将现代红外光谱分析技术与化学计量学方法相结合, 建立利用红外光谱对短瓣金莲花药材的指标成分进行快速定量分析的方法。 以高效液相色谱法获得短瓣金莲花指标成分(荭草苷、 牡荆苷)的含量作为参考数据, 以傅里叶变换红外光谱技术获取其红外光谱图, 在此基础上利用化学计量学方法将指标成分与红外光谱图数据关联, 构建指标成分的快速预测模型。 以不同比例甲醇-水作为溶剂, 采用室温浸提、 加热回流、 超声辅助工艺提取获得36个短瓣金莲花药材提取物。 利用高效液相色谱法测试短瓣金莲花提取物的荭草苷和牡荆苷含量, 并以傅里叶变换红外光谱仪辅以水平衰减全反射附件测试各样品的红外光谱图。 分别选取29个提取物样品作为检验集, 其余为校正集, 采用TQ Analyst EZ Edition软件进行建模。 以交叉验证相关系数(R2)和交叉验证误差均方根(RMSEC)为指标选择光谱预处理方法、 定量分析方法和建模波段, 用预测误差均方根(RMSEP)考核模型的预测效果。 通过筛选得到优化的光谱预处理方法为标准正态分布校正(SNV)和二阶导数(13点平滑), 定量分析方法为偏最小二乘(PLS)方法, 荭草苷和牡荆苷的最佳波段分别为2 050~650和1 900~650 cm-1。 以PLS法构建的荭草苷和牡荆苷模型的相关系数分别为0.919 8和0.970 8, 模型预测结果的相对偏差分别在-2.0%~3.2%和-3.4%~4.7%之间。 鉴于红外光谱技术所具有的测试迅速、 微观宏观指纹特性、 定性定量皆可分析、 对环境无污染等特点, 利用红外光谱法可对中药提取物的指标成分进行快速、 准确、 环保、 高效的分析, 为中药的质量控制提供了新的思路和解决方案。

运用红外光谱法对铁皮石斛、 金钗石斛、 鼓槌石斛及其两种提取物所含化学成分的红外谱图整体变化规律进行解析和鉴定。 采用傅里叶变换红外光谱对三种石斛及其提取物进行结构分析及鉴别。 原药材粉末一维红外光谱图反映出铁皮石斛、 金钗石斛和鼓槌石斛均含有2 920, 2 852, 1 737和1 509 cm-1附近的特征峰; 1 000~1 200 cm-1波段内的特征峰, 推测三种石斛均含有脂类、 芳香类和淀粉类成分。 二阶导数谱进一步佐证了以上结果。 根据峰强来判断三种石斛所含化合物含量的差别, 得出铁皮石斛和金钗石斛中的脂类和淀粉类成分含量较鼓槌石斛高, 三者中以金钗石斛的脂类成分、 铁皮石斛的多糖成分含量较高。 三种石斛原药材粉末二阶导数光谱中观察到1 318和782 cm-1处草酸钙的吸收峰。 三种石斛的两种提取物中的成分种类和含量与其原药材均有所不同, 且不同种石斛之间也存在峰形、 峰位、 峰强的差别。 在水提醇沉提取物、 无水乙醇提取物中均发现油脂类、 芳香类和多糖类成分的特征吸收峰。 与标准品比对分析发现, 金钗石斛和鼓槌石斛的多糖成分以淀粉为主, 而铁皮石斛则以黏多糖为主; 三种石斛无水乙醇提取物的红外光谱分析更清楚地发现脂类成分和芳香类成分的存在, 且脂类成分以金钗石斛提取物的含量相对较高。 芳香类成分以鼓槌石斛提取物的含量相对较高, 红外光谱整体结构解析与鉴定方法能够递进式地验证铁皮石斛、 金钗石斛和鼓槌石斛所含物质结构和量的差异, 适合于不同种石斛的快速鉴别及质量评价与控制。

中药是复杂的化学体系, 建立快速、有效的分析方法有助于中药水煎液的实时质量控制。 葛根在处方中常用有三种, 分别为粉葛、野葛和煨葛（葛根炮制品）, 且传统应用中多采用水煎煮的方式, 因此, 采用傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）, 二阶导数光谱（SD-IR）, 结合二维相关红外光谱（2D-IR）对三种葛根水煎液进行快速分析。 结果表明, 通过FTIR和SD-IR光谱能够将粉葛水煎液明显区别于野葛和煨葛水煎液。 经过2D-IR分析, 发现野葛经过煨制后水煎液化学成分发生了变化, 二者在主要的自动峰和交叉峰的位置和强度方面存在较大差异, 在1 800~1 300 cm-1范围内, 野葛水煎液中最强的自动峰为1 556 cm-1, 次强峰为1 561 cm-1, 而在煨葛水煎液中最强自动峰为1 563 cm-1, 次强为1 572 cm-1, 再次为1 556 cm-1。 另外, 在野葛水煎液中出现了明显的1 536和1 634 cm-1自动峰, 二者的强度相当。 野葛及煨葛水煎液的2D-IR光谱中, 出现的自动峰1 448和1 518 cm-1的相对强度有较大的差异。 在野葛水煎液的2D-IR光谱中, 交叉峰（1 518, 1 561）和（1 518, 1 563） cm-1强于煨葛水煎液中相应峰。 凭借2D-IR自动峰和交叉峰可以较直观地鉴别野葛和煨葛水煎液, 并揭示二者相应各官能团的变化规律, 能够为葛根在临床处方应用过程中, 水煎液的快速质量控制提供依据。 利用FTIR, SD-IR结合2D-IR的整体性和宏观指纹性, 可以为中药等复杂体系的逐级鉴别提供快速、准确的方法和手段。

