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电子鼻在中药品质中的应用
Time:2024-04-17 10:30:32
摘要:电子鼻技术作为一种现代仿生技术,相较于人的感官评价,可有效避免人为差异,其优势是数据化结果的客观性、重复性好;

1.电子鼻在中药饮片中的应用

长久以来,中药饮片的炮制过程都由一些经验丰富的老药工把握,这一感官评价方式存在其局限性,如药典中对“气清香”“焦香气”等的描述,过于主观和模糊,而电子鼻可以较好地将中药炮制过程中的“气味”进行量化表达。同时运用电子鼻、气相色谱技术、人工评价3种方法综合分析了红参、鲜品人参及清蒸人参的气味特点,并追踪了红参在制作过程中的香气特征的变化。杨诗龙[56]运用电子鼻技术快速、准确地鉴别了姜黄连、酒黄连、萸黄连,经LDA判别,识别率高达96.4%。采用电子鼻对2015年版《中华人民共和国药典》收录的8味酒制中药炮制前后的气味进行采集分析,将不同炮制品的气味差异数据化、可视化,所建立的判别模型经检验正判率达到96.7%。成功运用电子鼻技术区分了益智仁生品及其炮炙品(清水炒、盐炙)。既然诸多研究表明电子鼻能够识别同一品种不同炮制品之间的“气味”差异,那么炮制品“气味”与“内在成分”之间的相关性研究势必成为下一阶段的热点。对同一批山楂样品进行不同时间的炒制,采用电子鼻获取其气味传感器响应值,发现山楂炮制过程中气味的变化与5-HMF含量的变化有关,并推断糖降解反应及美拉德反应可能是山楂炮制过程气味变化的作用机制之一,该研究从饮片炮制过程中引起气味变化的物质基础出发,从新的角度为解释炮制机理奠定了基础。由此可见,中药炮制“火候”的客观量化研究,不仅有助于完善与质量相关的性状指标以及炮制辅料的检查与测定,而且有助于建立适合中药饮片的质量标准,即填补药典的空白。

2.电子鼻在中成药及中间品中的应用

利用电子鼻收集了东革阿里提取物的气味特征值,并将其与提取物的挥发油成分相关联,结果显示挥发油中某些成分与电子鼻响应信号呈现高度的相关性。采用便携式电子鼻对4组不同生产批次的中成药(百草油)进行检测,并对采样得到的数据进行分析,实现了对不同批次百草油的鉴别和分类,经检验有87.9%的正判率。这对实现中成药及其中间品的在线监控提供了新的模式。以上研究表明,电子鼻在实现中成药及其中间品的鉴别分类,甚至在其质量评判分析、产品监控领域的应用潜力。

3.小结与展望

电子鼻技术作为一种现代仿生技术,相较于人的感官评价,可有效避免人为差异,其优势是数据化结果的客观性、重复性好;而相较于其他仪器,如气相色谱、高效液相色谱等需要对试样进行复杂的预处理过程,其的优势是响应时间短、检测速度快。同时还能用于检测一些人类嗅觉不适宜评价的气体,如毒气或一些刺激性气体。电子鼻对中药的气味的分析,具有模糊性、整体性的特点,得到的是样品中与气味相关联成分的整体信息,相比GC-MS技术有着不可替代的优势,近年来正逐步受到中药领域研究人员的青睐。在中药材规范化种植、中药鉴定、中药炮制、中药制剂生产等研究领域中有着广阔的应用前景。

虽然电子鼻技术已显示出其广泛的用途,但在实际应用中其对环境的要求很高,空气中湿度、异味都会对其数据造成波动,仪器稳定性还需进一步提高。此外,国外在研发电子鼻传感器时,因多是针对某一类物质如烃类、醇类等,所以将此类传感器直接运用于中药研究中,其专属性、特异性较弱,难以应对气味极其复杂的中药。因此,应加紧开发与中药气味、成分相适宜的传感器阵列,另外,对传感器的敏感性、选择性等特性也需要改进。总言之,通过电子鼻建立中药的气味指纹图谱,能实现气味的客观化表达,使气味成为可以量化的指标。未来,通过将电子鼻数据与气质数据的联合分析,中药“品与质”的内在关联将完美诠释,同时,在结合模式识别方法后,气味完全可以成为控制中药质量的一个新的量化指标,为中药的深入研究提供新的契机,从而提高中药产業的整体水平,推动中药现代化。