CN107941837A - 低场核磁共振鉴别阿胶品质的方法 - Google Patents

低场核磁共振鉴别阿胶品质的方法 Download PDF

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姜姣姣
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Abstract

本发明公开了一种低场核磁共振鉴别阿胶品质的方法，包括如下步骤：1)针对不同品质的阿胶样品在相同参数下进行核磁共振信号采集，利用横向弛豫时间谱和横向弛豫时间与扩散系数相关性谱对已知标样进行分析，找出不同品质阿胶类样品的核磁共振测试数据区别，并对同一品质阿胶类样品进行重复性测试验证；2)根据分析的结果将测试数据与阿胶类样品的品质进行对应，确定阿胶类样品品质与核磁共振数据的相关性；3)根据不同品质阿胶类样品的测试数据建立阿胶类样品的品质测试数据库，并形成分析测试标准；4)对待测阿胶类样品进行核磁共振信号采集，通过数据库内的测试数据对其进行品质鉴定。该方法测试速度快、准确性高、稳定性好、不破坏样品。

Description

低场核磁共振鉴别阿胶品质的方法
技术领域
本发明属于药品品质检测领域，特别涉及一种利用低场核磁共振图谱信息鉴别食用阿胶与伪品阿胶，以及检测食用阿胶中伪品阿胶掺伪量的方法。
技术背景
驴皮为马科马属动物驴Equus asinus L.的干燥皮，是制造传统中药阿胶的重要原料。《本草纲目》将阿胶列为“上品”，自古以来作为一种药食同源之品受到人们的青睐。阿胶是中药材中典型的最讲究“道地性”的药材，道地阿胶必汲取东阿之水，得传承人之奇妙技艺炼制而成。因具有滋阴补血、调节免疫和改善代谢平衡等功效，被国家列为大力支持产业。
阿胶的生产规模较大，市场销售量较高，全国阿胶生产厂超过30家，阿胶产业蓬勃发展。近年来，随着生活水平的提高，阿胶用量逐年增加，市场供不应求。目前，有些不法商贩弄虚作假，以次充好，以牛皮、猪皮等下脚料冒充驴皮制作假冒伪劣阿胶，以基地价格出售，从中谋取暴利。采用骨胶、杂皮等熬制的假药用胶不仅临床疗效较差，质量无法保障，而且还可能出现中毒现象。2014年央视抽检的12种阿胶中仅1种合格，这些不法行为严重扰乱了阿胶市场。针对市场上存在的伪品阿胶，鉴别方法主要有肉眼观察法、近红外光谱法、热分析法及HPLC法等。肉眼观察法的经验依赖性较强，近红外光谱法和热分析法的图谱特征不强，HPLC法较为费时费力。
发明内容
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是在于提供一种低场核磁共振鉴别阿胶品质的方法，该方法不但能够适于各种动物胶类药材的品质测量，而且测试速度快、准确性高、稳定性好、不破坏样品，是一种能够真正运用于实际动物胶类药材品质鉴别工作中，行之有效的检测方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种低场核磁共振鉴别阿胶品质的方法，包括如下步骤：
1)针对不同品质的阿胶样品在相同参数下进行核磁共振信号采集，利用横向弛豫时间谱和横向弛豫时间与扩散系数相关性谱对已知标样进行分析，找出不同品质阿胶类样品的核磁共振测试数据区别，并对同一品质阿胶类样品进行重复性测试验证；
2)根据分析的结果将测试数据与阿胶类样品的品质进行对应，确定阿胶类样品品质与核磁共振数据的相关性；
3)根据不同品质阿胶类样品的测试数据建立阿胶类样品的品质测试数据库，并形成分析测试标准；
4)对待测阿胶类样品进行核磁共振信号采集，通过数据库内的测试数据对其进行品质鉴定。
与传统的测量方法相比，核磁共振法能够保持样品的完整性，是一种非破坏性的检测手段；操作方法简单快速，测量精确，重复性高；样品无需添加溶剂，测量结果不受材料样本大小与外观色泽的影响，且操作员的技术和判断影响较小。