为了评价现有的落叶松树皮原花青素中试生产过程, 了解生产过程中各工艺流程对产品组分含量的影响, 将各工艺处理后所得样品进行了一维红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy, 　FTIR)、 二阶导数光谱(second derivative infrared spectroscopy, 　SD-IR)及二维相关光谱(two-dimensional correlation infrared spectroscopy, 　2D-IR)三级鉴定研究。 实验结果表明, 一维红外光谱中各样品光谱峰形较为相似, 一些物质的特征峰消失或者偏移反映出样品组分含量的变化。 随着生产工艺的进行, 样品纯度、 结构越来越接近原花青素标准品, 但是仍含有少量其他物质。 通过二阶导数谱进行分析, 验证了一维光谱分析的结果, 而且随着进一步提高谱图分辨率, 将一维谱图中没有显现出来的差异直观的表现出来。 在波数为830～1　310 cm-1的二维相关光谱中, 各过程样品自动峰出现的位置、 个数以及强度有了更为显著的差异。 通过红外三级光谱鉴定可以得出: 随着生产过程的进行, 样品中所含原花青素纯度越来越高, 最终得到的样品结构与原花青素标准品极为相似, 但是产品中仍然含有少量杂质。

用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)分析研究了冬虫夏草中两个最重要的药效活性物质, 甘露醇和虫草素, 重点研究对应质量数251 amu的质谱峰含有的化学信息。 利用TOF-SIMS高质量分辨率的优势, 检测并识别251和252 amu质谱峰的信号有可能不是保健药理活性物质虫草素C10H13N5O3(251 amu)产生的分子离子峰M+, ［M+H］+, 这或许就是文献中有关研究虫草素存在争论的原因。 TOF-SIMS分析结果为进一步解读251 amu质谱峰的化学内含、 深入研究冬虫夏草中虫草素提供了依据; 同时就甘露醇对应的(181 amu附近)TOF-SIMS负离子质谱峰做了细致的解读, 确认181 amu质谱峰是识别冬虫夏草中甘露醇的可靠依据。 本研究证明, TOF-SIMS是分析、 研究、 鉴别冬虫夏草的有效手段。

采用傅里叶变换红外光谱结合二阶导数光谱对不同产地的中国沙棘进行识别研究。 结果表明, 不同产地中国沙棘的一维红外光谱在2　925, 2　854, 1　743, 1　541和1　173 cm-1等处都有表征脂类、 黄酮类和糖类成分的特征吸收峰。 但因产地不同, 各样本吸收峰的位置和强度均存在一定差异。 此外, 3 429～3 336 cm-1范围处以及1 744 cm-1附近处的吸收峰是识别不同产地中国沙棘主要特征峰; 比较各产地中国沙棘的二阶导数红外图谱发现, 1 030和1 516 cm-1的吸收峰能够进一步确认样本中的黄酮类化合物的存在。 此外, 各样本在1 711和1 476 cm-1附近的吸收峰以及1 689～1 515和1 400～1 175 cm-1处吸收峰的强度和位置均具有显著差异。 一维红外光谱和二阶导数光谱的结合, 可以为不同产地中国沙棘的识别分析提供科学数据。 该方法快速、 直观、 简便, 能够为不同产地中国沙棘的整体化学成分提供大量信息, 有助于中国沙棘的整体质量控制以及有效成分定性分析研究。

