快速放识别仪

中药鉴定是中药学中的一个关键学科，它在鉴别中药品种、评价中药品质等方面有着不可替代的作用。随着新技术的引入和多学科的交叉发展，中药鉴定学已经走出了外观鉴别、显微鉴别、理化鉴别等老方法的局限，发展出了众多新技术方法，为制定中药现代化标准和中药品质评价提供了有力的工具。红外指纹图谱法就是其中的一种。　　近日，本网（以下简称：Instrument）专门走访了清华大学，就利用红外光谱“指纹”快速识别中药的有关问题采访了清华大学分析测试中心副主任孙素琴教授（以下简称：孙）。　　Instrument：孙教授，您好！首先，能否请您谈谈为何采用红外光谱“指纹”图谱法来进行中药鉴定的？　　孙：好的。许多的现代仪器分析鉴别和质量控制方法如色谱法、质谱法和生物DNA技术的应用等，促进了中药质量研究的发展，但是，仍存在许多困难和不足。色谱法（TLC、GC和HPLC）不仅需要事先破坏试样或对其进行分离提取，从而失去了其原本性与配伍性等，更需要以标准品为参照进行鉴别和测定，面对中药这种复杂的混合物体系，存在着主要的问题，一个是目前并没有确定中药中所有的有效成分，其次要找到所含各种化学成分的标准品也是很困难的，而且由于在许多情况下分析前要对试样预处理，掺入了人为因素，重现性令人不太满意；另外由于只有部分物质具有紫外吸收，况且其指纹性远不如红外，所以紫外光谱分析法不能做到对中药进行全组分的测定，这些方面都限制了其它分析方法的广泛使用。当务之急是急需建立一种快速、有效、方便易行的质量控制方法。　　我们所提出的宏观指纹鉴定法作为红外光谱分析法可以对中药材进行快速无损鉴别及质量控制。此鉴别方法有别于其他分析方法的优点是：①.更具直接；②.快速；③.不破坏样品的原性质等特点；④.重现性很好；⑤.仪器相对便宜；⑥.方法较易掌握，普适性强；⑦.可数字化，更具科学性和便于管理；⑧.更符合中医中药的医治原则。　　Instrument：但是常规的红外光谱法在较长时期内却没能在中药质量控制和管理中发挥其应有的作用，您是如何看待和解决这一问题的？　　孙：红外光谱是反映分子中所含基团的特征振动形式的。对于单一组分，人们通常利用这些特征频率来推断分子内的基团，进而推测、判断和鉴定化合物，这是比较容易进行的，同时，人们还是利用了红外整体谱形一起来判定的。不过，迄今为止，人们过分地重视和习惯于以局部分子片断来推断分子总体，忽略了难以描述清楚的整体行为来判定。对于几个组分体系已不便于进行分析和推断了，因此很少有人用红外光谱来确定混合物的，对于中药这一极其复杂的混合物体系而言更是如此！尽管也有人采用红外光谱法进行中药的鉴别研究，其思路是将中药进行分离提取后对不同提取部分进行红外测定。但是，众所周知，中药讲究“君臣佐使，生克乘诲”，只有对中药进行全组分测定，宏观的整体分析，才能不破坏它的原本性、配伍性。单一组分分子振动光谱中的峰位、峰形、峰强度代表着体系中所含相应各种基团的微观指纹，其全谱便是它的宏观指纹。一个混合物的谱则是其所含各种成分的叠加谱，构成谱图的宏观“指纹”性，显然它是寓于单组分的微观指纹的基础之上的。它貌似“简单”，却具有丰富的内涵。因此我们坚信利用这样的宏观指纹性在当今计算机的时代是可以用来鉴定、鉴别复杂体系的！尽管中药的红外光谱组成极为复杂，谱峰重叠较为严重，但采用计算机辅助解析技术和数学（如高阶导数或二维相关光谱技术等）相结合，便可增强谱图的“指纹”特征，从而达到分类鉴别的目的。在凭借中药的宏观“指纹”特征的同时，将数学、计算机、分析化学、中医学和中药学等学科渗透进来，融合在一起，实现优势互补。我们创立了红外宏观指纹鉴定法是可以使红外光谱法在中药的鉴定与质量控制和管理中发挥非常强有力的作用的。这一点已为我们所承担的国家中医药管理局的重大科技专项“中药材光谱法快速检测系统的研究”通过验收所证实。　　目前，我们正在承担科技部国家重大科技专项“重要技术标准研究”课题“食品中药与天然药物有效成分检测技术研究”建立中药红外光谱筛选方法，并申报国家标准。