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作者：贾帅芸北京中医药大学

学位级别：硕士

中药生产过程是中药产品固有质量的具体形成阶段,其每个单元都会对中药质量产生影响。中药提取过程是中药形成制剂产品的必经阶段,也是最基础阶段。保证中药产品质量批间一致性,必须对中药制剂前处理工艺的开端——提取过程进行严格控... 详细信息

中药生产过程是中药产品固有质量的具体形成阶段,其每个单元都会对中药质量产生影响。中药提取过程是中药形成制剂产品的必经阶段,也是最基础阶段。保证中药产品质量批间一致性,必须对中药制剂前处理工艺的开端——提取过程进行严格控制。中药提取过程机理复杂,目前采用近红外(near infrared,NIR)等过程分析技术(PAT)手段可实现提取过程中若干指标性成分或有效成分的实时监测,但如何将质量监测信息和过程参数信息进行有效的融合,及提取过程所形成产品的质量预测模型和控制方法的研究尚存在不足。因此,本文以中药丹参饮片乙醇提取过程为研究对象,研究近红外光谱法在实时分析其脂溶性有效性成分的含量变化,建立近红外定量过程模型,并对过程模型进行更新以及建立多源信息融合模型,为丹参醇提过程品质调控垫定基础。本文的主要研究内容如下:1、对不同批次的丹参饮片进行实验室规模提取,实时采集丹参提取过程中的NIR光谱数据,采用HPLC法对提取过程中丹参酮ⅡA、隐丹参酮和丹参酮Ⅰ三个有效成分的浓度进行定量分析,建立对丹参酮类成分进行预测的偏最小二乘模型,为提高近红外定量预测模型性能,分别考察一阶导数(First derivative,1std)、二阶导数(Second derivative,2ndd)、多元散射校正(Multiplicative Scatter Correction,MSC)、标准正则变换(Standard Normal Variate,SNV)、小波滤噪(Wavelet denoising,WDS)和 SG平滑(9 点,Savitzky-Golay Smoothing)等光谱预处理方法。利用 siPLS(synergy interval partial least squares)进行特征波段筛选,模型结果为:RMSECV 为 0.0053·gt-1,RMSEP为 0.0058 g·L-1,RPD 值为 3.06(丹参酮 ⅡA);RMSECV 为 0.0020 g·L-1,RMSEP 为0.0093 g·L-1,RPD 值为 2.05(隐丹参酮);RMSECV 为 0.0048 g·L-1,RMSEP 为 0.0045 g·L-1,RPD值为3.33(丹参酮Ⅰ)。由于中药原料质量差异,生产环境、操作人员变化以及仪器响应波动等因素会导致NIR分析模型预测性能的退化,故采用有限批次样本建立的定量模型,会往往导致较大的预测偏差。因此,为提高近红外定量分析在中药制药过程中应用的可靠性和稳健性,采用SIC(simple interval calculation)算法和RS(random selection)进行模型更新,基于SIC算法的更新结果为:RMSECV为0.0068 g·L-1,RMSEP 为 0.0054 g.L-1,RPD 值为 3.14(丹参酮 ⅡA);RMSECV 为 0.0027·g·L-1,RMSEP为0.0026 g·L-1,RPD值为3.07 RMSECV 0.0051 g·L-1,RMSEP为0.0036 g·L-1,RPD值为4.26(丹参酮Ⅰ)。RS更新结果分别为:RMSECV为0.0064 g·L-1,RMSEP 为 0.0068 g·L-1,RPD 值为 2.50(丹参酮 ⅡA);RMSECV 为 0.0025 g·L-1,RMSEP为 0.0025·g-1,RPD 值为 3.18(隐丹参酮);RMSECV 为 0.0051 g·L-1,RMSEP 为 0.0041 g.L-1,RPD 值为 3.72(丹参酮 Ⅰ)。同理,选用不同批次丹参不同浓度醇提过程作为研究对象,建立同批丹参不同浓度醇提过程丹参酮ⅡA、丹参酮Ⅰ指标成分的NIR定量模型,模型性能参数分别为RMSECV 为 0.0078 g·L-1,RMSEP 为 0.0044 g·L-1,RPD 值为 4.00(丹参酮 ⅡA);RMSECV 为 0.0079 g·L-1,RMSEP 为 0.0057 g·L-1,RPD 值为 2.58(丹参酮 Ⅰ)。也建立不同批次丹参不同浓度醇提过程丹参酮ⅡA和丹参酮Ⅰ指标成分的NIR定量模型,建模结果分别为:RMSECV 为 0.0079 g·L-1,RMSEP 为 0.0058 g·L-1,RPD 值为 3.08;RMSECV 为 0.0108 g·L-1,RMSEP 为 0.0047 g·L-1,RPD 值为 3.18。对其采用上述两种方法进行模型更新,SIC更新结果分别为:RMSECV为0.0081·gL-1,RMSEP为0.0042 g·L-1,RPD值为4.01(丹参酮ⅡA);RMSECV为 0.0106 g·L-1,RMSEP 为 0.0047 g·L-1,RPD值为3.24(丹参酮Ⅰ)。RS更新结果分别为:RMSEC

