劉艷，李燕青，丁姍姍，牟衛(wèi)偉，王磊，馮帥

(1.煙臺(tái)市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心,山東 煙臺(tái) 264003；2.煙臺(tái)新時(shí)代健康產(chǎn)業(yè)有限公司,山東 煙臺(tái) 264006；3.山東中醫(yī)藥大學(xué),山東 濟(jì)南 250355)

杭白菊(Chrysanthemummorifolium)也叫“杭菊”，來(lái)源于菊(ChrysanthemummorifoliumRamat)的干燥頭狀花序，屬于我國(guó)四大名菊之一，主要出產(chǎn)自浙江桐鄉(xiāng)，年產(chǎn)量占國(guó)內(nèi)總量的九成，加工品暢銷國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)[1]。杭白菊屬“浙八味”之一，藥用食用俱佳。現(xiàn)代研究證實(shí)，杭白菊有著明目、降壓、散熱、解毒等藥理作用。杭白菊的提取物能夠去除自由基、降低膽固醇，具有延緩衰老、增強(qiáng)免疫以及改善心血管系統(tǒng)功效[2]。

藥用輔料是包含在藥物中的賦形劑等物質(zhì)，是決定藥物制劑安全、有效以及穩(wěn)定的重要組成部分[3]?，F(xiàn)階段，藥用輔料監(jiān)管領(lǐng)域還存在一些問(wèn)題，藥用輔料的標(biāo)準(zhǔn)化仍有待于進(jìn)一步完善[4]。紅外光譜法(IRS)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行間接分析的技術(shù)，它運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)待測(cè)物進(jìn)行定性以及定量分析，因該技術(shù)自身存在的綠色、快速等特點(diǎn)，在藥學(xué)、農(nóng)業(yè)以及其他領(lǐng)域得以泛應(yīng)用[5-11]。目前，國(guó)內(nèi)外尚未有杭白菊提取物中輔料的中紅外研究的相關(guān)報(bào)道。本文采用中紅外光譜技術(shù)，對(duì)杭白菊提取物中的麥芽糊精輔料進(jìn)行定量分析[12-15]。通過(guò)采用偏最小二乘回歸法，對(duì)已知麥芽糊精濃度的樣品紅外譜圖進(jìn)行預(yù)處理，結(jié)果表明，所建模型定量準(zhǔn)確，可用于定量分析杭白菊提取物中的麥芽糊精輔料。

1 材料與方法

1.1 原料 杭白菊提取物4批(批號(hào)：20180612、20180320，深圳深寶實(shí)業(yè)股份有限公司；批號(hào)：20180424、20180715，寧波立華制藥有限公司)；麥芽糊精(批號(hào)：20180704，保齡寶生物股份有限公司)。

1.2 儀器與設(shè)備 ME204TE/02天平(梅特勒-托利多)；MM200型研磨儀(萊馳公司)；Frontier型紅外光譜儀(珀金埃爾默公司)。

1.3 方法

1.3.1 樣品的制備 分別準(zhǔn)確稱定杭白菊提取物純物質(zhì)和麥芽糊精置于研磨罐中。制備總量為0.50 g左右，其中麥芽糊精的含量占杭白菊提取物純物質(zhì)與麥芽糊精混合物的2%～80%，共制備78份樣品，包括校正集39份，驗(yàn)證集39份，詳情見(jiàn)表1。將研磨罐置于研磨儀上，使樣品充分混勻，備用。振動(dòng)頻率25.0次/s、研磨時(shí)間4 min。

表1(續(xù))

1.3.2 譜圖的測(cè)定 采用Frontier紅外光譜儀(ATR附件)測(cè)試樣品，采集漫反射光譜圖。實(shí)時(shí)扣除H2O和CO2的背景干擾，采集范圍為450～4 000 cm-1，分辨率設(shè)置為4 cm-1，每個(gè)供試品掃描64次，采集78個(gè)供試品的紅外光譜圖。

1.4 定量模型的建立

1.4.1 校正集的建立 采用Sperctrum Quant(美國(guó)PerkinElmer公司軟件)對(duì)39個(gè)校正集樣品譜圖進(jìn)行賦值，采用去一法(Leave 1 Out)進(jìn)行交叉驗(yàn)證。

1.4.2 譜圖預(yù)處理 利用操作軟件對(duì)“1.4.1”項(xiàng)下所述樣品譜圖進(jìn)行歸一化處理、基線校正、平滑處理等。

1.4.3 選擇算法 在簡(jiǎn)單的校正模型建立過(guò)程中，只有一個(gè)自變量和一個(gè)因變量，適用一元回歸法描述兩變量關(guān)系。當(dāng)多于一個(gè)自變量時(shí)，則適用多元回歸方法[16-18]。做多元回歸分析時(shí)，一般情況下，偏最小二乘回歸法一般情況下均優(yōu)于主成分回歸法[19-20]。在紅外光譜分析中，偏最小二乘法應(yīng)用最多，可以更好去除噪聲、解決光譜共線和多重相關(guān)性問(wèn)題，被公認(rèn)為模型最穩(wěn)定的多元校正方法之一[21]。綜上原因，本文選取偏最小二乘法。

1.4.4 模型報(bào)告 查看定量模型，包括決定系數(shù)R2、因子數(shù)、預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差(standard error of prediction,SEP)。