核磁共振应用技术主要基于6个重要参数的测量：δ(化学位移)、J(偶极间接相互作用)、DD(偶极-偶极直接相互作用)和T1(纵向弛豫时间)、T2(横向弛豫时间)、D(扩散系数)。前三个参数主要反映分子的结构信息，为核磁共振波谱技术研究的对象，场强越高，参数分辨越好；后三者则主要反映分子的动态信息，为低场核磁共振分析测试技术研究领域。低场核磁共振分析技术相比于核磁共振波谱技术具有速度快、精确度高、一次测量可获得多个参数、对样品无损耗、样品制备简单、对操作人员的健康和环境无影响等诸多优点。
优选的，步骤1)中，所述横向弛豫时间谱的获得方法为：通过CPMG序列对正品阿胶和劣质阿胶进行横向弛豫分析，并采用一维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间谱反演算法，得出正品阿胶与劣质阿胶的弛豫时间谱，如果二者的弛豫时间谱不完全重叠，则对它们的混合样进行横向弛豫分析，并得出弛豫时间谱。
更进一步优选的，如果正品阿胶的弛豫时间谱和劣质阿胶的弛豫时间谱不重叠的部分在混合样中存在，且同混合样中劣质阿胶的含量成比例，则选择弛豫时间谱的该部分作为阿胶品质鉴别标准。
再进一步优选的，正品阿胶的弛豫时间谱和劣质阿胶的弛豫时间谱不重叠的部分信号与混合样品的整体信号的比例为Y，混合样中的正品阿胶或劣质阿胶的含量为X，通过改变X的值，分析得到对应的Y值，进行一次线性拟合得到拟合直线Y＝kX+b，得到混合样中正品阿胶或劣质阿胶的含量与弛豫时间谱对应部分信号的关系。
劣质阿胶可以分为新阿胶、黄明胶、伪阿胶等，不同的劣质阿胶的弛豫时间谱之间均有不重叠的地方，通过分析不同的劣质阿胶样品与正品阿胶样品，可以找出正品阿胶和不同劣质阿胶对应的谱图，当在正品阿胶中掺加不同含量的劣质阿胶，或添加不同种类的劣质阿胶时，会引起弛豫时间谱的相应部分发生规律生变化，利用该种规律性变化便可以判断阿胶的品质。
再进一步优选的，利用定标线以及样品分析中得到的Y值计算样品中的正品阿胶或劣质阿胶含量X，从而找出不同品质阿胶类样品的区别并以此建立阿胶类品质测试数据库。
定标线为未知样品中正品阿胶含量的线性方程。
更进一步优选的，如果正品阿胶的弛豫时间谱和劣质阿胶的弛豫时间谱不重叠的部分在混合样中存在但与混合样中劣质阿胶的含量不成比例，则通过PGSE-CPMG序列对正品阿胶、劣质阿胶及它们的混合样进行横向弛豫时间与扩散系数相关性分析，并采用二维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间与扩散系数相关性谱反演算法，得出正品阿胶、劣质阿胶及混合样的横向弛豫时间与扩散系数的相关性谱，找到该谱中完全独立的正品阿胶与劣质阿胶成分作为阿胶类品质鉴定标准。
优选的，步骤1)中，所述重复性测试为采用步骤1)中的方法对同一品质的阿胶类样品进行六次以上的测试分析。
以了解多次测试数据的误差，从而了解低场核磁共振方法在动物胶类药材品质鉴定中的误判率。
优选的，步骤1)中，同时对正品阿胶样品、劣质阿胶样品及两者的混合样进行变温测试。变温测试是指将阿胶类样品进行升温或降温测试，以得出温度对不同阿胶类样品品质的影响，并找出相关性，从而确定阿胶类样品品质与温度的相关性。
上述方法在鉴别阿胶品质中的应用。
本发明方法中涉及的CPMG序列是用于横向弛豫分析的常规核磁脉冲序列；而PGSE-CPMG序列则是用于横向弛豫与扩散相关性分析的常规核磁脉冲序列；同时本发明中涉及的一维反拉普拉斯算法是用于弛豫时间谱反演的常规算法；而二维反拉普拉斯算法则是用于横向弛豫时间与扩散系数相关性谱反演的常规算法。
本发明的优点是：
1、本发明方法能保证快速、准确的对动物胶类样品进行核磁共振分析测试，以便了解动物胶类样品的品质，从而快速、准确的鉴别劣质胶，为人们的食用提供质量保证。
2、与传统的方法相比，本发明方法不仅提高了检测速度，而且检测的准确性和稳定性也大大提高。
3、无需对样品添加其他化学试剂和复杂前处理，样品不产生污染与破坏，制样方便，保证样品的完整性。
4、本发明方法对于动物胶类样品品质的检测速度快，耗时短，整个测试基本可在5分钟以内完成，重现性好。
5、测量结果不受材料样本大小与外观色泽的影响。
6、易于实现动物胶类品质的现场鉴别。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为纯阿胶、新阿胶、黄明胶、劣质阿胶样品的弛豫时间谱；
