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中药指纹图谱质控技术在中药生产中进行质量控制的关键是相似度评价理论及其软件化。目前使用的多种中药指纹图谱相似度评价方法都停留于化学成分分布比例的定性相似度评价上,缺乏宏观定量相似度评价。孙国祥等把中药指纹图谱的相似度划分为两类:(1)定性相似度:能准确地反映中药化学成分分布比例的相似性而不具有任何定量评价功能,我国目前广泛使用的夹角余弦相似度SF和相关系数法就是典型的定性相似度,其受大指纹峰影响严重,存在大峰严重掩蔽小峰缺陷。孙国祥等提出具有等权性的比率定性相似度 ,提出用夹角余弦相似度SF和比率定性相似度 构成全定性相似度法可准确地解决中药指纹图谱的定性评价问题。(2)定量相似度:能够从宏观上准确反映中药多元指纹化学成分整体含量情况,解决不同批次中药材和中药制剂与对照指纹图谱的总体含量差异的评判问题。本文给出四组全定量相似度法,其应用的前提是全定性相似度大于0.9。全定性相似度和全定量相似度质控体系是中药指纹图谱评价的合理选择。
1全定性相似度评价原理
在中药指纹图谱试验中,获得样品指纹向量 和对照指纹向量 , 与 间夹角余弦值就是定性相似度SF见(1)式,它清晰地揭示了
强调小峰的贡献。因此SF和 联合评价指纹图谱可兼顾监测大峰和小峰对体系的贡献,二者构成全定性相似度评价法具有合理性,二者均大于0.9时判定全定性相似度为合格。
2.全定量相似度评价体系原理
和 模长百分比见(3)式,可较好地反映样品中各组分与对照指纹图谱之间的总体含量关系,W%受大峰影响严重,存在大峰严重掩盖小峰问题,并受θ影响。样品共有指纹峰总积分面积与对照指纹图谱的指纹峰总积分面积的百分比值R%称为宏观含量相似度,因对各指纹峰等权其反映的含量性质准确,但存在大峰和小峰交叉补偿问题。二者构成了第一级全定量相似度法。
将 在 上的投影与 的摸长的百分比C%称为投影含量相似度见(5)式,其受大峰影响严重,同样存在大峰严重掩盖小峰问题,在θ趋于0时,C% = W%。将R%进行相似度SF校正,则得到定量相似度见(6)式,P%对各峰等权并校正了不同组分的分布比例,因此删除了交叉补偿问题,二者构成了第二级全定量相似度。很显然,二者为第一级全定量相似度的SF校正值。
P%=SF·R%……(6),
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将 与 模长百分比称含量相似度Q%见(7)式,能从总体上描述样品中各组分与对照指纹成分含量的接近程度,但公式中的平方项放大了误差,在ri=0.5~2.0时真实性更好。 各元素ri平均质量百分数M%能反映指纹成分大体含量情况见(8)式,二者为第三级全定量相似度法。
将Q%和M%第三级全定量相似度用SF校正则得到第四级全定量相似度法,评价结果好于第三级。校正含量相似度:QF%= SF·Q%┄(9);校正平均质量百分数:MF %=SF·M%┄(10)
评价体系应遵循:首先全定性相似度合格为必要条件,然后上述4种全定量相似度可选择任意一组,控制在90%-110%而且组内相差不超过10%为合格。评价时可将原始指纹图谱信号,直接导入孙国祥等开发的【中药色谱指纹图谱超信息特征数字化评价系统3.0】软件可立刻获得评价结果。该评价体系具有准确、可靠的特点,其可作为药材投料、勾兑、混批时量化指标,应用效果理想。
参考文献略。本文为国家自然科学基金重大研究计划资助课题 (No.90612002),﹡通讯作者:Tel:(024)23986286,Email:gxswmwys@163.com