国家标准方法《中药筛选红外光谱方法通则》已起草完毕，进入征求意见阶段，预计2004－2005年实施。　　Instrument：就红外光谱“指纹”而言，中药鉴别相对于西药鉴别有哪些区别和难点？　　孙：由于西药是单一组分的物质，其红外光谱“指纹”特征性可视为该单分子的微观行为，比较简单，大体上是可以从红外理论来分析预言的，比较容易指认和辨认。以红外光谱具有的“指纹”特性作为西药鉴定的依据，是各国药典多年以来共同采用的方法。中药材、中药饮片和中成药本身都是远比西药复杂得多得多的混合物体系，谱图解析的困难，使常规红外光谱法在较长时间内未能在中药质量控制和管理中发挥其应有的作用。中药的特殊性就要求我们在解析其红外光谱图时，既要结合以往的解析经验，又要突破传统的分析思路，因此我们在重视微观指纹性的同时更注重其宏观指纹性，进行谱图的宏观整体解析。这一点是至今没有人敢想敢做的。　　另外，充分利用与其它学科之间的相互渗透，也使得我们的红外宏观指纹图谱法大放异彩，它不仅能得到中药的数字化的描述，而且它与中医紧密配合，使它迅速进入实用阶段。当然，如何建立起中药的宏观指纹特征性也是我们的难点。　　Instrument：那么，红外光谱“指纹”在中药鉴定过程中具体能完成哪些任务呢？　　孙：经我们研究表明，主要有如下几种用途：中药材及其制剂的真伪鉴定；野生和栽培药材的聚类分析和识别；药材品种的分类与鉴定；判定辅料的用量；制药工艺的稳定性检查等。我们知道，因中药材成分复杂，且生长环境(如地质、气候条件和地形等)、栽培期不同，其功效也有明显区别，如：野生和栽培丹参从外观形态不易辨认，但对比两者的中红外和远红外谱，则能很好地将两者区分开来；另外，通过比较产品的二维相关红外光谱图，还可推断产品在生产过程中是否发生氧化，从而监控生产过程和生产工艺。　　Instrument：能谈谈您的实验室在利用红外光谱“指纹”进行中药识别方面所取得的理论和应用方面的进展吗？　　孙：目前红外光谱“指纹”识别中药在理论方面的最大进展是从“微观”指纹法鉴定发展到“宏观”指纹法鉴定。也就是说，我们不仅可以利用红外光谱本身，可以利用其导数谱等静态谱的各种信息外，还可以利用对体系引入可能导致影响其红外微观行为的各种外界微扰而呈现的动态谱的更广泛、更新的有用的信息；同时，还可以借助于数学和计算机技术等一起对图谱进行整体考察，即构成了识别中药的现代红外光谱技术。　　目前我们已提出了红外光谱的“三级鉴定”法。它利用了一维红外光谱、二阶导数谱和二维相关红外光谱。差异性较大的不同种药材仅需要一般的红外图谱就能够简单地做出判定，我们称其为一级鉴定。当药品的差异性较小，用普通的一维红外图谱显示不出它们的差异性，我们可以采用导数光谱对其进行特征提取，在中药分析中常用的导数光谱为二阶导数谱，这是因为在二阶导数谱中半峰宽只有原谱的1/3左右，大大提高了谱图的分辨率。采用红外光谱图和二阶导数谱图相结合，称其为二级鉴定。至于四阶导数谱的半峰宽更窄，谱图的分辨率更高于二阶导数谱，但它对原谱的质量要求更高，且噪音的影响较大，所以通常不便使用。在当红外光谱和二阶导数图谱差异性较小而不足以作判断时，则可凭借二维相关红外光谱加以判定，称为三级鉴定。目前我们暂且选用了热微扰来得到药材的二维相关谱。　　至此，我们已经利用这三种手段相互结合、互相映证，对不同种的中药材300种进行了鉴定，其中包括了中药材的真伪、产地鉴别4种、保健品 5种、配方颗粒430种和中药注射剂10种的质量控制以及跟踪中药10种炮制过程的物理化学变化等等方面都得到了广泛应用。目前，我们的红外光谱技术已经应用于首创大地药业有限公司和培力药业有限公司的实际生产中，用于控制药材原料、中间品和产品的质量。　　尽管我们已提出了中药宏观指纹的三级鉴定方法并相应作了大量的分析、归纳的工作，但仍有大量的工作需要仔细研究并加以推广。　　Instrument：您认为该项目下一步急需开展的工作是什么？　　