中藥材真?zhèn)蝺?yōu)劣問(wèn)題是關(guān)系到中醫(yī)藥發(fā)展和國(guó)民健康的重要議題，也是生物安全的重要內(nèi)容之一。傳統(tǒng)上多采用經(jīng)驗(yàn)鑒別的方法，包括看、嘗、嗅、摸等，耗時(shí)且具有很大的不確定性?，F(xiàn)代儀器分析技術(shù)多采用損傷性（取樣處理）成分分析方法，繁瑣、復(fù)雜。如何快速、無(wú)損、高通量檢測(cè)鑒定中藥材（包括飲片），具有特別重要的意義。

易科泰生態(tài)技術(shù)公司生態(tài)健康研究中心依托Ecolab光譜成像實(shí)驗(yàn)室，對(duì)中藥材高通量無(wú)損傷品種品質(zhì)檢測(cè)鑒定進(jìn)行了系列研究探索，認(rèn)為光譜成像技術(shù)具備快速無(wú)損、高靈敏度、“圖譜合一”等優(yōu)勢(shì)，在中藥材真?zhèn)蝺?yōu)劣鑒別、品種鑒別、產(chǎn)地鑒別、質(zhì)量控制以及中成藥定性鑒定等多個(gè)方面具有廣闊的的應(yīng)用前景。

應(yīng)用案例1、光譜成像技術(shù)在人參原料產(chǎn)品鑒定中的應(yīng)用

茨瓦內(nèi)工業(yè)大學(xué)的學(xué)者在區(qū)分人參、西洋參、假人參和西伯利亞人參四種人參種類(lèi)和鑒定人參產(chǎn)品中原材料的實(shí)驗(yàn)中，使用高光譜成像（HSI），中波紅外（MWIR）和近紅外（NIR）光譜分析了經(jīng)過(guò)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)人參和商業(yè)產(chǎn)品。使用多元分析軟件建立了主成分分析（PCA）和（正交）偏小二乘判別分析模型（OPLS-DA）。UHPLC-MS用于分析標(biāo)準(zhǔn)人參原材料和商業(yè)產(chǎn)品的甲醇提取物。研究結(jié)果顯示，振動(dòng)光譜和HSI技術(shù)與多變量數(shù)據(jù)分析工具相結(jié)合，以快速，簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)高效且無(wú)損的方式，為人參原料和商品認(rèn)證提供了有效的技術(shù)支持。

左上圖為基于高光譜成像數(shù)據(jù)的商業(yè)產(chǎn)品和真實(shí)參考材料（測(cè)試集）的PLS-DA鑒定結(jié)果；右上圖為不同人參種類(lèi)與人參內(nèi)部參考物質(zhì)的光譜相關(guān)性，A）人參、B）西洋參、C）西伯利亞人參、D）假人參。

應(yīng)用案例2、高光譜成像技術(shù)在草藥質(zhì)量控制中的應(yīng)用——以神經(jīng)毒性日本八角茴香為例

茨瓦內(nèi)工業(yè)大學(xué)的學(xué)者應(yīng)用短波紅外（SWIR）高光譜成像技術(shù)，光譜范圍為920-2514 nm，對(duì)中國(guó)八角茴香和日本八角茴香進(jìn)行了研究分析，將主成分分析（PCA）應(yīng)用于圖像，進(jìn)行降維去噪處理并將數(shù)據(jù)可視化，使用偏小二乘判別分析（PLS-DA），為這兩個(gè)品種建立了一個(gè)具有4個(gè)主要成分的分類(lèi)模型。并進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，SWIR高光譜成像技術(shù)，是一種客觀(guān)且無(wú)損的質(zhì)量控制技術(shù)，可以有效的識(shí)別中國(guó)八角茴香和日本八角茴香。

上圖為創(chuàng)建三維超立方體的示意圖?？臻g尺寸用X和Y表示，光譜尺寸用Z表示。在此示例中，尺寸X和Y的圖像是在10個(gè)不同的波長(zhǎng)（>1-10）下采集的，并按順序堆疊以形成超立方體。

上圖中，左圖為中國(guó)八角茴香和日本八角茴香的果實(shí)，右圖為識(shí)別效果圖。

應(yīng)用案例3、高光譜成像技術(shù)對(duì)甘草和黃芪兩種中藥飲片的識(shí)別

易科泰生態(tài)技術(shù)公司生態(tài)健康研究中心利用SpectraScan-FX高光譜成像系統(tǒng)，將可見(jiàn)光近紅外（VIS-NIR）光譜與高分別率成像相結(jié)合，獲取樣品化學(xué)成分的量化數(shù)據(jù)以及空間分布等詳細(xì)信息，圖像中每一像素都記錄了其對(duì)應(yīng)樣品點(diǎn)的化學(xué)組成、質(zhì)量、顏色等信息的光譜特征，用于對(duì)樣品進(jìn)行定性、定量分析。

左圖：甘草和黃芪中藥飲片；右圖：兩種飲片一階微分曲線(xiàn)圖

上圖中為運(yùn)用SpectraScan-FX高光譜成像技術(shù)對(duì)黃芪和甘草的分類(lèi)鑒定結(jié)果（紅色為甘草、綠色為黃芪），左圖為兩種飲片分類(lèi)規(guī)則擺放，右圖為隨機(jī)混合擺放

應(yīng)用案例4、高光譜成像技術(shù)應(yīng)用于冬蟲(chóng)夏草的識(shí)別

蟲(chóng)草是麥角菌科真菌冬蟲(chóng)夏草菌寄生在蝙蝠娥科昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)上的子座及幼蟲(chóng)尸體上的復(fù)合體。蟲(chóng)草的采集，受季節(jié)的限定，若采集稍晚，冰雪融化，與雜草混合在一起的蟲(chóng)草不易分辨。

易科泰生態(tài)技術(shù)公司采用SpectraScan-FX高光譜成像儀，對(duì)雜草中的蟲(chóng)草進(jìn)行了鑒別實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，蟲(chóng)草在波段400-1000nm的光譜圖像中，蟲(chóng)體部可被有效識(shí)別出；在波段1000-1700 nm的光譜圖像中，蟲(chóng)草的識(shí)別精度非常高，能在雜草中被有效區(qū)分出來(lái)，這一結(jié)果對(duì)蟲(chóng)草的野外識(shí)別采集及鑒定具有重要意義。

左上圖為蟲(chóng)草和雜草的RGB圖片，中間圖為蟲(chóng)草在波段400-1000nm的光譜圖像中的分類(lèi)結(jié)果圖，右上圖為蟲(chóng)草在波段1000-1700nm的光譜圖像中的分類(lèi)結(jié)果圖。

易科泰生態(tài)技術(shù)公司Ecolab光譜成像實(shí)驗(yàn)室為中藥材品質(zhì)品種檢測(cè)鑒定提供全面技術(shù)方案、技術(shù)服務(wù)和技術(shù)合作。