红外光谱技术结合化学计量学方法在藏药蕨麻研究中的应用

藏药是我国传统医药中一个重要的组成部分，它已有两千多年的历史。由于藏药具有疗效独特、药治多病、药源丰富等特点，显示了藏药独特的不可替代的作用，越来越受到人们的重视。本学位论文通过藏药蕨麻的红外光谱技术研究，利用多种化学计量学方法，找出不同地区蕨麻的红外光谱特点与分布规律，建立了藏药蕨麻的质量评价方法，从而可以实现用现代光谱分析技术及信息解析的方法鉴别藏药，这些将为藏医药的开发应用提供更好的科学依据。 本文以12个不同产地的蕨麻为研究样本，使用IRPrestge-21型傅立叶变换红外光谱仪测定这12个蕨麻样本的红外光谱。实验数据采用MATLAB工程设计软件编程、SPSS高级统计软件进行分析处理，利用多种化学计量学技术，建立了红外分光光度法藏药质量评价方法。比较系统研究蕨麻的红外光谱及应用的工作未见文献报道。主要研究内容如下： 1、比较系统完整地获得了不同产地蕨麻的红外光谱图，对其典型的蕨麻红外谱图进行了解析。不同地区的红外光谱特点与分布规律证实了，作为同一品种蕨麻，因主要化学组分相同，谱图整体上基本相似，药材品质基本相似。但又因产地，气候、土壤等因素存在差异，必然反映各个样品在谱图指纹区的不同。 2、采用标准正态变换、导数校正、多元散射校正以及小波变换等多种方法对红外光谱进行了预处理。其中以小波去噪的效果最好。 3、建立了小波分析信号降噪和压缩的基本原则和评价指标。研究确定了合适的母小波函数和阈值，去噪后各样本的均方根误差RMS已经很小，达到10-4数量级，已与光谱测量精度相当。把去噪后的光谱原始数据长度由1868压缩到241，为原始数据的八分之一，压缩后各样本的均方根误差RMS已经很小,达到10-5数量级，表明压缩效果很好。 4、采用主成分分析法，确定了2个主成分，贡献率为总信息量的99.44%。揭示了不同地区的红外光谱特点与分布规律，实现样本产地的正确分类，从而建立了蕨麻产地归属的鉴别。还采用了聚类分析法验证了该结果。 5、采用相关系数、夹角余弦和灰色关联度等鉴定蕨麻质量的评价指标。相关系数Rst和夹角余弦cosαst数据比较集中，大都在0.99左右，少数在0.98-0.97之间。而灰色关联系数数据比较分散，分布在0.9-0.6之间，质量区分度灵敏。 6、采用PCA-BP-ANN方法建立不同产地蕨麻的人工神经网络模式识别方法。 7、几种化学计量学方法鉴别分析结果准确，说明了红外光谱法结合化学计量学波谱解析，可以作为一种鉴别中藏药的分析测试方法。相对于色谱方法，由于制样简单、仪器测试快速、测量结果准确，有利于推广及应用。