基于近紅外光譜技術(shù)的中藥生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-20 08:31
目前,我國(guó)中藥生產(chǎn)正處于從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)開(kāi)發(fā)到中藥工業(yè)數(shù)字化、智能化建設(shè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)階段。中藥生產(chǎn)過(guò)程存在原藥材質(zhì)量波動(dòng)大、生產(chǎn)模式比較粗獷、檢驗(yàn)滯后于生產(chǎn)等問(wèn)題,缺乏有效的質(zhì)量控制方法和在線檢測(cè)手段,無(wú)法科學(xué)有效地保證中藥產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定均一性,嚴(yán)重阻礙了中藥走向國(guó)際化、現(xiàn)代化舞臺(tái)的進(jìn)程。近紅外光譜技術(shù)(NIRS)作為一種高新分析技術(shù),具有分析速度快、測(cè)量重復(fù)性好、分析成本低、不破壞樣本、樣本無(wú)需預(yù)處理、方便實(shí)施在線分析等特點(diǎn),可以真正實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),增強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵工藝的理解,確保制藥全程平穩(wěn)受控,從而生產(chǎn)出質(zhì)量一致的產(chǎn)品。針對(duì)目前中藥質(zhì)量控制水平較為有限的狀況,本文將NIRS引入到中藥制藥領(lǐng)域,全面探討了 NIRS結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法以及統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制技術(shù)(SPC)在中藥生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制中的應(yīng)用,發(fā)展了一種適用于中藥生產(chǎn)過(guò)程各環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)分析和過(guò)程監(jiān)控的工具。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:1.以白芍近紅外(NIR)定量分析方法為研究對(duì)象,對(duì)其可靠性予以嚴(yán)格驗(yàn)證。借鑒國(guó)際協(xié)調(diào)會(huì)議和美國(guó)食品藥品管理局認(rèn)可的分析方法評(píng)價(jià)體系,對(duì)中藥復(fù)雜體系NIRS進(jìn)行方法學(xué)驗(yàn)證,包括專(zhuān)屬性、線性、準(zhǔn)確性、重復(fù)性、中間...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:167 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【圖文】:
圖1.1?NIR光譜范圍??Fig.?1.1?NIR?spectral?range??
?\?O-H?2nd?ovmoivc??HL?g〇〇?C-H?3rd?overtomt??圖1.1?NIR光譜范圍??Fig.?1.1?NIR?spectral?range??NIR光譜分析技術(shù)由硬件、軟件和模型三個(gè)因素組成。硬件是指光譜儀器,??用于測(cè)定樣品光譜譜圖;軟件用于光譜實(shí)時(shí)采集和化學(xué)計(jì)量學(xué)分析;校正模型用??于關(guān)聯(lián)光譜和目標(biāo)化合物,在NIR光譜分析中處于核心地位I151。NIR光譜儀-??般由光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、電子系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等部分組成,其中,光學(xué)系統(tǒng)??處于核心地位,主要包含光源、測(cè)樣附件、分光器和檢測(cè)器等部分。根據(jù)分光器??不同,NIR光譜儀可分為濾光片型、光柵掃描型、發(fā)光二極管型、聲光可調(diào)濾光??器型和傅里葉變換型等類(lèi)型。樣品的形狀、物態(tài)各式各樣,需要采用不同的測(cè)量??方式采集光譜,具體可分為透射式、漫反射式、漫透射3種(圖1.2)。透射式的??測(cè)量附件包含比色皿、流通池和透射探頭
網(wǎng)絡(luò)中最具代表性的一種網(wǎng)絡(luò)模型。BPNN的主要特點(diǎn)是信號(hào)前向傳遞,??傳播|8G],其具有良好的非線性映射逼近能力和預(yù)測(cè)能力,而且易于實(shí)??,BPNN近年來(lái)在NIR光譜模式識(shí)別中得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。??個(gè)有監(jiān)督式的學(xué)習(xí)算法中,輸入變量和相應(yīng)的目標(biāo)變量用來(lái)持續(xù)訓(xùn)練一??直到其達(dá)到結(jié)束條件,如最大迭代次數(shù)及最小誤差[81]?■圖丨.3顯示了??拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。BPNN?—般包含3個(gè)不同層,分別是輸入層、隱含層和輸出??層次包含一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)元(節(jié)點(diǎn)),神經(jīng)元是對(duì)生物神經(jīng)元的簡(jiǎn)化和??