基于多种分子光谱信息的银杏叶质量快速分析

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目前大部分利用光谱技术进行中药分析的工作主要基于单一类型光谱信息,鲜有同时采用多种类型光谱信息进行中药分析的报道。本文采用高效液相色谱法测定60批银杏叶黄酮、内酯类成分含量,并采集其近红外光谱(NIRS)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、以及多源复合光谱信息(MSCS),分别采用偏最小二乘回归(PLSR)、K最近邻样本保形映射(KNN-KSR)方法建立银杏叶黄酮、内酯类活性成分的光谱定量分析模型,比较各光谱模型下检验集样本实测值与模型值的相关系数(R)、均方根偏差(RMSEP)、平均相对误差(MRE)。考察了三种分子光谱信息用于银杏叶黄酮、内酯类成分快速分析的适应性以及采用分段直接校正算法(PDS)对从属机光谱进行校正前后,PLSR及KNN-KSR方法基于NIRS及MSCS进行模型传递的结果。  对于黄酮类成分,PLSR方法根据NIRS预测的结果最优,检验集样本总黄酮的R、RMSEP、MRE分别为0.7839、0.0463、5.47%;采用KNN-KSR方法根据NIRS、UV-Vis及MSCS预测总黄酮的R,RMSEP及MRE分别为0.9227、0.0333、3.69%,0.9169、0.0381、4.68与0.8396、0.0442、5.36%;采用PLSR及KNN-KSR方法基于三类光谱信息对总黄酮的预测结果均优于三种黄酮成分。对于内酯类成分,PLSR方法根据NIRS预测的结果最优,检验集样本总内酯的R、RMSEP、MRE分别为0.8491、0.0223、5.16%;PLSR基于UV-Vis及MSCS对内酯类成分的预测结果很差。KNN-KSR方法根据NIRS、UV-Vis及MSCS预测银杏叶总内酯的R、RMSEP、MRE分别为0.8655、0.0146、4.05%,0.8484、0.0181、5.31%与0.8564、0.0244、6.72%。KNN-KSR方法基于三类光谱信息预测银杏叶黄酮及内酯均可获得理想的结果且相关评价指标均优于PLSR方法。从属机光谱经PDS方法校正后,PLSR模型传递后误差降低到与主机模型相当的水平;光谱校正前采用KNN-KSR方法的RMSEP及MRE均很理想且优于光谱校正后的结果,对目标机的光谱信号进行校正可改进PLSR的预测结果但使KNN-KSR结果变差。  采用KNN-KSR方法根据NIRS、UV-Vis及MSCS均可实现对银杏叶中四类黄酮及三类内酯成分含量的快速与准确分析,突破了现有工作只是基于PLSR方法利用NIRS信息进行银杏叶中总黄酮定量分析的局限;利用UV-Vis、MSCS及KNN-KSR方法进行银杏叶中黄酮及内酯的快速检测和不同仪器间光谱模型的传递,为银杏叶质量快速分析提供了更多的方法和新的思路;多源复合光谱仪具有体积小、成本低,便携的优点,非常适合银杏叶药材现场采购的快速检测及后续产品的质量分析与监控。
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