图2为掺伪已知新阿胶(0％-100％)的多组分弛豫时间谱；
图3为掺伪已知新阿胶(0％-100％)样品的T21峰起始时间与掺伪量的变化情况；
图4为掺伪已知新阿胶(0％-100％)样品的S21峰面积百分比与掺伪量的变化情况；
图5为掺伪已知黄明胶(0％-100％)的多组分弛豫时间谱；
图6为掺伪已知黄明胶(0％-100％)样品的T23峰起始时间与掺伪量的变化情况；
图7为掺伪已知黄明胶(0％-100％)样品的S23峰面积百分比与掺伪量的变化情况；
图8为掺伪已知劣质胶(0％-100％)的多组分弛豫时间谱；
图9为掺伪已知劣质胶(0％-100％)样品的T23峰起始时间与掺伪量的变化情况；
图10为掺伪已知劣质胶(0％-100％)样品的S23峰面积百分比与掺伪量的变化情况。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例：本发明公开了一种低场核磁共振鉴别阿胶品质的方法，其具体实施步骤如下：
试验目的：
1、测试不同品质胶的核磁共振信号差别；
2、在正品阿胶中加入不同量的伪胶，检测信号差别，并找出正品阿胶中加入伪胶含量的测试方法；
3、建立核磁与阿胶品质的测试模型。
图1是纯阿胶、新阿胶、黄明胶、劣质阿胶样品的弛豫时间谱，可见，这四种阿胶样品的弛豫时间谱中均有三个峰，从左到右依次为T21、T22、T23。
实施例1
总共6个胶质样品，包括纯阿胶样品，另外5个样品为在正品阿胶样品中分别加入20％、40％、60％、80％、100％质量分数的新阿胶制得。所有胶质样品的质量均相同并放入同一类型的核磁共振试管中。
采用CPMG序列测量6个样品的T2弛豫时间后，再采用一维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间谱反演算法，得出各样品的弛豫时间谱，见图2～图4；从图中可以看出，纯阿胶样品与新阿胶样品的主要差别是T21峰起始时间与峰信号量的不同，当往纯阿胶中加入不同含量的新阿胶时，随着加入量的增加，T21峰起始时间和峰面积也在逐渐增大。
将正品阿胶和掺假阿胶以及新阿胶的弛豫数据结合主成分分析法进行分析，建立回归分析曲线，从而建立阿胶品质测试数据库。最后利用建立的数据库对未知的阿胶样品进行品质检测。
实施例2
总共6个胶质样品，包括纯阿胶样品，另外5个样品为在正品阿胶样品中分别加入20％、40％、60％、80％、100％质量分数的黄明胶制得。所有胶质样品的质量均相同并放入同一类型的核磁共振试管中。
采用CPMG序列测量6个样品的T2弛豫时间后，再采用一维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间谱反演算法，得出各样品的弛豫时间谱，见图5～图7；从图中可以看出，纯阿胶样品与黄明胶样品的主要差别是T23峰起始时间与峰信号量的不同，当往纯阿胶中加入不同含量的黄明胶时，T23峰起始时间前移，随着加入量的增加，T23峰起始时间变化不大但峰面积逐渐增大。
将正品阿胶和掺假阿胶以及黄明胶的弛豫数据结合主成分分析法进行分析，建立回归分析曲线，从而建立阿胶品质测试数据库。最后利用建立的数据库对未知的阿胶样品进行品质检测。
实施例3
总共6个胶质样品，包括纯阿胶样品，另外5个样品为在正品阿胶样品中分别加入10％、30％、50％、70％、100％质量分数的劣质胶制得。所有胶质样品的质量均相同并放入同一类型的核磁共振试管中。
采用CPMG序列测量6个样品的T2弛豫时间后，再采用一维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间谱反演算法，得出各样品的弛豫时间谱，见图8～图10；从图中可以看出，纯阿胶样品与劣质胶样品的主要差别是T23峰起始时间与峰信号量的不同，当往纯阿胶中加入不同含量的劣质胶时，T23峰起始时间前移，随着加入量的增加，T23峰起始时间逐渐递减，当为100％劣质胶时，起始时间最短，T23峰峰面积逐渐增大。
将正品阿胶和掺假阿胶以及劣质胶的弛豫数据结合主成分分析法进行分析，建立回归分析曲线，从而建立阿胶品质测试数据库。最后利用建立的数据库对未知的阿胶样品进行品质检测。