特性在某種程度上決定了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的總體特性。同層中的神經(jīng)元具有相??性轉(zhuǎn)換函數(shù),不同層的神經(jīng)元可能具有相同或不同的非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)。??入層輸入,經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理,并施以權(quán)重傳輸?shù)诫[含層,隱含層經(jīng)權(quán)值閾??,傳輸?shù)捷敵鰧,輸出層給出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值,并與期望值進(jìn)行比較,??差,則從輸出層反向傳播誤差,進(jìn)行權(quán)值閾值的調(diào)整,使網(wǎng)絡(luò)輸出逐漸??出一致。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]近紅外光譜法測(cè)定不同產(chǎn)地獨(dú)活中蛇床子素和二氫歐山芹醇當(dāng)歸酸酯含量[J]. 戰(zhàn)皓,方婧,楊濱,付梅紅,柳夢(mèng)婷,李化,王祝舉,唐力英,吳宏偉,楊嵐,張東. 光譜學(xué)與光譜分析. 2017(04)
[2]近紅外光譜法同時(shí)快速鑒別3種麻黃藥材品種[J]. 羅陽(yáng),曹麗亞,鐘瀟驍,范琦. 藥物分析雜志. 2017(02)
[3]近紅外光譜應(yīng)用于中藥質(zhì)量控制及生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控的研究進(jìn)展[J]. 李文龍,瞿海斌. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版). 2017(01)
[4]丁香揮發(fā)油理化性質(zhì)、提取工藝參數(shù)與其芳香水穩(wěn)定性的相關(guān)性研究[J]. 張小飛,萬(wàn)娜,王學(xué)成,馮玲玲,曾麗華,伍振峰,楊明,曹遠(yuǎn)東,羅云. 中草藥. 2016(22)
[5]引進(jìn)近紅外技術(shù)用于中藥材品質(zhì)的快速評(píng)價(jià)[J]. 白鋼,丁國(guó)鈺,侯媛媛,姜民,高潔. 中國(guó)中藥雜志. 2016(19)
[6]藥品近紅外光譜通用性定量模型評(píng)價(jià)參數(shù)的選擇[J]. 馮艷春,張琪,胡昌勤. 光譜學(xué)與光譜分析. 2016(08)
[7]近紅外光譜分析技術(shù)在藥物質(zhì)量分析中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 李真,周立紅,葉正良,楊功俊. 藥物評(píng)價(jià)研究. 2016(04)
[8]應(yīng)用統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制技術(shù)研究建立青蒿金銀花醇沉過(guò)程中實(shí)時(shí)放行標(biāo)準(zhǔn)[J]. 王永香,李淼,米慧娟,鄭偉然,吳云,畢宇安,王振中,蕭偉. 中草藥. 2016(09)
[9]藥物粉末混合過(guò)程在線監(jiān)控技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 薛忠,徐冰,張志強(qiáng),史新元,付靜,杜新剛,喬延江. 中國(guó)藥學(xué)雜志. 2016(02)
[10]近紅外光譜技術(shù)結(jié)合粒子群最小二乘支持向量機(jī)算法在山茱萸藥材質(zhì)量控制中的應(yīng)用研究[J]. 劉雪松,孫芬芳,金葉,吳永江,谷陟欣,朱麗,顏冬蘭. 藥學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)
博士論文
[1]丹參注射劑生產(chǎn)全程質(zhì)量控制技術(shù)研究[D]. 黃紅霞.浙江大學(xué) 2013
[2]基于過(guò)程分析技術(shù)和化學(xué)計(jì)量學(xué)的中藥生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制方法研究[D]. 金葉.浙江大學(xué) 2013
[3]基于支持向量機(jī)的時(shí)間序列組合預(yù)測(cè)模型[D]. 向昌盛.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]銀杏葉提取和層析過(guò)程在線質(zhì)量控制方法研究[D]. 陳厚柳.浙江大學(xué) 2015
[2]中藥提取過(guò)程在線NIR分析平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與適用性研究[D]. 隋丞琳.北京中醫(yī)藥大學(xué) 2013
[3]近紅外光譜技術(shù)在熊膽粉制藥過(guò)程質(zhì)量控制中的應(yīng)用[D]. 程志偉.浙江大學(xué) 2013
[4]近紅外光譜技術(shù)在中藥生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量分析中的應(yīng)用研究[D]. 劉全.浙江大學(xué) 2004
本文編號(hào):2988729
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:167 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【圖文】:
圖1.1?NIR光譜范圍??Fig.?1.1?NIR?spectral?range??
