快速无损鉴别材质

2018远东无损检测新技术论坛（以下简称“2018远东论坛”）于2018年7月6日-8日在中国福建厦门国际会展酒店成功举办。此次出席2018远东论坛的代表800余人，参展单位62家。此次无损检测行业盛会，聚光科技（杭州）股份有限公司（以下简称“聚光科技”）下属子公司北京聚光盈安科技有限公司（以下简称“聚光盈安”）携手持合金现场分析明星产品——MiX5系列手持式合金分析仪及手持合金现场分析新秀——日立Vulcan系列手持式激光诱导击穿光谱仪出席。2018远东论坛开幕式现场　　7月6日上午，2018远东论坛开幕式隆重举行，国家市场监管局特种设备监察局领导出席开幕式并在会议现场发表重要讲话，希望无损检测行业能够积极响应中国制造2025的号召，实现智能化检测，智能化管理，推进无损检测快速进入物联网时代。随后，4位国内外著名学者做了精彩的主旨演讲，分别阐释了国内外先进的无损检测技术及发展前景与趋势。　　7月6日下午至8日各个分会场和专场报告紧锣密鼓的开展起来，共设立14个主题分会场和专场，安排学术报告338场。专家、学者及一线企业代表们广开言路，各抒己见，共同探讨先进的检测技术，方案及应用案例，现场气氛热烈，呈现出一场场科研盛宴。国外无损检测专家做精彩演讲聚光盈安展台　　聚光盈安自1995年成立以来，为无损检测领域以服务20余年，始终坚持提供最专业的检测仪器及解决方案，最优质，贴心的售前及售后服务。　　聚光科技MiX5系列手持式合金分析仪采用了世界领先的X荧光分析技术，能快速、精确及无损的分析多种材质。优异的金属分析能力，能在1-2秒钟内判定金属牌号，若延长检测时间即可获得接近实验室级别的分析结果。可轻松实现快速准确分析、大幅降低分析成本、提高检测效率，为无损检测行业的材料鉴别提供优异的解决方案。 聚光科技MiX5系列手持式合金分析仪精彩亮相　　日立Vulcan 系列手持式激光诱导击穿光谱仪采用激光诱导击穿光谱技术 (LIBS)，无需担心X射线的影响。分析速度快无论分析何种合金，都可在一秒内给出分析结果。在测量铝合金时,测量速度甚至比XRF快十倍。日立Vulcan 系列手持式激光诱导击穿光谱仪市作为PMI检测行业的后起之秀。因其极快的检测速度和安全无辐射的特性，引起了行业内的广泛关注。日立Vulcan系列手持式激光诱导击穿光谱仪精彩亮相　　真金不怕火炼，看专家现场亲自检验仪器速度与准确度。 与会专家现场使用日立Vulcan系列检测消防设备

