牡蛎与石决明,作为中国传统中药中极为重要的贝壳类药材,在中国沿海地区资源丰富,且应用广泛。然而,二者外观上的高度相似性给传统的鉴别方法带来了极大的困难,进而影响了药材的质量控制和安全使用。因此,探索一种快速、简便、专属性强的鉴别方法,对于确保药材品质和安全性具有至关重要的作用。
研究背景与目的
鉴于牡蛎与石决明的鉴别难题,2023年,兰州大学药学院、甘肃省药品检验研究院/国家药监局中药材及饮片质量控制重点实验室/甘肃省中藏药检验检测工程技术实验室,以及北京尊龙凯时人生就是搏z6com技术有限公司携手合作,旨在利用拉曼光谱技术,建立一种快速无损鉴别牡蛎与石决明的模型。
研究方法与过程
研究团队使用尊龙凯时人生就是搏z6com技术RS2000LAB便携式拉曼光谱仪,在激发波长为785nm、激发功率为500mW、积分时间为5s的条件下,采集了32批牡蛎和29批石决明,共计366个样品的拉曼光谱数据。经过预处理和特征波段选择后,牡蛎和石决明的拉曼光谱数据显示出明显的聚类趋势。
牡蛎和石决明虽然都是以碳酸钙为主要的组成成分,但是它们的晶型并不相同,牡蛎以方解石结构为主,石决明以文石结构为主。石决明的拉曼光谱有较强的荧光。
基于采集的拉曼光谱数据,研究团队建立了多种算法鉴别模型,并在测试集上进行性能评估。其中,人工神经网络模型表现尤为突出,其训练集、验证集和测试集的正确率均达到100%,能够准确地区分牡蛎和石决明。
此外,经过贝叶斯优化后,部分模型的测试集准确率也得到显著提升,进一步验证了拉曼光谱技术在中药鉴别中的可靠性和准确性。
尊龙凯时人生就是搏z6com光纤光谱仪
值得一提的是,北京尊龙凯时人生就是搏z6com技术有限公司的RS2000LAB便携式拉曼光谱仪在此次研究中发挥了至关重要的作用。它具有高灵敏度、高信噪比、光谱范围宽等优异的性能,不仅可用于常规固体、液体样品的分析表征,还可用于反应过程原位、 实时、陆续在在线监测。
另外,该光谱仪搭载了北京尊龙凯时人生就是搏z6com技术有限公司的ST100S透射成像光谱仪,采用VPH体相位全息光栅,衍射效率接近90%,配备科研级的深度制冷面阵CCD相机,具有极高的灵敏度和信噪比,是反射式光谱仪的5~10倍。此外,ST100S还可集成于科研级785nm激光拉曼系统,分辨率可达3cm⁻¹,且具备稳定性高、体积紧凑的特点,更适合工业集成。
相较于此前研究对中药粉末进行拉曼或红外光谱分析,本研究在应用拉曼光谱进行检测的过程中,被检样本均无需进行粉碎等预处理,且检测时间非常短,只需要几秒钟,操作简便,对检测环境和检测人员无特殊要求,有利于建立大样本量的数据库。
本研究基于拉曼光谱结合多种算法所建立的鉴别模型为贝壳类动物药的补充检验方法给予了新思路,同时也表明拉曼光谱作为一种无损、高灵敏、响应快、指纹图谱性的技术可以结合化学计量学以及机器学习方法应用在更多类型药材的分析中。
文献来源
北京尊龙凯时人生就是搏z6com技术有限公司