为了能从交通事故现场的微量物证中检测出道路标线涂料, 并进一步区分其厂牌, 选取国内三个不同厂牌的热熔型反光道路标线涂料及其配方原料, 利用一维红外光谱(FTIR)、 二阶导数光谱(SD-IR)、 二维相关光谱(2D-IR)进行三级鉴定研究。 实验结果表明, 三个厂牌的涂料在一维谱图上峰形相似度很高, 只是吸收峰波数有一定的差异, 在1 435 cm-1附近都有宽强吸收峰, 879, 2 955, 2 919, 2 870 cm-1附近也有较强吸收峰, 经过分区域局部放大并与每种配方原料图谱比对分析, 可将三个厂牌涂料加以区分, 700～970和1 370～1 660 cm-1区域内主要反映出三厂牌涂料的重质碳酸钙相对含量不同, 2 800～2 960 cm-1区域内主要反映出聚乙烯蜡(PE蜡)、 乙烯醋酸乙烯树脂(EVA)、 邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的相对含量不同。 二阶导数谱图不仅验证了一维光谱分析的结果, 而且进一步扩大微观差异, 并在512～799 cm-1区域内反映出石英砂相对含量的不同。 在1 351～1 525 cm-1范围内的二维红外相关光谱中, 自动峰出现的位置和个数有着更为显著的差异。 因此, 红外光谱三级鉴定是一种快速有效识别、 区分热熔型反光道路标线漆的方法, 并且表观分辨率逐级提高。

采用红外光谱、 二阶导数光谱和二维相关红外光谱对大别山地区和云南省两大道地主产区的茯苓皮进行鉴别分析。 结果表明， 不同产地茯苓皮的红外光谱都有1　149， 1　079和1　036 cm-1等表征糖类成分的特征吸收峰， 其中大别山产区（湖北省、 安徽省）的茯苓皮中1　619， 1　315和780 cm-1等表征草酸钙的特征吸收峰比较显著， 云南产区的茯苓皮中797， 779， 537和470 cm-1等表征硅酸盐的特征吸收峰更加明显。 比较450～1 650 cm-1波数范围内的二阶导数红外光谱可知， 两个产区茯苓皮所含糖类物质有所不同。 在二维相关红外光谱中， 不同产地茯苓皮所含糖类物质的差异更加直观显著。 红外光谱法直观、 简单、 方便、 快速， 可以作为鉴别不同产地茯苓皮， 诠释产地与药效之间关联性的一种有效准确的新方法。

利用红外光谱三级鉴定方法对藏药川西獐牙菜及其不同溶液提取物进行分析研究。 选择川西獐牙菜中含量相对较高的药用成分龙胆苦苷作为不同溶液提取物的对照成分进行红外光谱和二阶导数光谱的分析; 同时对不同浓度乙醇提取物进行二维相关光谱分析。 结果显示, 龙胆苦苷红外光谱中1 611和1 075 cm-1处的两个主要特征峰强度的变化趋势, 和川西獐牙菜不同溶剂提取物中龙胆苦苷含量变化趋势一致; 提取溶剂极性相近时, 提取物的红外光谱图相似; 随着提取溶液极性的逐渐降低, 提取物的红外谱图中2 853, 1 733, 1 464, 1 277和1 161 cm-1等处吸收峰强度逐渐增强, 提取物中酯类化合物含量逐渐增加, 萜类化合物的提取率逐渐增加; 红外光谱图极为相近的不同浓度乙醇提取物在二维红外光谱图中有很明显的差异。 龙胆苦苷特征峰强度的变化趋势和不同提取物中龙胆苦苷含量变化趋势的一致性说明红外光谱分析结果能体现分析对象中所含有成分的含量变化; 川西獐牙菜原药材, 水提物和不同浓度乙醇提取物谱图的相似性和相似度的变化规律, 说明传统用药水煎液和低浓度醇提物的科学性; 红外光谱技术可成为川西獐牙菜不同提取物后期药理活性成分宏观控制, 和多以复方入药的藏药研究中准确、 快速、 有效的分析方法。

为了建立一种基于红外光谱跟踪分析的过程分析方法用于团状雪灵芝(AP)提取分离过程的宏观指导, 从同一工艺不同提取物及不同工艺同一提取物两个方面, 对三种提取工艺各四种提取物进行红外光谱跟踪测试, 并对红外光谱及相应二阶导数谱进行了深入的对比分析研究。 光谱分析结果显示, 同一工艺的不同提取物具有明显不同的光谱吸收特征; 不同工艺同一提取物的吸收特征总体相似, 但彼此之间也存在明显的光谱差异。 1 603和1 123 cm-1的特征峰表明, 提取法一中, 黄酮类及其糖苷主要进入了酯提物, 余者进入了醇提物。 相反, 方法二、 三中, 大部分黄酮类进入了醇提物, 水提物中还存在微量黄酮苷。 此外, 根据2 850 cm-1峰强可知, 方法二酯提物中苷元及高级饱和烃基含量较高。 类似的, 1 066和2 927 cm-1等特征吸收峰表明方法三的醇提物中糖苷及多糖含量较高。 研究结果表明, AP组分在不同提取工艺中的迁移规律不尽相同, 提取过程中的物质迁移信息可以通过各提取物红外光谱的跟踪分析进行记录和直观解析。 红外光谱跟踪分析法是一种快速、 有效、 低碳、 环保的过程分析方法, 对于诸如AP等植物提取分离过程的质量控制或工艺优化具有宏观指导意义。