孙：我们认为在这个方面还有极其大量的工作要做，既要做深，还要做广。当前急需要开展的工作有以下几点：　　1. 尽快建立起“中药材红外光谱数据库”：自然界的中药材是成千上万，我们目前所做的药材仅仅占据了非常小的一部分，我们想大量采集不同种的中药材，包括同科同属不同种不同生态环境和真伪药材等，然后通过规范化的检测条件，包括实验室条件、样品制备要求和仪器参数设置等，获得各种药材的标准谱图，尽快建立起“中药材红外光谱数据库”； 　　2. 尽快确定中药制剂的红外对照参考图谱：包括配方颗粒、中药注射剂和保健品等的红外对照参考图谱，用于识别真伪优劣和质量稳定性控制；　　3. 中药炮制学的红外研究：中药炮制是影响中药用药疗效的关键所在，我们想通过做不同的炮制品，来追踪炮制过程的物理化学变化，为传统的炮制标准提供一个科学客观的理论依据和评价体系；　　4. 红外光谱技术与标准谱图逐渐纳入国家药典：希望我们的红外光谱技术能够成为一项中药质量控制和管理的标准方法，逐渐将中药的红外标准光谱纳入国家药典。更广泛地应用于生产实际，加快我国中药现代化、国际化和标准化的步伐！为弘扬与发展我国中医学、中药学贡献一份力量！　　整个采访过程中，孙教授笑称搞了五年的中药鉴定，自己从对中药一窍不通，到现在也快成中药专家了，谈起红外光谱分析来更是如数家珍，特别是孙教授的忧患意识，令人肃然起敬。从FDA到COS，中国的制药企业战战兢兢地应付着各种不同的规则，而对规则的制定却没有半点发言权。“西药”，也许我们无能为力，但“中药”是中华民族的瑰宝，沉淀了华夏神州千年文化的底蕴，我们没有理由放弃而把规则的制定权再次拱手让与他人，“中药”— 这一古老的中国文化在走向世界的漫漫征程中，中国人的声音理应得到世界的尊重。 　　联系方法：　　北京100084 清华大学化学系 孙素琴 邮编：100084　　电话010-62781689 传真010-62770327 　　E-mail：sunsq@chem.tsinghua.edu.cn

HRS-5A是一款专业的手持式物质识别仪，体积小、重量轻，具有强大的云端开发，管理和计算功能。采用拉曼光谱技术作为无损检测手段。设备可以进行易制毒化学品、易燃易爆危险品、剧毒物质、珠宝玉石、药品API、普通化学品的无损检测，操作简单，识别快速准确。产品功能自建库：用户可根据需求自建模型库，并通过云端同步至其他设备上使用标准库：可选违禁品，危化品，矿物珠宝，工业化学品等标准物质库激光功率可调节：用户可自行设定激光功率0-500mW用户管理：操作软件带有权限管理，可分级指定用户权限混合物识别：可以识别混合物的组成成分云平台：支持设备管理， 远程升级，模型同步，在线报告，云计算等可快速更换电池，电池可独立充电，可拓展长寿命电池可更换SIM卡设计，支持4G网络（可选）产品优势高灵敏度，高质量光谱体积小，重量轻可调节探头，适配不同包装友好易用的用户界面远程管理设备和维护数据，方便快捷智能算法，适应不同类型样品，识别快速准确可靠的安全辅助功能应用领域缉毒安检制药工业品控消防危化品检查邮件/快递检查食品安全科研筛选 设备管理 远程设备管理，每个终端分配到不同组织组织，组织之间相互独立，在不同应用场景实现设备优化和云端控制，实现了专机专用和统一设置。云计算 将终端获取的光谱信息发送至更强大的计算中心，通过智能算法处理数据，轻松实现复杂样 品的解析和鉴别，彻底打通了终端硬件和数据库容量计算瓶颈。使用监控 终端开关机及状态云监控，便于后台及时了解设备状态及使用情况，可用于快速分配资源和异常处理，缩短了应对突发状况的时间周期。物质库管理 拉曼数据库的建立，审核，管理和下发，实现终端数据库在线更新，解决终端使用过程中，数据库老旧而发生的误判或漏判问题。在线升级 系统固件在线升级，随设备发展升级新算法和功能，保证设备鉴定鉴别能力和使用功能始终保持先进。检测记录 云端记录并备份终端的检测结果，包含光谱数据，测试参数和地理信息，保证了数据的安全性，可复现性及可追溯性，并提供可以在线查看的检测报告。