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原文传递一种基于CARS-SVM算法的淫羊藿药材质量快速检测方法

专利名称：	一种基于CARS-SVM算法的淫羊藿药材质量快速检测方法
摘要：	本发明属于中药材质量分析领域，具体涉及一种基于CARS‑SVM算法快速检测淫羊藿药材质量的方法，包括以下步骤：（1）采集若干批淫羊藿药材；（2）通过传统方法得出样品中的水分含量、浸出物含量、淫羊藿苷含量；（3）采集淫羊藿药材的近红外原始光谱；（4）对近红外原始光谱进行数据处理；（5）采用KS算法划分校正集和验证集；（6）采用CARS‑SVM算法分别建立近红外光谱与水分、浸出物及淫羊藿苷含量之间的校正模型；（7）按所述步骤（3）和（4）的方法获取未知样品光谱，导入已建立的CARS‑SVM定量模型获得所述未知淫羊藿样品的水分、浸出物及淫羊藿苷含量。本发明具有快速简单和精度高的优势，在生产源头上控制中药质量，保证最终产品质量的安全性和有效性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	温州大学
发明人：	杨越;俞沁如;吴明江;佟海滨;纪晓亮;吴思雅;李易航;冯志远;连云斐;凌思慧
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910485660.6
公开号：	CN110220866A
代理机构：	温州名创知识产权代理有限公司
代理人：	陈加利
分类号：	G01N21/359(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	325000 浙江省温州市瓯海区东方南路38号温州市国家大学科技园孵化器
主权项：	1.一种基于CARS-SVM算法的淫羊藿药材质量快速检测方法，其特征在于，包括如下水分含量测定、浸出物含量测定及淫羊藿苷含量测定步骤中的至少一项： A、水分含量测定包括如下步骤：（1）采集多批次的淫羊藿药材，粉碎过筛，得到若干淫羊藿粉末样品；（2）测定淫羊藿样品中的水分含量；（3）采集每个淫羊藿样品的近红外原始光谱；（4）分别对每个淫羊藿样品的近红外原始光谱进行预处理；所述预处理具体为：采用一阶导数结合SG平滑方法对所述原始光谱进行预处理；（5）采用KS算法划分校正集和验证集；（6）利用校正集构建水分的CARS-SVM模型，利用验证集对模型进行验证；所述CARS-SVM模型建立的具体步骤为：采用CARS方法筛选有效波长变量，采用SVM算法建立所述有效波长与所述水分含量之间的定量校正模型；（7）按照所述步骤（3）和步骤（4）方法获取未知淫羊藿样品的近红外光谱，导入建立的定量校正模型获得所述未知淫羊藿药材样品的水分含量值； B、浸出物含量测定包括如下步骤：（1）采集多批次的淫羊藿药材，粉碎过筛，得到若干淫羊藿粉末样品；（2）测定淫羊藿样品中的浸出物含量；（3）采集每个淫羊藿样品的近红外原始光谱；（4）分别对每个淫羊藿样品的近红外原始光谱进行预处理；所述预处理具体为：采用一阶导数结合SG平滑方法对所述原始光谱进行预处理；（5）采用KS算法划分校正集和验证集；（6）利用校正集构建浸出物的CARS-SVM模型，利用验证集对模型进行验证；所述CARS-SVM模型建立的具体步骤为：采用CARS方法筛选有效波长变量，采用SVM算法建立所述有效波长与所述浸出物含量之间的定量校正模型；（7）按照所述步骤（3）和步骤（4）方法获取未知淫羊藿样品的近红外光谱，导入建立的定量校正模型获得所述未知淫羊藿药材样品的浸出物含量值； C、淫羊藿苷含量测定包括如下步骤：（1）采集多批次的淫羊藿