上述实验已经可以证明低场核磁测试方法可以测得在正品阿胶中加入伪品和劣质阿胶后的品质鉴别，并能准确测试样品中所加入伪品和劣质阿胶的含量。从测试数据与测试结果来看，低场核磁共振鉴别阿胶品质的方法是一种非常快速便捷的测试方法，且能得到精确的测试数据，为阿胶品质分析与品质检测提供了一种快速无损的检测方法。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低场核磁共振鉴别阿胶品质的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)针对不同品质的阿胶样品在相同参数下进行核磁共振信号采集，利用横向弛豫时间谱和横向弛豫时间与扩散系数相关性谱对已知标样进行分析，找出不同品质阿胶类样品的核磁共振测试数据区别，并对同一品质阿胶类样品进行重复性测试验证；
2)根据分析的结果将测试数据与阿胶类样品的品质进行对应，确定阿胶类样品品质与核磁共振数据的相关性；
3)根据不同品质阿胶类样品的测试数据建立阿胶类样品的品质测试数据库，并形成分析测试标准；
4)对待测阿胶类样品进行核磁共振信号采集，通过数据库内的测试数据对其进行品质鉴定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述横向弛豫时间谱的获得方法为：通过CPMG序列对正品阿胶和劣质阿胶进行横向弛豫分析，并采用一维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间谱反演算法，得出正品阿胶与劣质阿胶的弛豫时间谱，如果二者的弛豫时间谱不完全重叠，则对它们的混合样进行横向弛豫分析，并得出弛豫时间谱。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：如果正品阿胶的弛豫时间谱和劣质阿胶的弛豫时间谱不重叠的部分在混合样中存在，且同混合样中劣质阿胶的含量成比例，则选择弛豫时间谱的该部分作为阿胶品质鉴别标准。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：正品阿胶的弛豫时间谱和劣质阿胶的弛豫时间谱不重叠的部分信号与混合样品的整体信号的比例为Y，混合样中的正品阿胶或劣质阿胶的含量为X，通过改变X的值，分析得到对应的Y值，进行一次线性拟合得到拟合直线Y＝kX+b，得到混合样中正品阿胶或劣质阿胶的含量与弛豫时间谱对应部分信号的关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：利用定标线以及样品分析中得到的Y值计算样品中的正品阿胶或劣质阿胶含量X，从而找出不同品质阿胶类样品的区别并以此建立阿胶类品质测试数据库。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：如果正品阿胶的弛豫时间谱和劣质阿胶的弛豫时间谱不重叠的部分在混合样中存在但与混合样中劣质阿胶的含量不成比例，则通过PGSE-CPMG序列对正品阿胶、劣质阿胶及它们的混合样进行横向弛豫时间与扩散系数相关性分析，并采用二维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间与扩散系数相关性谱反演算法，得出正品阿胶、劣质阿胶及混合样的横向弛豫时间与扩散系数的相关性谱，找到该谱中完全独立的正品阿胶与劣质阿胶成分作为阿胶类品质鉴定标准。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述重复性测试为采用步骤1)中的方法对同一品质的阿胶类样品进行六次以上的测试分析。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，同时对正品阿胶样品、劣质阿胶样品及两者的混合样进行变温测试。
9.权利要求1-8任一所述方法在鉴别阿胶品质中的应用。
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