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拉曼光谱快速鉴别品牌药与仿制药的研究

发表时间:2016-07-11 10:49来源:仪器信息网网址:http://bbs.instrument.com.cn/topic/5956974

1 引言
  近些年来,拉曼光谱以其快速、简便、无损、灵敏及无需样本前处理的优势而备受人们的亲赖,尤其是结合化学计量学方法已广泛应用于食品分析、考古及药品快检领域等。本文采用随机森林(Random forests, RF),通过对卡托普利片1个品牌药厂家与6个仿制药厂家,进行判别分析研究,以区分这7个厂家的药品光谱差异情况。结果发现,通过不断优化RF的两个关键参数可使品牌药与仿制药厂家完全区分开来。为拉曼光谱分析技术高效的用于药品快检领域提供了有力支撑。

2 实验及方法
2.1 实验仪器
  便携式拉曼光谱仪i-Raman(B&WTek USA),采用BRM-785光源,TE致冷CCD检测器,采样激发波长:785nm;光速直径:2 nm;光谱分辨率:3.5 cm-1;光谱范围:200 ~ 2700 cm-1

2.2 样品来源
 7个厂家常见市售降压药同一规格25 mg不同批次的卡托普利片共49个,拉曼光谱如图1所示。编号为1:1~10(仿制药), 2:11~20(仿制药), 3:21~24(品牌药), 4:25~28(仿制药), 5:29~36(仿制药), 6:37~41(仿制药), 7:42~49(仿制药)各来自同一厂家,所用药品均由上海市药检所提供(厂家及批次信息略)

3 结果
  本文选择包含了丰富的指纹区及基因信息的常用波段200~1800 cm-1作为后续的分析用, 经过一系列光宇预处理方法后,发现主成分分析(PCA)不能很好的将这几个厂家生产的同一种药品分开,即不能区分品牌药和仿制药厂家,结果如图2所示:

  而经过优化参数后的随机森林方法,可以很好的将将品牌药和仿制药分开,且各厂家的药品之间内聚度较好,达到了区分的目的。结果如图3 所示:

4 结论

 PCA 和 RF都可以通过提取样本中某些特征变量来进行判别分析,但对本文而言,利用无监督的PCA对品牌药和仿制药的分类结果不太让人信服,不能真实反映不同厂家药品之间的差异性,从而无法将品牌药与仿制药分开。而无监督的RF可以获得良好的分类结果,尤其是在优化参数后,利用有监督的类别标签信息,可以很好的将将品牌药和仿制药分开,且各厂家的药品之间内聚度较好,也间接反映出各厂家的生产工艺的差异性,这样的分类结果更让人满意。随着RF在理论和方法上都越来越成熟时,RF将会凭其强大的优势推动拉曼光谱在药品快检领域的普及,为拉曼光谱快速、准确、高效的用于药品的初步筛选奠定良好基础。
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