基于近红外光谱及组合间隔偏最小二乘法的天南星中水分及总黄酮含量测定研究

王维皓 张永欣 冯伟红 杨立新

摘要：目的 建立天南星中水分及总黄酮的近红外含量预测模型。方法 采用近红外漫反射光谱，利用TQ Analyst 9.0软件进行光谱预处理，并结合Matlab平台下的组合间隔偏最小二乘法进行波段的优选。以校正集相关系数（Rc2）、校正集预测均方根误差（RMSEC）、验证集相关系数（Rp2）、验证集预测均方根误差（RMSEP）为指标评价模型的优劣。结果 水分较为理想的建模波段范围为4613.6～4968.4 cm-1、8871.2～9226 cm-1、10299.4～10645.2 cm-1；总黄酮建模波段范围为4376.3～4849.6 cm-1、5796.2～6269.5 cm-1、8182.6～8635.9 cm-1。建模后水分的含量预测模型Rc2=0.956 2，RMSEC=0.332，Rp2=0.905 2，RMSEP=0.554；总黄酮含量预测模型为Rc2=0.937 7，RMSEC=0.021，Rp2=0.898 8，RMSEP=0.027。结论 建立的近红外光谱测定方法操作简便、快速、准确，为水分及总黄酮含量的快速检测提供了借鉴。

关键词：近红外光谱；天南星；组合间隔偏最小二乘法；水分；总黄酮

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2017.07.017

中圖分类号：R284.1 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2017）07-0072-04

Abstract： Objective To establish the prediction model for near infrared spectroscopy （NIR） content determination of moisture and total flavonoids of Arisaematis Rhizoma. Methods NIR was applied on TQ Analyst 9.0 software and together with synergy interval partial least squares （SIPLS） program in Matlab platform to optimize waveband. The evaluation index of prediction model included root mean square error of calibration （RMSEC）， correlation coefficient of calibration （Rc2）， root mean square error of prediction （RMSEP） and the correlation coefficient of prediction （Rp2）. Results The characteristic wavelength regions for measurement of moisture were 4613.6–4968.4 cm-1， 8871.2–9226 cm-1， and 10 299.4–10 645.2 cm-1. While for total flavonoids， the sensitive wavelength regions were 4376.3–4849.6 cm-1， 5796.2–6269.5 cm-1， and 8182.6–8635.9 cm-1. As a result， the Rc2， RMSEC， Rp2 and RMSEP values for prediction of moisture were 0.956 2， 0.332， 0.905 2 and 0.554， respectively. And the Rc2， RMSEC， Rp2 and RMSEP values for prediction of total flavoniods were 0.937 7， 0.021， 0.898 8 and 0.027， respectively. Conclusion The established method is simple， rapid and accurate， which can be used as an option for rapid quality evaluation of moisture and total flavonoids of Arisaematis Rhizoma.

Key words： near infrared spectroscopy； Arisaematis Rhizoma； synergy interval partial least squares； moisture； total flavonoids

天南星为天南星科植物天南星Arisaema erubescens的干燥块茎，具有祛风解痉、燥湿化痰功效[1]。临床用于中风引起的痰症、咳喘、惊痫[2]，亦可治疗半身不遂、破伤风、风寒痹痛等症[3]。外敷可治疗痈肿、蛇虫叮咬[4]。现代药理研究表明，天南星提取液能抑制HeLa细胞生长，对小白鼠体内的肿瘤有抑瘤作用[5]，还能诱导人肝癌SMMC-7721细胞凋亡[6]。天南星的化学成分主要为黄酮、生物碱和苷类。2015年版《中华人民共和国药典》（一部）采用分光光度法对天南星中的总黄酮进行质量控制[4]，操作较为繁琐。药材中水分含量对药材的质量、贮藏、临床应用等存在重要影响。因此，水分的测定一直是中药材质量控制不可或缺的内容。药典对于天南星水分的控制采用烘干法，测定周期漫长。……