本發(fā)明屬于近紅外光譜分析技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種判別順式與反式幾何異構(gòu)體的近紅外光譜分析方法。

背景技術(shù)：

順反異構(gòu)，又稱幾何異構(gòu)，屬于一種非對映異構(gòu)，是由于分子中雙鍵或小環(huán)相連的原子間鍵自由旋轉(zhuǎn)受到阻礙，使之存在不同的空間排列方式而產(chǎn)生的立體異構(gòu)?；衔锏捻樖疆悩?gòu)體與其反式異構(gòu)體具有相同的分子式，但是理化性質(zhì)不完全相同，而且生物活性也可能不同，因此，進(jìn)行藥物順反異構(gòu)體的判別對于保證存在順反異構(gòu)的藥物安全有效具有極其重要的意義。高效液相色譜法是分析順式與反式幾何異構(gòu)體的一種常用方法，但該法存在破壞樣品、耗時的缺點(diǎn)，使該法存在一定的局限性，不能用于生產(chǎn)過程的控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種判別順式與反式幾何異構(gòu)體的近紅外光譜分析方法，具有準(zhǔn)確、簡便、快速、無損的優(yōu)點(diǎn)。

經(jīng)研究，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種判別順式與反式幾何異構(gòu)體的近紅外光譜分析方法，包括以下步驟：

(1)設(shè)置近紅外光譜儀的分辨率和掃描次數(shù)，在10000～4000cm^-1掃描范圍內(nèi)分別采集幾何異構(gòu)體各順式樣品和反式樣品的近紅外光譜；

(2)對步驟(1)所得光譜，不進(jìn)行預(yù)處理或進(jìn)行化學(xué)計量學(xué)預(yù)處理；

(3)在步驟(2)所得光譜數(shù)據(jù)中選擇建模光譜范圍；

(4)對步驟(3)所選光譜范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行降維；

(5)對步驟(4)所得數(shù)據(jù)，采用化學(xué)計量學(xué)方法建立并驗證順式與反式幾何異構(gòu)體的判別模型；

(6)取未知順式與反式幾何異構(gòu)體樣品，按照步驟(1)所述方法采集近紅外光譜，按照步驟(2)～(4)所述方法進(jìn)行光譜的多步驟處理，然后應(yīng)用步驟(5)所建模型進(jìn)行進(jìn)行順式與反式幾何異構(gòu)體的判別。

優(yōu)選的，步驟(1)中所述近紅外光譜儀的分辨率設(shè)置為2cm^-1、4cm^-1、8cm^-1或16cm^-1，掃描次數(shù)設(shè)置為32、64或128次。

優(yōu)選的，步驟(2)中所述化學(xué)計量學(xué)預(yù)處理方法為多元信號修正、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變換、導(dǎo)數(shù)和平滑中的一種或多種組合。

步驟(3)中所述建模光譜范圍為10000～4000cm^-1中的一段或多段，可由建模軟件自動篩選或人工篩選，也可在建模軟件自動篩選的基礎(chǔ)上根據(jù)被分析物的近紅外特征吸收進(jìn)一步人工優(yōu)化。

優(yōu)選的，步驟(4)中采用主成分分析法對步驟(3)所選光譜范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行降維。

優(yōu)選的，建模主成分?jǐn)?shù)的選擇依據(jù)為其累計方差貢獻(xiàn)率大于85％以及步驟(5)所建判別模型的校正集正判率和驗證集正判率均大于95％。

優(yōu)選的，步驟(5)中所述化學(xué)計量學(xué)建模方法為判別分析法。

優(yōu)選的，步驟(5)中所建判別模型的性能由校正集正判率和驗證集正判率進(jìn)行評價。

作為一個具體實施方案，所述幾何異構(gòu)體為格列美脲幾何異構(gòu)體。

格列美脲(Glimepiride)是FDA批準(zhǔn)的第一個可以和胰島素同時使用的磺酰脲類降糖藥。在分子結(jié)構(gòu)上，格列美脲是反式4-甲基環(huán)己基脲的衍生物，在其合成過程中常常會有順式異構(gòu)體產(chǎn)物生成，且該順式異構(gòu)體無治療作用。

優(yōu)選的，判別順式與反式格列美脲幾何異構(gòu)體的近紅外光譜分析方法，包括以下步驟：

(1)設(shè)置近紅外光譜儀的分辨率為4cm^-1、掃描次數(shù)為64次，在10000～4000cm^-1掃描范圍內(nèi)分別采集格列美脲各順式樣品和反式樣品的近紅外漫反射光譜；