关键词：丹参多源信息融合建模近红外模型更新偏最小二乘 SIC算法中药提取

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基于SIC算法的丹参醇提过程近红外定量模型更新研究

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中国中药杂志 2016年第5期41卷 823-829页

作者：贾帅芸徐冰杨婵崔向龙史新元乔延江北京中医药大学中药信息工程研究中心北京100029 中药生产过程控制与质量评价北京市重点实验室北京100029

以丹参醇提过程为研究载体,采用离线方式采集过程样品的近红外光谱,并以HPLC测定值为参考值,采用偏最小二乘法建立丹参酮ⅡA的定量校正模型,对丹参提取过程进行监测。由于原药材批次间的质量差异性,会危及原有模型稳健性,基于此,该文首... 详细信息

以丹参醇提过程为研究载体,采用离线方式采集过程样品的近红外光谱,并以HPLC测定值为参考值,采用偏最小二乘法建立丹参酮ⅡA的定量校正模型,对丹参提取过程进行监测。由于原药材批次间的质量差异性,会危及原有模型稳健性,基于此,该文首次将简单区间计算法(simple interval calculation,SIC)应用于中药提取过程近红外定量模型更新,且与random selection(RS)更新方法进行比较。基于SIC算法的更新结果:RMSECV,RMSEP,RPD分别为0.006 8 g·L-1,0.005 4 g·L-1,3.14;基于RS方法的更新结果:RMSECV,RMSEP,RPD分别为0.006 4 g·L-1,0.006 8 g·L-1,2.50。结果表明SIC比RS更优,为今后中药提取过程的质量控制与监测提供了研究基础。

关键词：丹参醇提过程近红外模型更新 SIC算法偏最小二乘法

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丹参提取过程多源信息融合建模方法研究

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中草药 2018年第6期49卷 1304-1310页

作者：张娜徐冰贾帅芸王馨史新元乔延江北京中医药大学中药信息工程研究中心北京100029 北京市科委中药生产过程控制与质量评价北京市重点实验室北京100029

目的探索采用多源信息融合建模技术提高中药提取工艺模型的校正和预测性能。方法以丹参脂溶性成分乙醇提取过程为研究对象,收集不同来源丹参饮片模拟原料波动,采用实验设计(DOE)模拟工艺参数变化,以提取过程近红外光谱(NIRS)作为过程状... 详细信息

目的探索采用多源信息融合建模技术提高中药提取工艺模型的校正和预测性能。方法以丹参脂溶性成分乙醇提取过程为研究对象,收集不同来源丹参饮片模拟原料波动,采用实验设计(DOE)模拟工艺参数变化,以提取过程近红外光谱(NIRS)作为过程状态变量。采用HPLC法分析提取液中丹参酮ⅡA、隐丹参酮和丹参酮I的含量。将原料属性、工艺参数和过程状态变量组合为自变量,以提取液有效成分含量为因变量,采用偏最小二乘(PLS)法建立提取液质量预测模型。结果建模结果为丹参酮ⅡA交叉验证均方根误差(the root mean squared error of cross validation,RMSECV)为0.172 8 mg/g,预测均方根误差(the root mean squared error of prediction,RMSEP)为0.031 7 mg/g,性能偏差比(ratio of performance to deviation,RPD)为6.91;隐丹参酮RMSECV为0.153 4 mg/g,RMSEP为0.024 2 mg/g,RPD为4.02;丹参酮Ⅰ RMSECV为0.117 1 mg/g,RMSEP为0.043 2 mg/g,RPD为4.76。结论多源信息融合模型的校正和预测性能均优于常规模型,可有效提升丹参提取液质量可预测性和可控性。

