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黄芪提取物(RAE)是豆科植物蒙古黄芪Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao 或膜荚黄芪 Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.的干燥根的提取物,主要含黄酮类、皂苷类、多糖类等有效成分。现代药理学和临床实验表明,黄芪提取物具有抗肿瘤、抗病毒、抗氧化,增强细胞免疫等作用。作为一种中间体,黄芪提取物无需提纯和分离,可以直接使用,其质量受黄芪药材、制备工艺和质量标准等的影响较大,不同厂家的黄芪提取物质量可能存在较大差异,直接影响产品的质量与疗效。目前,中国药典(2015年版)中已收录了黄芪药材及其饮片的质量标准,尚未收录黄芪提取物。已有研究报道采用高效液相色谱法(HPLC)、紫外分光光度法(UV)和薄层色谱法等分析方法用于黄芪提取物的质量控制。然而这些方法存在样品前处理复杂、环境不友好和费时等缺点。因此,亟需建立一种快速有效的分析方法,为黄芪提取物的质量快速分析及评价提供参考。近红外光谱技术是一种快速无损、绿色环保的分析方法,可以实现对黄芪提取物质量的快速分析。常用于近红外光谱分析的仪器主要包括两大类,一类是分析级的近红外光谱仪,如Antaris Ⅱ FT-NIR光谱仪,分辨率较高,模型的预测能力强,但体积较大,适合实验室测定;另一类为便携式近红外光谱仪,如Micro-NIR 1700微型近红外光谱仪,其测定的光谱分辨率较低,模型的预测能力相对较弱,但体积较小,便于携带,适合现场测定。如果在保持近红外光谱模型预测能力不显著降低的前提下,提高模型预测能力的同时达到缩小仪器体积及降低仪器成本的目的,将对近红外技术的推广和应用产生重要的意义。对于这一问题,本论文基于模型转移技术,提出一种可行的解决方案,即采用模型转移方法,实现两种不同类别(分析级与便携式)的近红外光谱仪间模型转移,不仅能够改善便携式近红外光谱仪的模型预测能力,同时也能够对黄芪提取物进行现场快速筛查和质量分析,在一定程度上降低近红外光谱仪的应用成本。本论文将近红外光谱技术应用于黄芪提取物的质量分析及评价,主要研究内容如下:1.黄芪提取物中活性成分的含量测定选择黄芪甲苷(AST Ⅳ)、毛蕊异黄酮葡萄糖苷(CG)和黄芪多糖(APS)作为黄芪提取物的指标性成分,用于黄芪提取物的质量控制及评价。采用高效液相色谱法(HPLC)分别测定黄芪提取物中的AST Ⅳ和CG的含量;采用苯酚硫酸法测定黄芪提取物中APS的含量。实验结果从活性成分含量的角度上说明了不同厂家黄芪提取物样品间的质量存在一定的差异,而相同厂家相同浓缩比样品间的质量差异较小。黄芪提取物的3种活性成分的含量测定结果作为后续近红外光谱研究的参考数据。2.微型近红外光谱仪用于黄芪提取物厂家鉴别和活性成分含量测定的研究采用近红外光谱技术,建立了一种快速测定不同生产厂家的黄芪提取物中3种活性成分的含量和区分不同生产厂家的黄芪提取物样品的方法。首先,分别建立了两台近红外光谱仪器的偏最小二乘回归(PLSR)模型和判别分析(DA)模型,用以同时测定活性成分的含量并快速区分黄芪提取物样品的厂家。然后详细比较了基于两台仪器的PLSR模型和DA模型的预测准确性,以评价Micro-NIR 1700光谱仪在黄芪提取物定性和定量分析的模型性能。DA结果表明,两台仪器的判别模型均可以快速地鉴别黄芪提取物样品的生产厂家,且鉴别准确率均达到100%。基于Micro-NIR 1700微型近红外光谱仪AST IV、CG和APS的最佳PLSR模型的 Rp、RMSEP 和 RPD 值分别为 0.9958、0.0045%和 9.96,0.9969、0.0011%和 11.46 及 0.9709、1.06%和 3.94;基于 Antaris Ⅱ FT-NIR 光谱仪 AST Ⅳ、CG 和APS 的最佳 PLSR 模型的 Rp、RMSEP 和 RPD 值分别为 0.9974、0.0033%和 13.78,0.9989、0.0007%和 19.89 及 0.9742、0.91%和 4.36。对于相同样品集,Micro-NIR 1700微型近红外光谱仪三种成分最佳模型参数Rp、RMSEP和RPD值分别为0.9946、0.0052%和 7.13,0.9914、0.0012%和 7.10 及 0.9742、0.91%和 3.99;AntarisⅡ FT-NIR光谱仪最佳模型参数Rp、RMSEP和RPD值分别为0.9981、0.0026%和 15.64,0.9944、0.0010%和 9.09 及 0.9739、0.85%和 4.27。定量分析结果表明,两台仪器的PLSR模型均具有较好的预测能力,但Micro-NIR 1700光谱仪的模型预测能力较弱。上述研究结果证明了 Micro-NIR 1700光谱仪可以用于黄芪提取物的厂家鉴别和3种活性成分含量的快速测定,为黄芪提取物快速质量检测及现场筛查提供一种简便方法,同时为后续近红外光谱的模型转移研究提供数据参考。3.黄芪提取物抗氧化活性研究采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH)清除法测定82个黄芪提取物样品的抗氧化活性。利用PLSR建立近红外光谱与抗氧化活性指标IC50值的关联模型,通过预处理方法、光谱变量的选择对模型优化,最终采用SPA法,于原始光谱选择10个变量,建立优化的PLSR模型。相应结果:Rc、RMSEC、Rp、RMSEP、RMSECV 和 RPD 值分别为 0.9851、0.0998 mg/mL、0.9958、0.0610 mg/mL、0.1338 mg/mL和10.30,表明该模型的预测准确性较高,可以准确的预测黄芪提取物的抗氧化活性,在黄芪提取物的质量分析与评价中具有潜在的应用价值。4.黄芪提取物中黄芪多糖含量测定的模型转移研究对于不同厂家的光谱仪之间的模型转移,以黄芪提取物中黄芪多糖的含量为研究对象,提出了一种基于光谱数据转移的模型转移新方法。其基本思路是通过主成分分析法(PCA),在保证光谱信息尽可能不丢失的前提下实现主仪器(Antaris II FT-NIR光谱仪)与目标仪器(Micro-NIR 1700微型近红外光谱仪)模型之间的双向转移。为了验证新提出的模型转移方法的传递效果,将本论文方法与传统的PDS法进行比较。PDS法进行模型正向转移和反向转移的模型评价参数RMSEP值分别为1.49%和1.84%,均高于目标仪器的预测结果,模型转移效果较差;而采用新提出的模型转移方法进行模型转移时,模型正向和反向转移后的RMSEP值分别为1.18%和1.16%,均低于目标仪器的预测结果,且与主仪器的预测结果接近。结果表明,新提出的模型转移方法模型转移效果较好,与传统的PDS法相比,其模型传递后RMSEP值最小,且预测结果与主仪器结果接近。