?\?O-H?2nd?ovmoivc??HL?g〇〇?C-H?3rd?overtomt??圖1.1?NIR光譜范圍??Fig.?1.1?NIR?spectral?range??NIR光譜分析技術(shù)由硬件、軟件和模型三個(gè)因素組成。硬件是指光譜儀器,??用于測(cè)定樣品光譜譜圖;軟件用于光譜實(shí)時(shí)采集和化學(xué)計(jì)量學(xué)分析;校正模型用??于關(guān)聯(lián)光譜和目標(biāo)化合物,在NIR光譜分析中處于核心地位I151。NIR光譜儀-??般由光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、電子系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等部分組成,其中,光學(xué)系統(tǒng)??處于核心地位,主要包含光源、測(cè)樣附件、分光器和檢測(cè)器等部分。根據(jù)分光器??不同,NIR光譜儀可分為濾光片型、光柵掃描型、發(fā)光二極管型、聲光可調(diào)濾光??器型和傅里葉變換型等類(lèi)型。樣品的形狀、物態(tài)各式各樣,需要采用不同的測(cè)量??方式采集光譜,具體可分為透射式、漫反射式、漫透射3種(圖1.2)。透射式的??測(cè)量附件包含比色皿、流通池和透射探頭
網(wǎng)絡(luò)中最具代表性的一種網(wǎng)絡(luò)模型。BPNN的主要特點(diǎn)是信號(hào)前向傳遞,??傳播|8G],其具有良好的非線性映射逼近能力和預(yù)測(cè)能力,而且易于實(shí)??,BPNN近年來(lái)在NIR光譜模式識(shí)別中得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。??個(gè)有監(jiān)督式的學(xué)習(xí)算法中,輸入變量和相應(yīng)的目標(biāo)變量用來(lái)持續(xù)訓(xùn)練一??直到其達(dá)到結(jié)束條件,如最大迭代次數(shù)及最小誤差[81]?■圖丨.3顯示了??拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。BPNN?—般包含3個(gè)不同層,分別是輸入層、隱含層和輸出??層次包含一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)元(節(jié)點(diǎn)),神經(jīng)元是對(duì)生物神經(jīng)元的簡(jiǎn)化和??特性在某種程度上決定了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的總體特性。同層中的神經(jīng)元具有相??性轉(zhuǎn)換函數(shù),不同層的神經(jīng)元可能具有相同或不同的非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)。??入層輸入,經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理,并施以權(quán)重傳輸?shù)诫[含層,隱含層經(jīng)權(quán)值閾??,傳輸?shù)捷敵鰧,輸出層給出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值,并與期望值進(jìn)行比較,??差,則從輸出層反向傳播誤差,進(jìn)行權(quán)值閾值的調(diào)整,使網(wǎng)絡(luò)輸出逐漸??出一致。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]近紅外光譜法測(cè)定不同產(chǎn)地獨(dú)活中蛇床子素和二氫歐山芹醇當(dāng)歸酸酯含量[J]. 戰(zhàn)皓,方婧,楊濱,付梅紅,柳夢(mèng)婷,李化,王祝舉,唐力英,吳宏偉,楊嵐,張東. 光譜學(xué)與光譜分析. 2017(04)
[2]近紅外光譜法同時(shí)快速鑒別3種麻黃藥材品種[J]. 羅陽(yáng),曹麗亞,鐘瀟驍,范琦. 藥物分析雜志. 2017(02)