关键词：丹参提取过程多源信息融合建模方法偏最小二乘法近红外光谱丹参酮ⅡA 隐丹参酮丹参酮Ⅰ

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基于LIBS技术对4种珍宝藏药快速多元素分析

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中国中药杂志 2015年第11期40卷 2239-2243页

作者：刘晓娜史新元贾帅芸赵娜吴志生乔延江北京中医药大学中药学院北京100102 国家中医药管理局中药信息工程重点研究室北京100102

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对4种珍宝藏药仁青芒觉、仁青常觉、二十五味珊瑚丸和二十五味珍珠丸进行元素定性研究,建立4种珍宝藏药的元素特征图谱。实验采用Nd:YAG和基频1 064 nm的脉冲激光器;激光光束聚焦待测样品表面产生等离子... 详细信息

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对4种珍宝藏药仁青芒觉、仁青常觉、二十五味珊瑚丸和二十五味珍珠丸进行元素定性研究,建立4种珍宝藏药的元素特征图谱。实验采用Nd:YAG和基频1 064 nm的脉冲激光器;激光光束聚焦待测样品表面产生等离子体,采用光谱仪探测其光谱信号。基于美国国家原子光谱标准与技术(NIST)数据库,对LIBS谱线进行辨识。4种珍宝藏药主要含有Ca,Na,K,Mg等,同时检测到C-N分子谱带。其中,在仁青常觉和二十五味珍珠丸中检测到Fe;仁青常觉和仁青芒觉中检测到重金属Cu,Hg;仁青常觉中检测到Ag。结果表明,LIBS提供了4种珍宝藏药的可靠、快速多元素分析;LIBS具有实时、快速、近似无损的优势,该技术在民族药物的元素检测,具有广阔的应用前景。

关键词：珍宝藏药激光诱导击穿光谱指纹图谱多元素分析

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基于LIBS技术的藏药“佐太”快速元素分析研究

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世界科学技术-中医药现代化 2014年第12期16卷 2582-2585页

作者：刘晓娜史新元贾帅芸赵娜吴志生乔延江北京中医药大学中药学院北京100102 国家中医药管理局中药信息工程重点研究室北京100102

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对藏药"佐太"进行定性研究,建立藏药"佐太"的元素快速分析方法。实验采用Nd:YAG、基频1 064 nm脉冲激光器;激光光束聚焦于待测样品表面产生等离子体,采用光谱仪和CCD探测其光谱信号。基于美国国家原子光... 详细信息

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对藏药"佐太"进行定性研究,建立藏药"佐太"的元素快速分析方法。实验采用Nd:YAG、基频1 064 nm脉冲激光器;激光光束聚焦于待测样品表面产生等离子体,采用光谱仪和CCD探测其光谱信号。基于美国国家原子光谱标准与技术(NIST)数据库辨识元素特征谱线,"佐太"的LIBS光谱中显示Hg、Ca、Na、As、Fe、Mg、Al、K、Li、Pb、Ag、Au和S等元素信号,其中Hg、Pb、Ag和Au为重金属元素。结果表明,LIBS提供了可靠的藏药"佐太"的元素分析结果,并具有实时、快速、无损的优势。在民族药物的元素检测方面,LIBS技术具有广阔的应用前景。

关键词：藏药 “佐太” 激光诱导击穿光谱元素分析

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Microanalysis of Multi-Element in Juncus effusus L. by LIBS Technique

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Plasma Science and Technology 2015年第11期17卷 904-908页

作者：刘晓娜黄建梅吴志生张乔史新元赵娜贾帅芸乔延江 College of Chinese Medicine Beijing University of Chinese Medicine Research Center of TCM-information Engineering State Administration of Traditional Chinese Medicine of the People's Republic of China

Laser-induced breakdown spectroscopy （LIBS） was used to decipher the unique multi-elemental characteristics of Juncus effusus L. The spectral fingerprints of Juncus effusus L. were established based on elemental microanalysis via LIBS. Microanalysis and multimode sampling methodologies were designed in this study. The relative standard deviation （RSD） approach was performed to optimize the multi-shot measurements. Taking advantage of the capability with no or minimal sample pre-treatment of LIBS, a thermodynamic chart of four elements （Mg, Ca, Ba, and Na） was created from twelve collection regions. The diagram of elemental distribution on a micro-scale was generated to explore the nature of Juncus effusus L. by LIBS. The results demon- strated that LIBS is a promising technique for rapid elemental microanalysis of heterogeneous samples.