用户管理云平台自身具有操作者及使用者权限控制，适应不同组织的组织架构及数据安全的要求。参数外形尺寸180*85*30mm（不含探头伸出部分）重量550g光谱范围200~3200cm-1光谱分辨率15cm-1典型值激发波长785±0.5nm，线宽＜0.1nm激光功率0~500mW连续可调算法多级匹配算法，荧光消解算法，混合物算法触摸屏1920*1080 全高清电容屏物理按键一键测试键，开关机，返回拍摄功能1300万像素，高清摄像头定位GPS/北斗/GLONASS定位，WiFi/4G网络定位网络Wi-Fi，4G操作系统Android智能终端检测距离可无级调节，0.5-7.5mm工作温度-10~50℃存储温度-20-60℃工作湿度小于等于90%（无冷凝）电源适配器输入120~220V AC；输出5V 1A DC电源接口Micro USB电池可更换锂电池╳2节，可独立充电连续工作时间≥3.5小时长寿命电池（可选），连续工作时间≥12小时本地存储数据量1000000条记录采样附件集成可变距探头；小样品适配帽，校准帽多功能液体样品探头（可选）创新点：可更换电池，实现独立充电；云平台管理，实时上传测试数据

8月10日，武汉光电工研院孵化企业量准实业有限公司自主研发的又一批新冠检测产品运往摩洛哥，这是量准今年第五次向该国出口新冠检测产品。这批检测产品可在15分钟内，快速精准识别德尔塔变异毒株。　　今年初获多笔海外订单以来，量准公司相关产品远销摩洛哥及斯里兰卡市场，其新冠检测整体检测方案已帮助当地完成近百万人新冠病毒检测及抗体筛查。　　7月底，量准公司自主研发的高通量新冠抗原检测产品，通过国家药监局广东医疗器械检验所检验。　　检验报告显示，量准新冠抗原检测试剂盒的特异性和灵敏度均接近100%，检测下限浓度达到23.4TCID50/mL级别。15分钟内，可实现高通量德尔塔变种新冠病毒检测，并完成对无症状感染者的快速筛查。　　“我们已将Nano SPR技术成功应用在新冠检测领域，基于新一代Nano SPR芯片的检测产品，可从多个维度收集信号数据，把信号放大千倍以上，获得更高的检测灵敏度和更低的分子浓度检测下限，在科研和临床市场都取得了良好反馈。”量准公司相关负责人表示。　　据介绍，量准公司长期致力于全球领先的生物芯片微测技术研发。新冠疫情暴发以来，该公司响应国家号召开展科技抗疫攻坚，先后研发生产出多款新冠抗原/抗体检测产品，所做工作和努力得到国家科技部认可。　　今年初，量准在海外市场进行大量临床比对实验。采用Nano SPR与ELISA检测139例临床样本，通过X2检验分析，两种方法的检测结果没有差异。并运用Nano SPR可在15分钟左右完成检测，而完成传统的ELISA检测需要2个多小时。　　临床实验表明，量准Nano SPR与常规检测方法相比具有灵敏度高、特异性高、检出率高、阴/阳性符合率高的优势。　　截至今年5月，量准已有4款新冠产品取得CE认证，并进入商务部防疫物资出口白名单。该公司另一款核心产品SARS-CoV-2中和抗体检测试剂盒先后在武汉协和医院、湖北疾控中心、复旦大学实验室等国内多家医疗机构开展临床测试，结果喜人，现已远销摩洛哥等多国。　　“科技战疫，湖北马力全开，量准是代表之一。”湖北省科技厅成果与区域处处长陈自才说，孵化器是创新资源高地，也是“根技术”培育沃土，湖北拥有国家级科技企业孵化器63家、国家级众创空间61家，借助完善的全链条科技创业服务体系，一批高水平自主研发的抗疫产品不断涌现，为一线战疫提供强有力的科技支撑。　　“现阶段，正在针对国内多地新冠疫情源头——德尔塔变异毒株开展集中攻关。”量准公司相关负责人介绍，德尔塔变异毒株在抗原结构上变化并不大，因此在核酸层面进行特异性识别是区分毒株的关键。　　该负责人表示，目前，他们正在研发相关常温核酸识别扩增放大系统，借助于Nano SPR的信号放大平台，较短时间的核酸扩增即可被芯片系统放大识别。