采用太赫兹时域光谱技术,结合化学计量学方法,对牛黄及其易混品进行鉴别,获取了黄连、大黄、蒲黄、人工牛黄、掺杂牛黄和天然牛黄的太赫兹时域光谱图。分别构建了随机森林(RF)模型和三种参数优化的支持向量机(SVM)模型,对六种物质的太赫兹吸收光谱进行了分类鉴别。针对样品数据集不平衡导致的随机森林模型识别率下降的问题,提出了基于合成少数类过采样技术(SMOTE)的随机森林模型。结果表明,随机森林模型和SVM模型均可达到95.00%左右的分类准确率,但随机森林模型具有更快的运行速度,运行时间仅为最优PSO-SVM模型运行时间的2%。基于SMOTE的随机森林模型可有效地解决数据不平衡情况下识别率低的问题,识别率从数据不平衡情况下的84.17%提高到94.17%,计算速度基本不变。研究结论为基于太赫兹光谱技术的稀有中药的鉴别提供了新方法。

藏红花和天然牛黄是广泛应用于临床实践的中药材, 由于产量较低、 药用价值和价格高, 市场需求量大等因素, 掺伪和伪品较多, 不仅严重损害患者健康, 而且妨碍市场正常运转。 传统的“一看、 二闻、 三泡”等经验鉴别方法已经越来越难以分辨高仿伪品; 而通过化学提取和色谱、 质谱等理化检测方法往往步骤繁琐、 费时, 且对检测环境、 人员及设备的要求和依赖度较高, 不能适应现场、 快速、 简便等实际需求, 亟需探索新的有效检测方法和鉴别技术。 太赫兹时域光谱（THz-TDS）不但具有单纯化合物的高度专属性和特异性, 又具有混合体系的“宏观指纹特征”, 可以鉴别混合物化学成分的多样性和复杂性。 另外, 主成分分析(PCA)作为一种常用的统计分析手段, 主要是用少数几个且能最大解释原始数据方差的综合变量来取代原始变量, 可以对不同种类的样本进行模式识别。 采用粉末研磨压片技术分别压制了藏红花和草红花样品各18个、 天然牛黄和人工牛黄各20个, 并利用太赫兹时域光谱测试技术分别测量了两种名贵中药材及其伪品在0.3～2.5 THz范围的吸收光谱, 最后利用主成分分析方法对获得的光谱数据进行分类识别。 为了提高PCA对测试数据的鉴别能力, 一方面将数据集映射到一组基（特征向量）进行简化, 选用较大的特征值代替原来的主要光谱信息; 另一方面, 为了消除无关因素对分类处理的干扰, 在进行PCA之前采取了Savitzky-Golay（S-G）平滑处理进行降噪, 去除冗余、 不相关的光谱特征; 然后通过Fisher诊断线进行判别分析。 对比未处理和经过S-G平滑处理的主成分得分图, 可以看出平滑处理后的分类效果明显优于未做处理的, 在未处理的得分图中, 两类样品点重叠比较严重, 而经过平滑后的得分图却只有相对较少的部分样品点重叠, 由此可以看出SG平滑在光谱识别中的重要性; 另外, 前两个主成分（PC1和PC2）已经基本能反映光谱之间的差异性。 分类结果显示, 藏红花和草红花具有明显的聚类趋势, 分类鉴别准确率均为100%; 而人工牛黄和天然牛黄的类内样品基本聚在一起, 但是类间略有重叠, 分类鉴别准确率分别为100%和90%。 除此之外, 样本的主成分得分图还可以反映样本的内部特征和聚类信息。 其中, 藏红花样本由于藏红花素、 藏红花酸等化合物成分含量较高, 聚合度较好, 分布范围相对集中; 反之, 天然牛黄为胆囊分泌物, 成分较为复杂, 聚类效果较差, 分布范围较广。 研究结果表明, 太赫兹光谱技术结合主成分分析可以区分藏红花和草红花以及天然牛黄和人工牛黄, 结果可靠。 该研究结果为丰富中草药的质量标准提供检测手段和理论依据。

常规湿化学分析方法测定中药中无机元素, 需要先将样品消解, 再经滴定或者仪器测定, 操作繁琐、 费时。 对于含朱砂或雄黄的制剂, 由于汞、 砷含量很高, 会对实验器皿和仪器造成污染。 X射线荧光光谱(XRFS)具有操作简便、 分析速度快、 多元素同时检测、 可实现无损分析等优点。 以电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)为参比, 应用便携式XRFS建立了牛黄清心丸(局方)中汞、 砷含量的快速无损测定新方法, 并首次将X射线荧光光谱技术用于药品的均匀性评价。 优化了测量模式, 以电感耦合等离子体发射光谱法测定值为参比, 建立校正工作曲线用于样品测定。 实验表明, 便携式X射线荧光光谱法测定Hg和As, 精密度高, 相对标准偏差(RSD)分别为0.09%和0.23%。 测定值与参比值接近, Hg和As的相对平均偏差分别为8.58%和5.95%, 符合现场快检的要求。 结果显示, 2批次样品Hg含量异常低, 1批次样品As含量异常高, 1个厂家的样品均匀度差。 所建方法快速、 简便、 经济、 环保, 为含矿物中药的质量控制提供了新的思路。 便携式仪器的使用, 能高效完成大批量样品的分析, 及时发现药品的质量隐患, 节约时间、 人力和物力, 具有良好的应用前景。

研究安宫牛黄丸中可溶性汞及三种毒性汞价态的体外溶出检测方法, 探讨安宫牛黄丸体外安全性评价方法。通过试验研究提取溶剂、净化方式、提取、净化时间等因素对溶出的影响, 确定最佳的提取方案。使用电感耦合等离子体质谱法测定可溶性汞, 高效液相色谱法-电感耦合等离子体质谱法联用测定三种汞价态。安宫牛黄丸中可溶性汞及三种毒性汞价态的最佳提取方法为: 用人工肠液在37 ℃下超声处理2 h, 提取液静置20 h后取上清液。方法重现性好, 最大程度地模拟药物在体内的吸收环境。安宫牛黄丸提取液中可溶性汞含量较高, 但不含汞的有毒价态: 甲基汞、乙基汞和二价汞。该方法可推广应用于含朱砂中成药中可溶性汞及其价态的体外溶出和测定。以毒性大的三种汞价态: 甲基汞、乙基汞和二价汞作为体外指标, 可在一定程度上评价安宫牛黄丸的安全性。