科研新知|科技賦能中藥質(zhì)控：近紅外光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)鐵皮石斛粉末實(shí)時(shí)檢測新突破

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發(fā)布時(shí)間：2025-12-02
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在中藥生產(chǎn)過程中，質(zhì)量檢測是確保藥品安全有效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鐵皮石斛是中醫(yī)藥中被譽(yù)為“仙草”的名貴中藥材，其核心有效成分——多糖含量的檢測，一直依賴于傳統(tǒng)的苯酚-硫酸法。這種方法雖然準(zhǔn)確，但需要復(fù)雜的樣品前處理和各種化學(xué)反應(yīng)，完成一次檢測就需要數(shù)小時(shí)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。

1、技術(shù)創(chuàng)新：讓光譜“說話”

壽仙谷公司聯(lián)合浙江大學(xué)藥物信息學(xué)研究所，提出一種基于近紅外光譜的鐵皮石斛粉末實(shí)時(shí)放行測試方法，為這一難題帶來了創(chuàng)新解決方案，相關(guān)成果發(fā)表在《中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)》雜志上。

這項(xiàng)技術(shù)的原理十分巧妙：當(dāng)近紅外光照射到鐵皮石斛粉末時(shí)，物質(zhì)中的化學(xué)鍵會(huì)吸收特定波長的光，形成獨(dú)一無二的光譜“指紋”。研究人員通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，長波近紅外光譜（1000-2500nm）相比短波近紅外光譜含有更豐富的成分信息。在長波近紅外區(qū)域，可以清晰看到多糖成分對(duì)應(yīng)的特征吸收峰，比如1450nm附近的O-H鍵振動(dòng)峰，這些特征峰就像物質(zhì)的“身份證”，為快速準(zhǔn)確檢測提供了可能。

2、智能算法：讓檢測更精準(zhǔn)

然而，原始的光譜信號(hào)會(huì)受到各種因素干擾，就像照片中的噪點(diǎn)一樣。為此，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了創(chuàng)新的預(yù)處理融合算法（SPORT），這種算法能夠智能地融合多種數(shù)據(jù)處理方法的優(yōu)勢，自動(dòng)提取最有用的信息。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)過智能算法處理后的檢測模型，其預(yù)測精度高達(dá)92.4%，誤差僅為1.297%。這意味著該技術(shù)不僅快速，而且準(zhǔn)確度完全可以滿足工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量控制要求。

3、風(fēng)險(xiǎn)管控：為每批產(chǎn)品定制"健康檔案"

任何檢測方法都存在一定的誤差，研究團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新之處在于他們采用了概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的策略。通過500次隨機(jī)抽樣檢測，為每個(gè)樣品建立預(yù)測值分布圖，從而計(jì)算出每批產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

如上圖所示，這種方法可以直觀展示每個(gè)樣品的風(fēng)險(xiǎn)情況。對(duì)于低風(fēng)險(xiǎn)樣品，可以直接放行進(jìn)入下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)；對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)樣品，則使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行復(fù)核。這種分級(jí)管理策略，在保證質(zhì)量的前提下大幅提高了生產(chǎn)效率。

4、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用：推動(dòng)中藥智能制造升級(jí)

這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值顯著。在鐵皮石斛相關(guān)產(chǎn)品的制粒、混料、灌裝、壓片等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，中間品的快速檢測使得整個(gè)生產(chǎn)流程更加流暢。傳統(tǒng)方法需要數(shù)小時(shí)的檢測過程，現(xiàn)在縮短到幾分鐘內(nèi)即可完成。

更重要的是，這種方法為中藥生產(chǎn)的智能化升級(jí)提供了技術(shù)支持。通過與生產(chǎn)線集成，可以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測，建立起真正的“實(shí)時(shí)放行測試”體系。這不僅是檢測速度的提升，更是整個(gè)中藥生產(chǎn)工藝的數(shù)字化變革。

5、未來應(yīng)用：從鐵皮石斛到更多藥食同源產(chǎn)品

目前，該技術(shù)已在鐵皮石斛粉末的質(zhì)量控制中展現(xiàn)出良好效果。研究人員表示，這種方法有望推廣至其他藥食兩用產(chǎn)品，為整個(gè)中藥行業(yè)的品質(zhì)管控提供新的技術(shù)路徑。

隨著技術(shù)的不斷完善，未來我們還將開展長期穩(wěn)定性研究，確保檢測模型能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，通過不斷積累數(shù)據(jù)，模型的預(yù)測精度和適用范圍還將進(jìn)一步擴(kuò)大。

近紅外光譜實(shí)時(shí)檢測技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，體現(xiàn)了現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)中藥的完美融合。這不僅是檢測方法的革新，更是中藥質(zhì)量控制理念的重要進(jìn)步。通過科技創(chuàng)新，我們能夠在確保藥品質(zhì)量的前提下，大幅提升生產(chǎn)效率，讓古老的中藥煥發(fā)新的生機(jī)。

作為中藥行業(yè)的一員，壽仙谷將繼續(xù)致力于技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)中藥產(chǎn)業(yè)向智能化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，為消費(fèi)者提供更優(yōu)質(zhì)、更安全的中藥產(chǎn)品。

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