當下，中藥材市場質(zhì)量安全標準缺失，假mao偽劣產(chǎn)品泛濫，嚴重威脅了中藥的療 效與安全性，影響國民健康。因此，中藥材的品質(zhì)檢測顯得尤為重要。傳統(tǒng)的檢測方法，存在主觀性強、效率低、缺乏定量評價、依賴專業(yè)人員等缺點，具有很大的不確定性。因此，開發(fā)能夠精 準快速檢測中藥材品質(zhì)的方法，對于確保中藥材市場的規(guī)范與繁榮具有重要的意義。
易科泰生態(tài)技術(shù)公司依托多年在反射光及生物熒光高光譜成像技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用研究，推出了FluorTron?多功能高光譜成像分析技術(shù)，該技術(shù)可全面獲取樣品的反射光高光譜及生物自發(fā)光（熒光）高光譜數(shù)據(jù)，具有非接觸、非損傷、高通量、數(shù)字化、可視化的特點。不僅可以在藥 用植物的生長過程、采摘時機與保存方式上實現(xiàn)精 準管理，保證中藥材有效成分蕞大化，同時可以為中藥成品的質(zhì)量與品種鑒定提供決策支持。
左圖為FluorTron?多功能高光譜成像分析系統(tǒng)；右圖為黃芪和甘草分類鑒定結(jié)果，紅色甘草，綠色黃芪（案例由Ecolab光譜成像實驗室提供）
應(yīng)用案例1：FluorTron?熒光高光譜成像技術(shù)快速區(qū)分不同類別黃芪
黃芪作為傳統(tǒng)中藥材，具有補氣固表、利尿排毒、排膿斂瘡等多種功效，在市場上廣受歡迎。北京易科泰公司EcoTech?實驗室的研究人員利用FluorTron?多功能高光譜成像分析系統(tǒng)的UV-MCF功能采集了三種不同來源黃芪的生物熒光，對不同類別樣品的熒光圖像及光譜進行對比分析。
三種不同來源的黃芪，左圖：黃芪樣品及RGB圖；右圖：黃芪UV-MCF熒光成像圖
左圖：不同類別黃芪的熒光光譜曲線；右圖：最大似然分類結(jié)果
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，C類黃芪熒光值明顯高于其他兩類，這可能與其生長年限有關(guān)；A、B類黃芪從肉眼看幾乎一樣，但兩類黃芪在400-500nm之間的熒光光譜有細微差異，因此易科泰實驗室人員基于該波段的熒光光譜數(shù)據(jù)，利用最大似然法對三類黃芪進行分類，結(jié)果顯示良好，說明熒光高光譜成像技術(shù)可以簡單快速的實現(xiàn)中藥材分類。
應(yīng)用案例2：FluorTron?多功能高光譜成像技術(shù)高通量活體檢測銀杏葉黃酮醇含量
黃酮醇是天然抗氧化劑和抗 炎劑，具有活 血化瘀、通絡(luò)止痛、斂肺平喘、化濁降脂等功效，銀杏葉的主要功能成分即為黃酮醇。研究檢測不同生長條件、不同生長狀態(tài)或采集季節(jié)銀杏葉中的黃酮醇含量，對于提高黃酮醇含量具有特別重要的意義。為此，北京易科泰公司EcoTech?實驗室的研究人員利用FluorTron?多功能高光譜成像分析系統(tǒng)，基于反射光譜指數(shù)法（FRI指數(shù)）和多激發(fā)光葉綠素熒光技術(shù)（FLAV黃酮指數(shù)）（Riitta Julkunen等，2014；Viola Muller等，2013），對不同狀態(tài)條件下銀杏葉的黃酮醇含量進行了非損傷活體成像檢測。
結(jié)果表明，陽光照射條件下銀杏葉的黃酮醇含量高于遮陰條件下的銀杏葉，而黃色銀杏葉黃酮醇含量低于綠色銀杏葉和半黃半綠銀杏葉，陽光照射條件下半黃半綠銀杏葉的黃酮醇含量高。這意味著，人們普遍以為的黃色銀杏葉黃酮醇含量高是一種錯覺，采集陽光直射條件下半黃半綠銀杏葉，藥效應(yīng)該好。
