光谱成像技术以其快速、无损、低成本、绿色环保等优势,已逐渐成为检测分析技术领域中的重要手段。荧光光谱成像技术在中药品质检测中的研究,较具学术研究价值及应用价值,能实现对中药精度适中、直接、快速的品质检测研究,使中药发挥其较好的药效作用。本研究采用荧光光谱成像技术结合化学计量学方法和数字图像处理方法,用于中药品质检测的应用研究。先进部分利用荧光光谱成像技术,实现对中药材肉苁蓉种类的鉴别。首先采用主成分分析法、Fisher判别分析法鉴别肉苁蓉的种类,然后将不同种类的肉苁蓉粉末两两混合,采用灰度阈值分割方法,以伪彩色RGB图像区分肉苁蓉混合粉末。第二部分利用荧光光谱成像技术,研究鹿茸饮片的活性成分。首先对鹿茸饮片的光谱立方体进行特征波段提取,根据特征波段绘出鹿茸饮片的二维、三维可视化伪彩色图。结合中药生物学鉴定结果可知,鹿茸饮片的活性成分会因其品种、药用部位以及生物组织部位的不同而有所差异。第三部分利用荧光光谱成像技术,研究中药材粉末的粒度大小对其混合均匀度的影响。选择安宫牛黄丸中两味处方药---黄连郁金,将两者组成二元混合中间体,研究中药材粉末粒度大小对混合均匀度的影响,利用移动相元块标准差法,评价其混合均匀度。

主要成果:(1)利用荧光光谱成像技术对肉苁蓉进行鉴别。首先利用主成分分析得到前四个主成分,将累计贡献率较80%的其中三个主成分,绘出主成分散点图,可基本鉴别出肉苁蓉的不同种类;进一步利用Fisher判别分析方法建模,得到初始案例判别率为100%,交叉案例判别率为95%。将肉苁蓉不同种类的粉末两两等体积(1:1)混合,利用灰度阈值分割法对图像进行分类,得到混合粉末伪彩色图,并分别以红色和绿色区分。以管花肉苁蓉与荒漠肉苁蓉混合粉末为例,得到的伪彩色图结果为:红色部分和绿色部分比例为1:1.12。(2)利用荧光光谱成像技术研究鹿茸饮片的活性成分。以梅花鹿茸蜡片、马鹿茸蜡片以及梅花鹿茸沙片为例,研究鹿茸饮片不同品种、不同药用部位、不同生物组织部位的活性成分差异。首先从特征光谱曲线对比:①梅花鹿茸蜡片活性成分含量比马鹿茸蜡片高;②梅花鹿茸蜡片活性成分含量比梅花鹿茸沙片高;③马鹿茸蜡片在不同生物组织部位的活性成分含量从高到低依次为髓质层、皮肤层、间质层。然后从空间分布对比:①梅花鹿茸蜡片和马鹿茸蜡片饮片活性成分均集中在髓质层;②梅花鹿茸沙片活性成分分布较为分散;且活性成分含量偏低;③马鹿茸蜡片活性成分在其不同生物组织部位分布有很大差异,经主成分分析和图像增强处理,可对马鹿茸蜡片进行分类,基本确定马鹿茸蜡片的三个生物组织部位。(3)利用荧光光谱成像技术研究中药粉末粒度大小对中药固体复方制剂混合均匀度的影响。选择安宫牛黄丸中两味处方药---黄连郁金,建立两者的二元混合中间体。将四种不同粒度大小(60目,80目,100目,120目)的黄连郁金粉末等质量混合,运用OIF较佳指数法得到较佳波段组合,进行图像比值运算后经图像增强,再利用阈值分割法对黄连郁金混合粉末分类。较后用移动相元块标准差法评价不同粒度大小的黄连郁金混合粉末均匀度。结果表明,80目和100目较易混合均匀。