱信息学为核心和桥梁,包括中药指纹图谱测试学、中药指纹图谱质控学、中药指纹图谱谱效学、中药指纹药物动力学、中药指纹药剂学和中药生物指纹图谱学。该体系的研究需采用复杂科学和体系科学的理论和方法,突破线性思维和还原分析,强调宏观和系统的有机综合,应用数学科学原理和方法来开辟中药创制的新模式。中药指纹图谱学的理论体系和方法是解析中药的主导技术和实现中药现代化的核心力量,该体系理论和技术的成熟及完善可为现代中药创制提供强有力的理论和技术支撑。中药指纹图谱学体系的最终目的是为人类和有益生物研制出疗效显著、安全、可控的现代化中药。     

应用电子计算机求解色谱过程动力学方程

提出采用计算机求取色谱过程动力学方程解的方法。在此基础上考察了在Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温线情况下色谱柱效率、色谱峰的偏态、峰态与分酸系数、流动相线速、进样量之间的关系,从而明确指出,动力学过程是使色谱峰峰形拖尾的一个原因,但不是主要原因。实践中观察到的峰非对称性现象主要是分配系数非线性所致。     

中药质量控制的研究策略和色谱技术

综述了色谱技术作为现代高效分离分析技术在中药药效物质基础研究和中药质量控制中的重要作用。提出中药药效物质组学研究策略,以实现中药药效物质基础与作用机理研究的一体化,进而从深层次揭示和全面控制中药的内在质量。论述结果表明,现代色谱及其联用技术是中药质量研究的重要技术平台之一。     

Chromatographic fingerprinting and related chemometric techniques for quality control of traditional Chinese medicines

Development of chromatographic fingerprint (CF) and related chemometric methods and their applications to quality control of traditional Chinese medicines (TCMs) were discussed. CF is essentially a kind of quality control method for TCMs (or Chinese herbal medicines). Also, it is a quality‐relevant‐data high‐throughput and integral tool to explore chemically the complexity of TCMs. With the help of chemometrics, some difficulties in evaluation and analysis of CFs, such as calculation of information content, peak alignment, pattern analysis, deconvolution of overlapping peaks, etc. could be well solved. To further explore TCMs synergic quality, intensive study of CF coupled with chemometrics will create the possibility to achieve the aim to reveal the working mechanisms of TCMs and to further control and strengthen TCMs' intrinsic quality in a comprehensive manner.     

Strategy and Chromatographic Technology of Quality Control for Traditional Chinese Medicines

The application of chromatography, a modern technology, for highly efficient separation and analysis in the research of therapeutic basis matter and quality control of traditional Chinese medicines (TCM), is summarized. A new strategy with metabonomics is put forth to achieve integral study on the therapeutic basis matter and the action mechanism of TCM and to reveal and control the comprehensive quality of TCM. The result shows that modern chromatography and hyphenated techniques are one of the important technique platforms in the quality control of TCM.     

中药色谱指纹图谱相似度计算中保留时间校正方法的研究

从保留时间校正方法对线性推移、非线性推移和时间延迟的校正效果方面探讨了保留时间校正方法的适用范围。认为一点法校正仅能校正线性推移;两点法可以校正时间延迟和线性推移,并能部分校正非线性推移。多点法使用分段线性逼近的方法对非线性推移有良好的校正效果。     

Multiple chromatographic fingerprinting and its application to the quality control of herbal medicines

Recently, chromatographic fingerprinting has become one of the most powerful approaches to quality control of herbal medicines. However, the performance of reported chromatographic fingerprinting constructed by single chromatogram sometimes turns out to be inadequate for complex herbal medicines, such as multi-herb botanical drug products. In this study, multiple chromatographic fingerprinting, which consists of more than one chromatographic fingerprint and represents the whole characteristics of chemical constitutions of the complex medicine, is proposed as a potential strategy in this complicated case. As a typical example, a binary chromatographic fingerprinting of “Danshen Dropping Pill” (DSDP), the best-sold traditional Chinese medicine in China, was developed. First, two HPLC fingerprints that, respectively, represent chemical characteristics of depsides and saponins of DSDP were developed, which were used to construct binary chromatographic fingerprints of DSDP. Moreover, the authentication and validation of the binary fingerprints were performed. Then, a data-level information fusion method was employed to capture the chemical information encoded in two chromatographic fingerprints. Based on the fusion results, the lot-to-lot consistency and frauds can be determined either using similarity measure or by chemometrics approach. The application of binary chromatographic fingerprinting to consistency assessment and frauds detection of DSDP clearly demonstrated that the proposed method was a powerful approach to quality control of complex herbal medicines.     

三元重叠色谱峰面积的定量方法

本从色谱峰的ＥＭＧ模型出发，通过对重叠色谱峰的模拟和回归分析，提出了一种三元重叠色谱峰的面积的定量方法，三元重叠色谱峰的每一个峰面积可以由峰面积比和总面积求得，此法所需的数据都由实验色谱图上测得，峰面积计算结果的相对误差小于±５％，适用于相对峰谷为５０％－９５％的三元重叠色谱峰面积的定量。     

中药色谱指纹图谱组分保留时间漂移的校准

基于光谱相关色谱方法判断复杂中药色谱指纹图谱的组分相关性,实现同一中药样本在不同实验条件下所得的色谱指纹图谱的相同组分的色谱保留时间漂移的局部最小二乘校正,为合理评价指纹图谱的品质提供较为实用的工具。     

A Method for Clustering and Screening of Long-dimensional Chemical Data Based on Fingerprints and Similarity Measurements

A method for the treatment of long-dimensional chemical data arrays is presented in this work with the aim of maximising classification models. The method is based on the construction of fingerprints and the subsequent generation of a similarity matrix. The similarity calculation has been modified through a scaling process to take into account different significance shown by the variables. The method was applied to spectral measurements of wines and several aspects were studied, namely: threshold considered in the construction of fingerprints and patterns, weighting factor used for scaling, normalisation method, etc. The application of both Principal Components Analysis and Soft-Independent Modelling of Class Analogies to the similarity matrices gave better classifications of the information than those obtained using original data.