(2)采用多元信號修正、導(dǎo)數(shù)和平滑的方法對步驟(1)所得光譜進(jìn)行預(yù)處理；

(3)在步驟(2)所得光譜數(shù)據(jù)中選擇6600～6500cm^-1和6000～5800cm^-1為建模光譜范圍；

(4)采用主成分分析法對步驟(3)所選光譜范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行降維；

(5)對步驟(4)所得數(shù)據(jù)，以建模主成分?jǐn)?shù)為2、采用判別分析法建立并驗證順式與反式格列美脲幾何異構(gòu)體的判別模型，模型性能由校正集正判率和驗證集正判率進(jìn)行評價；

(6)取未知順式與反式的格列美脲幾何異構(gòu)體樣品，按照步驟(1)所述方法采集近紅外漫反射光譜，按照步驟(2)～(4)所述方法進(jìn)行光譜的多步驟處理，然后應(yīng)用步驟(5)所建模型進(jìn)行順式與反式格列美脲幾何異構(gòu)體的判別。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明基于順式與反式幾何異構(gòu)體的近紅外光譜，結(jié)合化學(xué)計量學(xué)技術(shù)，判別順式與反式幾何異構(gòu)體，具有準(zhǔn)確、簡便、快速、無損的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為格列美脲順式樣品與反式樣品的55張近紅外漫反射原始光譜圖。

圖2為本發(fā)明所建順式與反式格列美脲幾何異構(gòu)體判別模型的判別圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

實施例1 格列美脲順式與反式幾何異構(gòu)體的判別

1.儀器及軟件

Antaris II傅里葉變換近紅外光譜儀(美國Thermo公司)，采樣裝置為積分球附件，信號采集軟件為RESULT 3.0，數(shù)據(jù)分析軟件為TQ Analyst 8.0。

2.格列美脲幾何異構(gòu)體樣品

共11個格列美脲幾何異構(gòu)體樣品，其中8個為順式格列美脲，3個為反式格列美脲。

3.近紅外漫反射光譜的采集

光譜測量參數(shù)：掃描范圍為10000～4000cm^-1，分辨率為4cm^-1，掃描次數(shù)為64次。

光譜測量方法：取格列美脲幾何異構(gòu)體樣品適量，置一個清潔干燥的無色透明圓柱形平底玻璃小瓶中，使樣品填充高度約為1.0cm，將已填裝樣品的玻璃小瓶置于安裝了支架的積分球檢測窗上方，調(diào)整支架的內(nèi)徑，使其與玻璃小瓶的底部直徑相吻合，再在上述光譜測量條件下測定格列美脲樣品的傅里葉變換近紅外漫反射光譜，每個格列美脲樣品重復(fù)填裝并測量5次，每次樣品測量前均采用相同測量條件掃描并扣除背景。

11個格列美脲幾何異構(gòu)體樣品的55張近紅外漫反射原始光譜如圖1所示。

4.光譜的預(yù)處理

用TQ Analyst 8.0軟件對采集的近紅外漫反射原始光譜進(jìn)行多元信號修正、導(dǎo)數(shù)和平滑的預(yù)處理。

5.建模光譜范圍的選擇

對預(yù)處理后的光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)人工篩選確定建模光譜范圍6600～6500cm^-1和6000～5800cm^-1共兩段。

6.光譜數(shù)據(jù)的降維

使用TQ Analyst 8.0軟件，采用主成分分析法在所選建模光譜范圍6600～6500cm^-1和6000～5800cm^-1內(nèi)對預(yù)處理后的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，所選建模主成分?jǐn)?shù)為2時，其累計方差貢獻(xiàn)率為98.0％，而且所建模型的校正集和驗證集的正判率均為100.0％。

7.判別模型的建立與驗證

將格列美脲6個順式樣品和2個反式樣品作為校正集樣品，其余2個順式樣品和1個反式樣品作為驗證集樣品。分別使用以上校正集樣品和驗證集樣品，以建模主成分?jǐn)?shù)為2，采用判別分析法建立并驗證順式與反式格列美脲幾何異構(gòu)體的判別模型。結(jié)果如圖2所示，所建判別模型的校正集正判率為100％，驗證集正判率為100％，說明所建模型具有良好的判別性能，能夠準(zhǔn)確地判別順式與反式格列美脲幾何異構(gòu)體。

8.順式與反式格列美脲幾何異構(gòu)體樣品的預(yù)測

取順式與反式格列美脲幾何異構(gòu)體樣品1個，按照上述相同方法采集近紅外漫反射光譜并進(jìn)行光譜的多步驟處理，然后應(yīng)用所建模型進(jìn)行順式與反式格列美脲幾何異構(gòu)體的判別，結(jié)果顯示其為順式格列美脲。

采用高效液相色譜法對判別結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)結(jié)果顯示所得判別結(jié)果正確，樣品為順式格列美脲。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍。