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红外光谱分析技术及其应用
〔 单位： ： 〕
范雪芳徐淼侯晓涛王帅李洪宇张丽华
【摘要】红外光谱〔IR〕分析技术是一门进展迅猛的高技术，与传 统分析技术相比，红外光谱分析技术具有分析速度快，样品用量少， 无破坏无污染等特点。红外光谱测定的是物质中分子的吸取光谱， 不同的物质会有其特征指纹的特性，利用红外指纹图谱技术对中成药进 行
质量鉴定与分析，借助计算机和模式识别等技术，以综合的、宏观 的、非线性的分析理念和质量掌握模式来评价中药的真伪优劣
【关键词】红外光谱；红外指纹图谱技术
【Abstract ] Infrared spectrum 〔IR〕 is a fast developing newly
tech no logy. Comparedwith traditi onal an alysis tech no logy, IR
possesses characters of fast analysis, little sample, no breach and no pollution. IR measures the absorption spectrum of
molecule, and different substances have different fingerprint
patter ns. Thus, IR tech no logy can be applied to detect and an alyze the quality of traditi onal Chin ese drug. Using the computer, pattern recognition and so on, we can estimate if
traditional Chinese drug is real or fake, good or bad under the guida nee of comprehe nsive, macroscopic and non 拟 li near
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an alysis idea as well as quality con trol models. words ]
in frared spectrum; tech no logy of IR fin gerpri nt
【Key
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红外光谱分析技术是一门进展迅猛的高技术， 在分析化学领域里被誉为分析“巨人”，这个“巨人”的消灭掀起了一场分析技术 革命。使用传统的分析方法测定一个样品的多种性质或浓度数据需 要多种器， 消耗大量人力、物力和时间，因此本钱高，工作 效率低，远
不能适应现代工业的需要；与传统分析技术相比，IR 分析 技术能在几十
秒甚至几秒内，仅通过对样品的一次 IR 简洁测量，就能同时测定一个样品的几种甚至几十种物质或浓度数据， 而且被测样品用量很少，无破坏，无污染，无损伤分析，操作简洁，分析本钱低 口拟 4］。
1 红外光谱分析技术的进展过程红外光谱是争论红外光与物质
分子间相互作用的吸取光谱，红外光谱分近红外区〔泛频区〕波长范围
12 500〜4 000/cm，中红外区〔根本震惊区〕波长范围 4 000〜
400/cm，
远红外区〔转动区〕波长范围 400〜25/cm ［5］。而近红外区〔NIR〕
最 初于 1800 年被英国物理学家赫谢耳〔William F Hershel〕 觉察， 是
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人们最早觉察的非可见光区域。1835 年 Ampere 利用制造的热电偶 证明白 NIR 具有同可见光一样的光学性质［5,6］。早期的红外光谱广
泛应用棱镜作为单色器，用连续波扫描，区分率低 ，但仍在化合物构造表征发挥重要作用。20 世纪 60 年月以后以光栅为单色器，提高了 区分率，曾在传统的农副产品领域中有所应用。而近红外方法作为一 种兴的定量分析方法今年来取得了显著进展，在食品、农产品、烟 草等方
面尤为突出［7］。20 世纪 80 年月后期曾消灭过红外光谱法鉴 别中药的某些报道，但由于光谱总体解析学问的贫乏、 思路上的保守和缺乏穿插学科的相互渗透，其进展并不显著。 20 世纪 90 年月后期以来，消灭了将红外光谱法与计算机关心解析技术有机的结合应用于 中药鉴定的假设干报道。
红外光谱技术
红外数据库随着计算机的普及红外光谱分析与薄层色谱法、
高效液相色谱法、气相色谱法、高效毛细管电泳法、紫外光谱法、红 外光谱法、核磁共振和 X 拟射线衍射法、质谱及分子生物学技术连用
［8］，为红外光谱的应用开拓了更宽阔的领域。随后又有人将红外数 据库通过计算机系统运用于红外光谱仪中，马上光谱的数字化形式存 放在IBM 计算机穿孔卡片上形成红外数据库。目前已建立的红外数据 库主要
有：(1)ASTM 红外光谱；(2)Sadtler 谱库;(3)Aldrich/Nicolet
分散相普图库;(4)Sigma 生物化学谱库;(5)Nicolet 蒸气相谱 库;(6)Georgia
州犯罪试验室麻醉剂谱库;(7)多伦多法法庭谱 库;(8)Aldrich 蒸气相谱库;(9)Sadtler Sped 以 Finder 数据
库;(10)PE 谱库;(11)固体药物 FT 以 IR 谱库;(12)EPA 气相 FT 拟 IR 谱
红外光谱仪与其他仪器的连用在实际工作中，红外光谱仪经 常通过与其他仪器连用。常见的有 GC/FTIR 联用技术［8］;HPLC 拟 FTIR 联用技术［9,10］;TLC 拟 FTIR 联用技术［11,12］;SFC 拟 FTIR 联用技术
［13］;TGA 拟 FTIR 联用技术［14 拟 16］等。范雪芳,
成都医学院学报 2025 年 9 月，4(3)
红外指纹图谱技术现状红外光谱测定的是物质中分子的吸取 光谱，不同的物质会有其特征指纹的特性，目前红外指纹图谱已成为 鉴定和分析不同产地及品种的中药材内在质量的重要手段。 但由于中药指纹图谱相当简单，人工比较难把握结果的准确性，因此将其用于 复方中药的鉴定和分析［17 拟 20］。对于中药的品种和真伪鉴别，除液相和薄层等以色谱为主的指纹图谱方法外， 还可以使用光谱测定的指纹图谱方法，即红外指纹图谱鉴别技术，该技术无需对中药进展提取 分别等繁杂的化学处理，而直接进展红外光谱分析检测，是目前中药 材及其制剂最直接、快速、准确的鉴定鉴别和质量掌握方法。目前我 国中药
指纹图谱的实施，已由试验室争论进入到实际应用和作为法 定质量标准
的阶段。它不仅从图谱的整体特征来综合地鉴别真伪，还 可以以肯定的量化参数大致评价中药产品质量的稳定性和全都性。 在
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现阶段，据此推断原料、半成品、成品的质量相关性、全都性和稳定 性，应用范围包括 1094 光谱学与光谱分析原料药材的筛选、生产工 艺
的优化、成品质量的稳定考察、市场商品的质量监控。实践证明，色 谱指纹图谱分析所表达的质量信息远比测试单一成分要丰富得多
［21,22］。例如天士力集团已将多元色谱指纹图谱分析定为内控方 法。对复方丹参滴丸主要化学成分进展了系统分析 ，鉴定出 10 种丹参水溶性成分和 20 种三七皂苷类成分，根本提醒了复方丹参滴丸化 学
物质根底；能更完整地反映出简单药产品的化学组成特征，可用 于复中
药产品的质量掌握［23］〔各批次的复方丹参滴丸产品中有效成 分的含量全都，确保了复方丹参滴丸质量的稳定〕。
红外指纹图谱的应用近两年来红外光谱在中药质控领域取得
突破性进展，突破了检测样品有损、存在大量废弃物的问题，形成了 一种无损、环保的型检测体系。常规的制药分析样品前处理繁琐
，
分析周期较长，使用有毒有害试剂较多，常产生大量废气、废液；相 比之下红外光谱分析有如下鲜亮的技术特点：分析速度快，多种成分 同时分析，无污染分析，样品不需特别的预处理，不使用有毒、有害 试
剂，无损伤分析，操作简洁，分析本钱低。红外光谱技术已在中药 材鉴定、中药材炮制、中药注射剂各个领域发挥了重要作用，分述如 下。
中药材鉴定
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常用中药材的深入争论 红外光谱对常用中药的争论已经 不局限于通过谱图的差异来作出简洁区分；而消灭两个的应用研 究方向： 一种是在谱图计算机关心解析方面进展深入争论 ，承受多种分析方法挖掘谱图数据信息；另一种是为了增大样品差异性对样 品进
行前处理。例如王凤岭等［24 ］利用红外三级鉴定法区分栽培和 野生丹参，徐海星等［7］使用不同溶剂对原药材进展提取处理，承受
红外光谱图谱鉴别法对提取物进展分析。 红外光谱技术应用进展表 现为：一方面通过应用了不同的溶媒进展试验 ，对药材进展提取处 理，增大了样品差异性，提高了谱图差异化，更有利于差异性小的 药材辨识；另一方面谱图计算机关心解析通过量化峰高比、 主成分分
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析、谱图半定量分析、相关二维、神经网络等方面的深入争论了更多的谱图数据信息。
，挖掘
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地方民族药的鉴别 由于地方民族药还停留在外观外形经 验鉴别水平，相应色谱含量分析较少。因此红外光谱分析技术已快速 被彝、藏、蒙等少数民族医药所承受，并且在地域性药物鉴别、基原 调查、珍
稀药材保护等领域进展了有益的尝试。 例如杨群等［25］承受 傅里叶变换衰减反射红外光谱法对鸡根、大红袍两种彝药药材进展了 快速无损的
红外光谱测定；关昕璐等［26］承受红外光谱法直接测定藏 药翼首草不
同产地、不同药用部位的红外光谱，并比较了它们的红外 光谱差异；徐良等［27］用红外三种光谱法对四种蒙药材进展了鉴别研 究，四种药材粉末的红外光谱有明显区分。 红外光谱在地方民族药中 的应用，打破
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了其长期缺乏有效质控方法的局面。 与此同时，红外光 谱也将成为地方民族医药核心质控技术。
中药材炮制红外指纹图谱用于中药炮制品的鉴别 是可行的，特别是二维相关的使用，使炮制过程不再成为不行控的 过程；且红外光谱法样品制备简洁，仪器设备普及性强，在中药饮 片的快速鉴别
与过程监控中具有肯定的优势。 例如鲍红娟等［28］利用红外光谱技术分析争论河南道地药材怀菊花及其炮制品 ，找出怀菊花、炒菊花和菊花炭的红外光谱和二阶导数谱的“指纹”特征。
中药注射剂红外光谱在重要注射剂中同样发挥重要作用，例 如王晶等[29]将红外光谱技术应用于中药注射剂鉴别 ；潘明媚[30] 争论黄金菊粉针〔金莲花、野菊花、金银花〕药效组分的红外指纹表
征。
结语随着红外光谱与色谱指纹图谱在解决中药质量标准与检 验方面优势的显现，中药质控领域结合自身实际状况对其在该领域 的争论进展了有效的延长与扩展，根本形成以红外光谱为定性、半定 量分析，色谱指纹图谱为定量分析的两大模式；在药物质量掌握过 程中，红外光谱可以应用于前道质量掌握与样品稳定性考察 ；色谱指纹图谱可以应用于后续重点成份指标含量掌握；两者相互渗透、互 为补充，为中药现代化铺平了道路。
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