從左至右依次為：銀杏葉RGB圖、黃酮反射指數(shù)FRI、黃酮指數(shù)FLAV
表1 不同類別銀杏葉的FRI與FLAV值
向陽-綠 | 向陽-半黃 | 向陽-黃 | 遮蔭-綠 | 遮蔭-半黃 | |
FRI | -2.265 | -1.661 | -1.563 | -2.614 | -2.541 |
FLAV | 1.046 | 1.061 | 0.796 | 0.441 | -- |
銀杏葉的UV-MCF熒光光譜數(shù)據(jù)和反射光光譜數(shù)據(jù)
應(yīng)用案例3：FluorTron?多功能高光譜成像技術(shù)檢測不同來源冬蟲夏草
冬蟲夏草含有多種抗氧化、抗病毒和抗腫瘤的物質(zhì)，能夠有效提高機體的免疫力，在市場上備受青睞，但由于資源有限，市場上存在大量假mao偽劣產(chǎn)品。因此快速準確鑒定蟲草品質(zhì)對于保障消費者用藥安全，規(guī)范市場發(fā)展具有重要意義。
北京易科泰公司EcoTech?實驗室與山東農(nóng)業(yè)大學(xué)開展合作實驗，利用FluorTron?多功能高光譜成像分析系統(tǒng)，對不同來源蟲草樣品進行了非損傷檢測研究。其中11、18、21號蟲草樣品來源于青海果洛州野生資源，41、54、56、58、64來源于青海玉樹州野生資源，67號為市場野生高品質(zhì)蟲草，80、82為市場野生低品質(zhì)蟲草，107、108為人工培植蟲草。
從左至右依次為：冬蟲夏草RGB圖；利用PLS-DA模型對反射高光譜分類的結(jié)果；不同蟲草在500nm處熒光成像圖
不同來源蟲草草部熒光光譜。可以看出，野生資源熒光有460nm和503nm兩個峰值，熒光強度高于人工培植蟲草；高品質(zhì)蟲草（67）熒光強度高于低品質(zhì)（80、82）和人工培植（107、108）蟲草
應(yīng)用案例4：高光譜成像技術(shù)鑒定葛根生長年限
葛根（PTR）富含多種化學(xué)成分，能夠改善心血管疾病、抗 炎鎮(zhèn)痛、保護肝臟，具有很高的經(jīng)濟價值和市場需求。葛根su的含量影響PTR的質(zhì)量和藥 用價值，葛根su含量越高，其質(zhì)量越好，不同生長年限的PTR葛根su含量存在明顯差異，因此確定PTR的生長年限至關(guān)重要。
中醫(yī)科學(xué)院的研究人員使用可見光近紅外（VNIR）和短波紅外（SWIR）傳感器采集葛根的外表面和橫截面信息，并結(jié)合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）模型來識別PTR生長年限，基于葛根外表面的識別準確率達到了90.15%，說明高光譜成像技術(shù)結(jié)合機器學(xué)習方法可以無損、快速、有效的檢測葛根生長年限，該方法也可以應(yīng)用于其他中藥材的生長年份識別和質(zhì)量控制中。
左圖：葛根樣品；右圖：基于VNIR和SWIR的葛根外表面(a,b)和橫截面(c,d)的反射率平均值
利用VNIR與SWIR傳感器數(shù)據(jù)采集葛根外表皮和橫截面數(shù)據(jù)訓(xùn)練的不同模型的最高預(yù)測性能
北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司長期致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康領(lǐng)域儀器的研發(fā)、應(yīng)用與推廣，為中藥材的品質(zhì)檢測、品種鑒定提供quan方位的技術(shù)方案與服務(wù)。如果您有重要的中藥材樣品需要檢測研究，可直接聯(lián)系我們，說明檢測目的、樣品具體情況等，我們將及時給出檢測方案及流程。
