褶合光譜法在藥物分析中的應用進展

        1. 卷積光譜原理
??卷積光譜法基于格倫的正交函數(shù)法，并結合了導數(shù)光譜法的新數(shù)學變換方法。其基本原理是利用卷積變換技術將化合物的原始吸收光譜轉化為卷積光譜，顯示出原始吸收光譜組成的局部細節(jié)，其本質(zhì)是一種稱為“數(shù)學顯微鏡"的離散小波變換(wavelertransform, WT) 一致的數(shù)學變換技術是將頻域函數(shù)以時域函數(shù)的形式在原始吸收譜上進行局部變換，因此可以有效地從信號中提取信息，并執(zhí)行運算函數(shù)如擴展和翻譯。信號經(jīng)過多尺度細化分析。卷積光譜上的每個值都對應著物質(zhì)在一定波長范圍內(nèi)的光吸收特性，因此卷積光譜也具有定性和定量的特征。即紫外分光光度法中吸光度與濃度的線性關系轉化為數(shù)學成分與濃度的線性關系，通過卷積曲線的差異進行量化，為物質(zhì)的定性定量提供了理論依據(jù)。
?? 2.卷積光譜在藥物分析領域的應用
??卷積光譜在藥學中的應用主要是對藥物的定性鑒定（包括雜質(zhì)限度檢查）、定量測定和藥物穩(wěn)定性等幾個方面。
?? 2.1 藥品定性鑒定及雜質(zhì)限度檢查
??經(jīng)典的分光光度法是用來定性物質(zhì)的，主要是根據(jù)吸收光譜的波峰、波谷或者它們的比值的不同來判斷它們是否是同一種物質(zhì)，因為它不能測量吸收光譜它可以反映全波長范圍，因此不能*反映材料結構的本質(zhì)特征。另外，由于UV-Vis光譜是寬帶吸收，曲線的形狀一般變化不大，不同化合物吸收光譜的細微差別被同一部分覆蓋。因此，經(jīng)典的分光光度法難以區(qū)分具有相似結構的化合物。卷積譜定性技術充分利用整個譜中包含的結構信息對材料進行定性。首先將原始吸收光譜通過卷積變換基于正交多項式進行正交變換和正交分解，將紫外可見吸收光譜分解成數(shù)百個卷積光譜，然后對卷積光譜進行配對比較。具體來說就是比較m維（m為測試點的波長數(shù)）空間中的兩個向量是否重疊。如果是同一種物質(zhì)，兩個向量夾角為零，相關系數(shù)為1，否則為不同物質(zhì)。卷積光譜的定性系統(tǒng)揭示了物質(zhì)光吸收特性的細微變化，反映了藥物的內(nèi)在特性。有文獻報道，卷積光譜定性系統(tǒng)實現(xiàn)了10種結構相似的甾體激素類藥物的鑒定和5種二氫卟酚金屬配合物的鑒定。實驗結果表明，該方法對紫外-可見光吸收光譜非常相似的化合物的鑒別極為有效，可以達到對結構相似、滿足測定要求的有機或無機離子進行鑒別的目的。卷積光譜的定性功能也可以擴展到限制雜質(zhì)的檢查。卷積光譜可以揭示純品和雜質(zhì)有限的不純品在光吸收方面的細微差別，可以用差譜點的形式定量表示。毛志安等。用該方法檢測阿司匹林腸溶片中水楊酸的*。通過純乘積的自訓練，得到了具有一定置信度、上下限為界的卷積譜標準。將測得的含有有限雜質(zhì)的不純產(chǎn)物的卷積光譜進行比較，確定有限雜質(zhì)的差異光譜的取值范圍。以此為判別依據(jù)，對樣品進行測定并與藥典進行比較，結果一致。文獻中還報道了鄭宏等人。使用該系統(tǒng)限制檢測DNA樣品中的苯酚、氨基酸和內(nèi)毒素，可用于生化樣品的分析。實驗結果證明，該方法對*極低或吸收曲線與主藥非常相似的已知雜質(zhì)進行*是快速有效的。
?? 2.2 藥物定量
??2.2.1 單分量量化根據(jù)卷積譜的原理，當背景干擾卷積譜的某個數(shù)學分量沒有貢獻而待測分量有貢獻時，可以認為背景干擾已經(jīng)被消除。由于混濁背景（如片劑賦形劑的影響）通常只對常數(shù)項有貢獻，因此卷積光譜的應用可以在不預先分離樣品的情況下實現(xiàn)藥物的準確定量。由于卷積光譜信息量大，并且能夠自動選擇最佳波長和最佳回歸方程計算藥物濃度，因此比一般方法具有更高的自動化程度和更簡單的操作。高金波等使用卷積光譜法測定存在干擾成分時血清中惡丙嗪的濃度；劉世軍等。用該方法測定胃康膠囊中鹽酸小檗堿的含量；李健等。卷積光譜分析法，不分離樣品，直接測定復方鹽酸異丙嗪糖漿中鹽酸異丙嗪的含量。