关键词： LIBS Juncus effusus L. RSD approach thermodynamic chart elemental microanalysis micro-scale

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高良姜素通过激活Nrf2信号通路减轻低氧/复氧诱导的心肌细胞损伤

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山西医科大学学报 2023年第4期54卷 459-469页

作者：杨芳刘宝贵庞洋贾帅芸廉秋芳延安大学咸阳医院药学部咸阳712000 延安大学咸阳医院心内科

目的观察高良姜素(galangin,Gal)对低氧/复氧(hypoxia/reoxygenation,H/R)诱导的心肌细胞损伤的影响,并探讨可能的作用机制。方法采用小鼠HL^(-1)心肌细胞构建H/R细胞模型。实验分为常氧对照组、H/R组(先低氧6 h,后常氧12 h)、H/R+溶剂... 详细信息

目的观察高良姜素(galangin,Gal)对低氧/复氧(hypoxia/reoxygenation,H/R)诱导的心肌细胞损伤的影响,并探讨可能的作用机制。方法采用小鼠HL^(-1)心肌细胞构建H/R细胞模型。实验分为常氧对照组、H/R组(先低氧6 h,后常氧12 h)、H/R+溶剂组、H/R+10μmol/L Gal组、H/R+30μmol/L Gal组和H/R+50μmol/L Gal组。H/R+溶剂组、H/R+10μmol/L Gal组、H/R+30μmol/L Gal组和H/R+50μmol/L Gal组分别采用溶剂对照二甲基亚砜、10μmol/L Gal、30μmol/L Gal、50μmol/L Gal预处理心肌细胞1 h,然后进行H/R处理。采用细胞计数试剂盒-8(cell counting kit-8,CCK-8)检测细胞活性。采用乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)试剂盒检测细胞损伤。采用TUNEL实验检测细胞凋亡。采用活性氧(reactive oxygen species,ROS)试剂盒检测ROS水平。采用丙二醛(malondialdehyde,MDA)试剂盒检测MDA含量。采用超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)试剂盒检测SOD活性。采用荧光素酶报告基因实验检测核转录因子E2相关因子2(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2,Nrf2)的转录活性。采用Western blot检测Nrf2、醌氧化还原酶1(quinone oxidoreductase 1,NQO-1)和血红素加氧酶1(heme oxygenase 1,HO-1)的蛋白表达水平。通过GraphPad Prism 8软件计算高良姜素的半最大效应浓度(half maximal effective concentration,EC 50)和半最大抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC_(50))。采用Nrf2抑制剂ML385验证高良姜素是否通过Nrf2抑制H/R心肌细胞损伤。结果与常氧对照组比较,H/R组和H/R+溶剂组中心肌细胞活性降低,而心肌细胞损伤、凋亡、ROS水平和MDA含量升高,并且SOD活性降低,差异均有统计学意义(P<0.01)。与H/R组和H/R+溶剂组比较,不同剂量的高良姜素处理组心肌细胞活性均升高(P<0.05),而心肌细胞损伤、凋亡和氧化应激均下降,并呈剂量依赖性,差异有统计学意义(P<0.05)。高良姜素增加H/R处理的心肌细胞活性的EC 50值为35.8μmol/L,减少H/R诱导的细胞损伤的IC_(50)值为38.3μmol/L,减少H/R诱导的细胞凋亡的IC_(50)值为25.8μmol/L,减少H/R诱导的ROS产生的IC_(50)值为26.7μmol/L,减少H/R诱导的MDA产生的IC_(50)值为23.6μmol/L,增加H/R处理的心肌细胞SOD活性的EC 50值为25.4μmol/L。与H/R组和H/R+溶剂组比较,不同剂量的高良姜素处理组Nrf2的细胞核表达量和转录活性均增加,NQO-1和HO-1表达水平均上升,并呈剂量依赖性,差异有统计学意义(P<0.05)。抑制Nrf2显著逆转高良姜素对H/R诱导的心肌细胞损伤的保护作用(P<0.05)。结论高良姜素通过激活Nrf2信号通路减轻H/R诱导的心肌细胞损伤。

关键词：心肌细胞低氧/复氧高良姜素 Nrf2 缺血再灌注损伤

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