1.4.5 模型驗(yàn)證 按照“1.4.2”項(xiàng)下方法對(duì)39個(gè)驗(yàn)證集供試品進(jìn)行操作賦值，點(diǎn)擊運(yùn)行進(jìn)行驗(yàn)證。

2 結(jié)果與分析

2.1 杭白菊提取物和麥芽糊精的紅外光譜分析 杭白菊提取物中，3 414 cm-1為O-H伸縮振動(dòng)吸收峰，2 925 cm-1為亞甲基碳?xì)銫-H反對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰，1 736 cm-1吸收峰位羥基C=O伸縮振動(dòng)吸收峰，1 631 cm-1吸收峰可能同時(shí)包含共軛羥基C=O伸縮振動(dòng)吸收以及芳香環(huán)骨架振動(dòng)吸收，1 450～1 400 cm-1附近的吸收峰可能包含如芳香環(huán)骨架伸縮振動(dòng)、C-H彎曲振動(dòng)以及C-O伸縮振動(dòng)等多種成分，1 300～950 cm-1區(qū)域主要為各類C-O伸縮振動(dòng)吸收峰，譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 杭白菊純粉紅外光譜圖

麥芽糊精的紅外光譜中，3 428 cm-1是O-H伸縮振動(dòng)吸收峰，2 927 cm-1是亞甲基C-H反對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰，1 644 cm-1是O-H彎曲振動(dòng)吸收峰，1 450～1 350 cm-1區(qū)域內(nèi)的重疊峰包含C-H彎曲振動(dòng)吸收以及C-O伸縮振動(dòng)吸收等。在1 300 cm-1以下，1 156 cm-1、1 080 cm-1和1 021 cm-1等是C-O伸縮振動(dòng)吸收峰，這組峰的位置與形狀是麥芽糊精紅外光譜的典型特征。在900 cm-1以下，還有848 cm-1、762 cm-1、707 cm-1、577 cm-1和527 cm-1等多個(gè)指紋特征峰，譜圖見(jiàn)圖2。

圖2 麥芽糊精的紅外光譜圖

2.2 杭白菊與麥芽糊精混合物的紅外譜圖預(yù)處理 分別采集39個(gè)杭白菊提取物與樣品的紅外光譜圖，并對(duì)原始光譜進(jìn)行基線校正、歸一化等預(yù)處理以避免空氣中二氧化碳、水、儀器漂移等對(duì)樣本的影響。杭白菊麥芽糊精混合物樣品紅外光譜圖見(jiàn)圖3所示。

a.原始圖譜；b.基線校正；c.基線校正和歸一化圖3 杭白菊麥芽糊精混合物樣品原始光譜圖及預(yù)處理后的光譜圖

2.3 模型報(bào)告 定量模型的因子數(shù)選擇不當(dāng)會(huì)造成欠擬合與過(guò)擬合[19]，通常選擇3～7。決定系數(shù)越接近于1，預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差越小，說(shuō)明模型的擬合效果越好。本文中定量模型選擇7作為因子數(shù)，經(jīng)計(jì)算得R2為0.998 7，RSD為1.137%，校正集供試品中麥芽糊精的含量測(cè)定值和模型預(yù)測(cè)值比較接近，線性關(guān)系良好。模型相關(guān)關(guān)系以及因子數(shù)選擇如圖4所示。

a.模型相關(guān)關(guān)系圖；b.因子數(shù)圖4 模型相關(guān)圖譜

2.4 預(yù)測(cè)模型的驗(yàn)證 利用39個(gè)驗(yàn)證集樣品測(cè)定結(jié)果對(duì)定量模型進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果如表2、圖5所示。

表2 麥芽糊精預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)結(jié)果

圖5 麥芽糊精獨(dú)立驗(yàn)證結(jié)果

從圖5和表2中可知，驗(yàn)證集中39個(gè)樣本的平均預(yù)測(cè)差值小于2%，有兩個(gè)樣品差值大于3%，均不大于5%，說(shuō)明該模型預(yù)測(cè)效果良好，可用于杭白菊提取物中麥芽糊精的含量測(cè)定。

2.5 定量模型的應(yīng)用 利用上述定量模型，對(duì)17批未知含量的杭白菊提取物進(jìn)行麥芽糊精含量測(cè)定，同時(shí)對(duì)供試品中總黃酮含量進(jìn)行檢測(cè)。如表3所示，17批杭白菊提取物中麥芽糊精含量分布在29.9%～61.7%之間，RSD為10%，批間差異大，總黃酮含量分布在9.21%～12.8%之間，RSD為1.46%，批間差異小。分析原因，可能通過(guò)人為添加麥芽糊精的比例來(lái)控制杭白菊提取物中總黃酮的含量水平。

表3 麥芽糊精含量統(tǒng)計(jì)摘要

3 結(jié)論

本文通過(guò)已知麥芽糊精含量的39個(gè)校正集杭白菊提取物樣品進(jìn)行紅外光譜檢測(cè)，建立了合理的偏最小二乘回歸定量模型，經(jīng)39個(gè)驗(yàn)證集供試品驗(yàn)證，該定量模型定量結(jié)果良好。綜上所述，該方法可用于杭白菊提取物中麥芽糊精含量的快速定量分析，并為其他輔料的含量測(cè)定提供借鑒。