[发明专利]专属性模式识别模型判别分析中药材资源指纹信息的方法

说明书

技术领域

本发明涉及中药质量控制技术领域，尤其涉及一种专属性模式识别模型判别分析中药材资源指纹信息的方法，该方法是一种对中药材资源的近红外和中红外指纹图谱构建专属性模式识别模型进行判别分析的质量控制方法。

背景技术

中药质量控制研究一直是中药化学非常热衷的研究领域之一。尽管我国有关中药质量控制方法的记载是世界上最早最全面的，但传统中药材在安全、有效、均匀、稳定等质量方面依然缺乏标准化的科学质量评价体系，中药国家质量标准还很不完善，尚不能充分反映中药质量状况，特别是一些指标成分含量测定，难以通过“量”达到控制“质”的目的。且许多指标成分并非某一药材所独有，通过指标成分控制质量，专属性也较差。而且中药材属生物体，因地理环境、种植条件、栽培技术、异地引种、采收时间和采集部位不同等诸方面的因素，即使同一种中药材，也很难控制化学成分的一致性。为了确保中药材的稳定性和高效性，以及保证中药其疗效和用药安全性，充分利用好中药这一博大的优势资源，必须对中药材资源进行质量控制，这主要包括控制对中药材资源的不同基源、有无掺杂使假、质量等级以及药材的道地性进行质量控制。但是，通常这些不同基源、真伪优劣中药材、道地性中药材的形态学特征和大多数化学物理特征可能几乎没有区别，仅由专家进行感官评价或性状鉴别、组织显微鉴别、理化鉴别等传统方法难以判别并且也缺乏客观依据。而从分析科学的角度出发，若沿用西药质控模式，测定一种或几种有效成分对中药进行质量判别，不能真正反映中药的质量。因为对于中药，其单味药的化学组成都已非常复杂并且大多为未知，少则几十种，多则成百上千种。而且，在传统的物理或化学分离过程中可能会造成一些组分或有效组分的损失甚至破坏，特别是那些微量或痕量组分极易流失或分解，这样从一部分组分的化学分析结果或一部分形态指数进行评价中药质量，不仅工作量极大，耗时耗材，而且对于中药的信息获取的不充分导致分析评价结果存在大的偏差。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供了一种简便快速、科学客观、准确可靠的评价中药材资源的基源种属、真伪、优劣和道地性保护等质量控制问题的方法。该方法通过获取中药材的全息近红外和中红外的指纹校正信息，并对其进行虚拟的矩阵编码，再运用连续滑动窗口偏最小二乘判别分析方法对各中药材在所有窗口中校正指纹信息与虚拟的矩阵编码间关联建模，构建对各药材校正指纹信息的专属性模式识别模型，从而实现对未知中药材的辨识与判别。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种专属性模式识别模型判别分析中药材资源指纹信息的方法，其特征在于，按如下步骤进行：

（1）中药材样品的制备；

（2）中药材近红外和中红外光谱全息指纹图谱的获取与光谱预处理校正；

（3）对中药材资源进行虚拟的矩阵编码；

（4）中药材质量控制专属性模式识别训练模型的构建；

（5）专属性训练模型对中药材资源的辨识与判断。

本发明中药材样品的制备为经去泥沙、清洗干净，真空干燥后，用中药粉碎机粉碎过目筛，获取可供分析的中药材样品。

本发明中药材样品的近红外指纹图谱的获取是以金箔为参比进行近红外光谱全波段扫描。中红外指纹图谱的获取可将中药材样品与适量溴化钾混合后压片，进行中红外全波段扫描。对全息中红外和近红外指纹图谱进行多元散射校正处理以克服不同波长点可能存在的不同程度影响以及由样品颗粒的大小和折射率等物理性质使光谱散射所导致的差异和/或通过二阶导数校正消除基线漂移和倾斜所造成的误差，改善光谱分辨峰，获取中药材全息得以增强的校正指纹信息。

本发明中对中药材资源进行虚拟的矩阵编码，是通过将用于训练模型的中药材资源（如不同种植品种、不同产地、不同采收时期、不同加工炮制、不同贮存时间等的中药材，本发明列举了不同基源中药材，真伪中药材，不同道地性中药材的实施例）进行虚拟编码，每一行代表一个样品，将其虚拟编码为矢量code=v_j,其编码原则为第j个元素为1，其余元素均为0。由此，可将用于训练模型的不同类中药材资源编码为一个矩阵I_n×m，该矩阵的行数等于建模所用的中药材资源训练样本数n，列数等于中药材资源不同类别数m。