?? 2.2.2 雙人組卷積光譜的定量應用可以實現(xiàn)光譜重疊的二組分混合物的定量分析。基于卷積光譜可以圍繞數(shù)學分量值為零的平均波長軸波動的特性，雙組分混合物中每個分量的卷積曲線都有一個固定的過零點。零交叉波長點量化另一個分量，反之亦然。與常規(guī)分析方法相比，結果沒有顯著差異。同時，無需分離的直接定量也避免了各種化學分離過程的繁瑣、耗時和由此產(chǎn)生的錯誤。有文獻報道該方法已用于測定雙組分復方制劑的含量。
?? 2.2.3 多組分量化 由于多組分藥物中每種物質(zhì)的過零點可能不同，因此不能用一個共同的過零點進行量化。因此，對于多組分混合物，根據(jù)卷積光譜和吸收光譜，同樣具有線性和可加性的特點，基于卷積光譜，結合偏最小二乘法求解多組分量化。研究結果表明，不同數(shù)值計算方法的舍入誤差對結果影響不大，對結果誤差影響最大的是待測元件分析信號與其分析信號的重疊程度。它們之間的相關性越大，分析結果就越不理想。考慮到卷積光譜可以放大化合物吸收光譜的細微差別，降低數(shù)學相關性，且卷積光譜信息量大，在卷積光譜的基礎上，采用偏最小二乘法進行定量分析.篩選出zui好的結果。據(jù)文獻報道，卷積光譜的應用可以實現(xiàn)多組分藥物的定量。
?? 2.3 藥物穩(wěn)定性試驗 通過測定配伍中各成分的含量變化，可以考察配伍的穩(wěn)定性。卷積光譜用于確定藥物穩(wěn)定性。它從整個吸收范圍考察吸收曲線的變化，利用卷積光譜“放大"差分函數(shù)來捕捉其細微的變化，并以三維卷積光譜差分點的形式進行定量表達，可以同時反映物質(zhì)在時域內(nèi)某一波長處的吸光度值的變化（定量指數(shù)）和在時域內(nèi)光譜形狀的變化所表現(xiàn)出的物質(zhì)同一性（定性指數(shù)）的變化。傳統(tǒng)的分光光度法和傳統(tǒng)的動力學分析只能反映穩(wěn)定性檢驗中定量指標的不足，克服了藥物穩(wěn)定性測定中單一紫外吸收峰定量偏局部的缺陷，實現(xiàn)了定性結果的定量化。特快列車。鄭宏等。用此方法測試頭孢哌酮和舒巴坦溶液的穩(wěn)定性。劉麗麗等。研究了五種臨床靜脈滴劑的化學穩(wěn)定性；陸峰等。通過卷積光譜和高效液相色譜研究了氟康唑的穩(wěn)定性及其常用的相容性。結果表明，兩種方法沒有顯著差異，驗證了卷積光譜替代高效液相色譜對藥物相容性穩(wěn)定性的可行性。
?? 2.4 其他卷積頻譜分析方法的本質(zhì)是一種信號處理技術，任何具有線性和加性特征的信號都可以通過卷積變換技術進行處理。所以。卷積光譜不僅適用于紫外-可見吸收光譜，還適用于紅外、熒光、核磁共振、色譜分析儀等分析信號的處理，在許多學科中得到了廣泛的應用。陸峰等。使用卷積光譜研究紫外線引起的脫氧核糖核酸（DNA）的突變，并以卷積光譜差值的形式量化DNA突變的程度，其靈敏度遠高于二階導數(shù)光譜。 DNA中加入二甲亞砜后卷積譜差譜的變化與高性能毛細管電泳指紋圖譜結果一致。卷積光譜分析過程簡單快速，可用于抗紫外線損傷和抗誘變藥物的初步篩選。鄭宏等。用卷積光譜法測定β-半乳糖苷酶的活性，證實與吸光度值分析方法相比，該方法不僅簡單快捷，而且靈敏度和準確度高。
?? 3. 結論
??卷積光譜的應用可以實現(xiàn)復雜系統(tǒng)的測定，無需分離。操作更簡單。卷積光譜法也有其不足之處。例如，它不能用于確定包含未知成分的復雜系統(tǒng)。但是，隨著光譜采集器和計算機技術的飛速發(fā)展，相信卷積光譜學將會有更廣泛的應用。