中國(guó)高光譜成像在中藥領(lǐng)域的應(yīng)用前景-萊森光學(xué)

中醫(yī)藥是中華民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的瑰寶，中藥材是中醫(yī)藥事業(yè)繼承和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的戰(zhàn)略性資源。近年來(lái)中藥材質(zhì)量控制問(wèn)題也成為中藥實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化以及國(guó)際化的關(guān)鍵，從中藥材種源、采收加工、病蟲害防治、有效成分檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)都需要科學(xué)嚴(yán)格的把關(guān)。高光譜成像技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，它結(jié)合了圖像信息和光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可同時(shí)獲取物體內(nèi)外部品質(zhì)信息和空間信息，具有高效、客觀、準(zhǔn)確和無(wú)損傷等特點(diǎn)，已在農(nóng)業(yè)、航天等多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

1高光譜成像技術(shù)在中藥領(lǐng)域的應(yīng)用前景展望

近年來(lái)高光譜成像技術(shù)才在我國(guó)引起關(guān)注，大量國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究成果已經(jīng)表明該技術(shù)在不同領(lǐng)域的多個(gè)方面有了大量研究，具有很大的潛力，在農(nóng)產(chǎn)品和蔬菜水果中的應(yīng)用尤其廣泛。中醫(yī)藥作為我國(guó)的國(guó)粹，擁有幾千年的文化歷史與確切的臨床療效，在國(guó)際上的影響力也是與日俱增，但是中藥領(lǐng)域還未解決的問(wèn)題還有很多，其中最為突出的當(dāng)屬中藥質(zhì)量問(wèn)題。

由于中藥材種植操作難以保證規(guī)范化，采收標(biāo)準(zhǔn)不夠明確，導(dǎo)致中藥質(zhì)量的源頭不能保證，加上中藥材生產(chǎn)加工鏈條上多個(gè)環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)紕漏影響藥材質(zhì)量，所以我們需要探求新工具新手段來(lái)控制中藥材質(zhì)量。高光譜成像技術(shù)憑借實(shí)時(shí)高效、無(wú)損檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)在中藥質(zhì)量控制方面的應(yīng)用，就更值得我們關(guān)注與深入研究。

結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn)，可以看出利用近紅外等光譜技術(shù)進(jìn)行中藥的相關(guān)研究已較為成熟，但高光譜成像技術(shù)在中藥領(lǐng)域的研究還很少。胡翠英等利用光譜成像技術(shù)對(duì)凌霄花、紅花等花類中藥材粉末及市售鹿茸飲片進(jìn)行真?zhèn)舞b別與分析，為中藥材鑒別及中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了一種新的檢測(cè)方法。馬驥研究團(tuán)隊(duì)利用光譜成像技術(shù)快速檢測(cè)白鮮皮及其偽品八角楓，五加皮及其混淆品香加皮，鹿茸、西洋參、黃柏飲片等藥材，對(duì)其進(jìn)行快速鑒別與質(zhì)量評(píng)價(jià)，且結(jié)果與性狀、顯微及理化鑒定等結(jié)果相吻合，為中藥材的鑒定和質(zhì)量控制提供新的方法，同時(shí)還利用光譜成像技術(shù)檢測(cè)黃柏在煎煮過(guò)程中不同時(shí)刻的熒光強(qiáng)度，側(cè)面反映黃柏活性成分的溶出度規(guī)律。吳文輝等利用光譜成像技術(shù)建立珍珠粉的植物圖譜，可以快速準(zhǔn)確鑒別不同品系珍珠類產(chǎn)品并辨別真?zhèn)巍?/p>

2中藥材種源研究

種子種苗是中藥材生產(chǎn)加工的基礎(chǔ)，保障中藥材種源質(zhì)量也是中醫(yī)藥發(fā)揮療效的重要前提。但目前我國(guó)中藥材種子種苗市場(chǎng)仍存在種源不清、檢驗(yàn)不規(guī)范等問(wèn)題。中藥材種子大多體積微小，而傳統(tǒng)鑒別方法多為眼觀、口嚼、手摸、鼻聞等官能鑒定或理化鑒定，官能鑒定需要專業(yè)豐富有經(jīng)驗(yàn)的鑒定人員，存在一定的主觀性。理化鑒定會(huì)破壞種子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或化學(xué)成分，對(duì)后續(xù)的研究存在一定影響。故可以嘗試通過(guò)高光譜成像技術(shù)對(duì)中藥材種子進(jìn)行掃描，通過(guò)得到的光譜圖像特征進(jìn)行種源區(qū)分、識(shí)別內(nèi)部是否有破損蟲蛀現(xiàn)象，也可與種子純度、凈度、發(fā)芽率、含水量等指標(biāo)之間的聯(lián)系進(jìn)行相關(guān)研究，從而可對(duì)中藥材種源進(jìn)行大規(guī)模的鑒別篩選，投入生產(chǎn)應(yīng)用當(dāng)中。

3病蟲害、農(nóng)藥檢測(cè)等

隨著中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模的種植過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不同程度的病蟲害現(xiàn)象，很多藥材被蟲蛀叮咬后仍被采收使用，嚴(yán)重威脅了中藥材的質(zhì)量。為保證收益和藥材產(chǎn)量，很多種植戶不清楚規(guī)范的防控知識(shí)和操作，可能會(huì)使用大量化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行防治，但其中不乏高毒性、高殘留物質(zhì)，極易造成農(nóng)藥殘留、中藥材品質(zhì)下降等問(wèn)題。中藥材在受到蟲害以后，其受害區(qū)域和正常區(qū)域的光譜值會(huì)存在明顯差異，且受到高農(nóng)藥殘留的中藥材也可以通過(guò)光譜圖像信息進(jìn)行識(shí)別，若能在投入生產(chǎn)應(yīng)用之前利用高光譜成像技術(shù)對(duì)中藥材進(jìn)行無(wú)損的病蟲害、農(nóng)藥檢測(cè)等，則可為安全用藥提供有效地保障。

4采收加工方式等的優(yōu)化

俗語(yǔ)“三月茵陳四月蒿，五月茵陳當(dāng)柴燒”正說(shuō)明了中藥材的采收時(shí)間對(duì)藥材質(zhì)量的重要性，部分藥材在不同時(shí)期有效成分的累積量有明顯差異。且中藥材在生產(chǎn)加工的過(guò)程中，一些藥材品種因遇到陰雨天氣發(fā)霉腐爛或變質(zhì)，常采用熏硫方式對(duì)采收后的中藥材進(jìn)行干燥，便于保存，該方法近年來(lái)已被廣泛使用，但過(guò)度使用熏硫方法會(huì)造成藥物有效成分的改變以及二氧化硫超標(biāo)。針對(duì)適宜采收期不明確或加工方式來(lái)源不確定的藥材，可以使用高光譜成像技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)采收加工方式進(jìn)行優(yōu)化。

5中藥材道地性研究

療效好的藥材。在中藥材市場(chǎng)上以次充好、以其他產(chǎn)地充抵道地產(chǎn)區(qū)的現(xiàn)象常有發(fā)生，針對(duì)這一現(xiàn)象可以通過(guò)高光譜成像技術(shù)對(duì)藥材的產(chǎn)地進(jìn)行鑒別，也可以在無(wú)損的條件下，對(duì)道地中藥材進(jìn)行基原品種、品質(zhì)等多個(gè)方面的綜合研究，甚至可以對(duì)于道地藥材產(chǎn)區(qū)的土壤與地質(zhì)情況進(jìn)行探索，以期對(duì)于中藥材種植進(jìn)行指導(dǎo)。

審核編輯 黃昊宇