药材，粉碎过筛，得到若干淫羊藿粉末样品；（2）测定淫羊藿样品中的淫羊藿苷含量；（3）采集每个淫羊藿样品的近红外原始光谱；（4）分别对每个淫羊藿样品的近红外原始光谱进行预处理；所述预处理具体为：采用一阶导数结合SG平滑方法对所述原始光谱进行预处理；（5）采用KS算法划分校正集和验证集；（6）利用校正集构建淫羊藿苷的CARS-SVM模型，利用验证集对模型进行验证；所述CARS-SVM模型建立的具体步骤为：采用CARS方法筛选有效波长变量，采用SVM算法建立所述有效波长与所述淫羊藿苷含量之间的定量校正模型；（7）按照所述步骤（3）和步骤（4）方法获取未知淫羊藿样品的近红外光谱，导入建立的定量校正模型获得所述未知淫羊藿药材样品的淫羊藿苷含量值。 2.根据权利要求1所述的一种基于CARS-SVM算法的淫羊藿药材质量快速检测方法，其特征在于：所述水分含量测定的步骤（2）中，采用烘干法测定所述淫羊藿药材中的水分含量；所述浸出物含量测定的步骤（2）中，采用冷浸法测定所述淫羊藿药材中的浸出物含量；所述淫羊藿苷含量测定的步骤（2）中，采用高效液相色谱法测定所述淫羊藿药材中的淫羊藿苷含量。 3. 根据权利要求1所述的一种基于CARS-SVM算法的淫羊藿药材质量快速检测方法，其特征在于，所述水分含量测定、所述浸出物含量测定以及所述淫羊藿苷含量测定中的步骤（3）中，采集淫羊藿样本的近红外原始光谱具体过程如下：精密称取淫羊藿药材粉末，置于称量瓶中，采用漫反射法采集近红外原始光谱，以空气为参比；光谱采集条件：扫描范围为4000-12000 cm-1，扫描次数为32次，分辨率为8 cm-1，每个样品采集3张光谱，计算平均光谱。 4. 根据权利要求1所述的一种基于CARS-SVM算法的淫羊藿药材质量快速检测方法，其特征在于，所述水分含量测定、所述浸出物含量测定以及所述淫羊藿苷含量测定中的步骤（5）中，校正集和验证集中样品数之比为 4:1。 5.根据权利要求1所述的一种基于CARS-SVM算法的淫羊藿药材质量快速检测方法，其特征在于，所述水分含量测定、所述浸出物含量测定以及所述淫羊藿苷含量测定中的步骤（5）中，利用校正集样本建立定量校正模型，利用验证集评价模型的预测精度。 6.根据权利要求1所述的一种基于CARS-SVM算法的淫羊藿药材质量快速检测方法，其特征在于，所述水分含量测定、所述浸出物含量测定以及所述淫羊藿苷含量测定中的步骤（6）中，采用CARS方法筛选有效波长变量时，设置蒙特卡罗采样次数为100。 7.根据权利要求1所述的一种基于CARS-SVM算法的淫羊藿药材质量快速检测方法，其特征在于，所述水分含量测定中的步骤（6）中，采用CARS方法筛选出123个有效波长变量；所述浸出物含量测定中的步骤（6）中，采用CARS方法筛选出83个有效波长变量；在所述淫羊藿苷含量测定中的步骤（6）中，采用CARS方法筛选出78个有效波长变量。 8.根据权利要求1所述的一种基于CARS-SVM算法的淫羊藿药材质量快速检测方法，其特征在于，所述水分含量测定、所述浸出物含量测定以及所述淫羊藿苷含量测定的所述步骤（6）中，还包括对所建校正模型的预测性能进行评价的步骤，所述评价指标包括校正集相关系数、预测集相关系数、校正集均方根误差、验证集均方根误差、预测相对偏差，当预测相对偏差值小于10%时，认为定量校正模型适用于所述淫羊藿药材的检测。 9.根据权利要求1所述的一种基于CARS-SVM算法的淫羊藿药材质量快速检测方法，其特征在于，所述淫羊藿药材的合格指标为：水分含量≤12.0%，浸出物含量≥15.0%且淫羊藿苷含量≥0.50%。 10.权利要求1-9任一所述的检测方法在淫羊藿药材质量检测和控制领域中的用途。
所属类别：	发明专利