[3]近紅外光譜應(yīng)用于中藥質(zhì)量控制及生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控的研究進(jìn)展[J]. 李文龍,瞿海斌. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版). 2017(01)
[4]丁香揮發(fā)油理化性質(zhì)、提取工藝參數(shù)與其芳香水穩(wěn)定性的相關(guān)性研究[J]. 張小飛,萬(wàn)娜,王學(xué)成,馮玲玲,曾麗華,伍振峰,楊明,曹遠(yuǎn)東,羅云. 中草藥. 2016(22)
[5]引進(jìn)近紅外技術(shù)用于中藥材品質(zhì)的快速評(píng)價(jià)[J]. 白鋼,丁國(guó)鈺,侯媛媛,姜民,高潔. 中國(guó)中藥雜志. 2016(19)
[6]藥品近紅外光譜通用性定量模型評(píng)價(jià)參數(shù)的選擇[J]. 馮艷春,張琪,胡昌勤. 光譜學(xué)與光譜分析. 2016(08)
[7]近紅外光譜分析技術(shù)在藥物質(zhì)量分析中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 李真,周立紅,葉正良,楊功俊. 藥物評(píng)價(jià)研究. 2016(04)
[8]應(yīng)用統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制技術(shù)研究建立青蒿金銀花醇沉過(guò)程中實(shí)時(shí)放行標(biāo)準(zhǔn)[J]. 王永香,李淼,米慧娟,鄭偉然,吳云,畢宇安,王振中,蕭偉. 中草藥. 2016(09)
[9]藥物粉末混合過(guò)程在線監(jiān)控技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 薛忠,徐冰,張志強(qiáng),史新元,付靜,杜新剛,喬延江. 中國(guó)藥學(xué)雜志. 2016(02)
[10]近紅外光譜技術(shù)結(jié)合粒子群最小二乘支持向量機(jī)算法在山茱萸藥材質(zhì)量控制中的應(yīng)用研究[J]. 劉雪松,孫芬芳,金葉,吳永江,谷陟欣,朱麗,顏冬蘭. 藥學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)
博士論文
[1]丹參注射劑生產(chǎn)全程質(zhì)量控制技術(shù)研究[D]. 黃紅霞.浙江大學(xué) 2013
[2]基于過(guò)程分析技術(shù)和化學(xué)計(jì)量學(xué)的中藥生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制方法研究[D]. 金葉.浙江大學(xué) 2013
[3]基于支持向量機(jī)的時(shí)間序列組合預(yù)測(cè)模型[D]. 向昌盛.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]銀杏葉提取和層析過(guò)程在線質(zhì)量控制方法研究[D]. 陳厚柳.浙江大學(xué) 2015
[2]中藥提取過(guò)程在線NIR分析平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與適用性研究[D]. 隋丞琳.北京中醫(yī)藥大學(xué) 2013
[3]近紅外光譜技術(shù)在熊膽粉制藥過(guò)程質(zhì)量控制中的應(yīng)用[D]. 程志偉.浙江大學(xué) 2013
[4]近紅外光譜技術(shù)在中藥生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量分析中的應(yīng)用研究[D]. 劉全.浙江大學(xué) 2004
本文編號(hào):2988729
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