LZ9000FTIR 中药红外量子指纹一致性评价系统中药面临着伟大复兴,回顾历史,开创中药红外量子指纹评价体系,把中药发展为世界性医药文化的主体之一。中药是中华民族几千年文化的瑰宝，有着悠久的历史，经过数千年的医疗实践，中药的安全性、有效性已经得到验证，但是还没有得到国际上的普遍认可，为了使中药走向世界，必须解决质量控制这一关键问题。在现有条件下，采用单一的化学成分分析方法无法适用于成分复杂的中药体系，而要解决这一难题的有效手段就是建立质量控制新方法和新控制模式，加强中药质量评价的科学化与标准化。目前应用现代仪器分析手段，建立于中药整体系统上的光谱量子指纹图谱技术是中药质量一致性评价的新方法。特别FTIR红外光谱测定快速，指纹特征性强，是开展中药原料药物和中成药质量控制的简单易行方法，红外量子指纹使其定性和定量功能产生飞跃，红外量子指纹用于中药一致性评价大有可为。 图1 复方甘草片红外量子指纹图谱 图2 蓉蛾益肾口服液FTIR红外量子指纹图谱（在不同点数合并时红外量子谱） 图3 退热解毒注射液的红外量子指纹图谱（在不同点数合并时红外量子谱）红外量子指纹能鉴别药材质量特征，比如药材的种属、形态、产地和采收期等；再者能对药材重要活性成分进行识别、定性和定量，尤其对能反映中药质量并可作为质量控制的指标成分的定性和定量方便快捷，测试成本低；建立红外量子指纹要进行仪器精密性、方法重复性和样品稳定性的考察，以确保红外量子指纹建立方法的可靠性和建立的红外量子指纹能够反映药材的特征属性；然后要保证所建立的红外光谱量子指纹能有效、全面地反映药材的质量和药效。因为中药具有复杂性特点，所以对于大部分中药材都不能完全地说明其药效成分，在实际工作中往往多针对其中含量较多或特征指标成分定量，而红外光谱能有效地全面地反应各类型化学单键和不饱和化学键的整体信息，因此通过红外量子指纹完全能有效地控制中药整体质量。 【LZ9000FTIR中药红外量子指纹一致性评价系统】通过FTIR红外光谱法原理，对中药红外光谱指纹进行分析测试，把连续光谱量子指纹化属于光谱领域的颠覆性创新技术。为建立中药红外量子指纹图谱提供了大量特征信息数据，通过对其准确分析进行评价可揭示数据背后的质量变异而作为中药的质控依据。因此，该系统作为研究中药红外量子指纹图谱是一种很好的技术工具，它能按照官能团量子指纹特征峰类型对化合物进行官能团分类的定性和定量分析。红外量子指纹适应中药信息质控的要求，也是数字化中药红外量子化的现代中药质量控制模式和一种重要技术工具与强有力的技术载体平台。 产品特点可对中药红外光谱进行量子指纹化的多类型方法的计算分析和评价报告，分析准确，评价数据可以作为中药质量控制的依据。适用于中药原料药物、中间体和中成药质量分析与鉴别。功能全面而强大，可以即刻获得中药红外光谱量子指纹参数信息，并可以导出多种图谱格式。方便的快捷键功能，将主要操作都集中到快捷图标上，使用户能更加快速的上手使用软件，方便用户操作。一种功能可以通过快捷键实现，还可以通过菜单命令实现。有良好的界面以及美观的功能布局，操作简便，多数功能都可以通过点击目标对象，直接跳转菜单栏，使用快捷图标完成操作。是分析中药红外光谱量子指纹的软件。计算与报告模块：包含多种不同的计算分析方法，可以对谱图进行深入的数据信息挖掘，比如中国药典委相似度，主组分参数，系统指纹定量法等等。还可以生成规范化的检验报告单，对文档格式进行自定义修改，对中国药典委相似度、系统指纹定量法等直接生成分析报告。带审计追踪功能，四级用户密码管理，符合国家计算机软件认证要求。本系统测试采用独到的数据采集预览全程监控模式，采集过程一览无余；整机一体化铸模成型，主部件对针定位，无需调整配备智能湿度自动提醒装置，减轻了操作人员对仪器维护的工作量，电子湿度数字直观显示功能，将自动提醒用户更换干燥剂，解决红外使用过程中的隐患硬件实时在线诊断：连续在线监控所有光学部件仪器始终处于良好工作状态，测量谱图准确可靠。硬件实时在线诊断：连续在线监控所有光学部件良好工作状态，软件H2O/CO2自动补偿软件，自动除去空气中水和二氧化碳采用进口高能量、高效率、长寿命光源国内独特带自动休眠功能，提高光源寿命 密封干燥的光学仓，特殊处理的防潮窗口设计，可以有效抵御外部溶剂和水汽；分腔式设计，保证各腔体不相互影响，保证腔体密封干燥；国内独特配置湿度软件自动数字显示装置，自动提醒更换干燥剂 产品应用国家要求仿制与原研药须杂质谱一致、稳定性一致、体内外溶出规律一致。中药物质基础复杂、多数组分尚未明确，所以中药一致性评价有其特殊性，应该从整体角度控制不失为一种全面可行的策略。中药红外光谱量子指纹图谱是实现从整体角度上鉴别中药真实性、评价质量一致性和产品稳定性的可行模式，可用于中药质量一致性评价，同时对单个或局部量子指纹可进行针对性区间定量分析。 LZ9000FTIR中药红外量子指纹一致性评价系统为中药质量控制提供了强有力的工具，同时也为我国的中药现代化建设奠定了光谱量子化控制的基础，因此中药红外光谱量子指纹控制是中药现代化的突破技术之一。中药材和中成药的生产质量管理，就是从中药材的栽培到饮片、中药材的生产质量，以及中成药生产都要按照指纹图谱技术进行全面质量控制。它在中药工业生产上的应用，解决了中药现代化的关键技术。天津能谱推出的中药红外量子指纹一致性评价系统具备中药指纹图谱的分析技术要求，具有广泛的应用前景和实用化高效的可靠的评价结果。

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