北京易科泰生態技術有限公司
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當下，中藥材市場質量安全標準缺失，假mao偽劣產品泛濫，嚴重威脅了中藥的療 效與安全性，影響國民健康。因此，中藥材的品質檢測顯得尤為重要。傳統的檢測方法，存在主觀性強、效率低、缺乏定量評價、依賴專業人員等缺點，具有很大的不確定性。因此，開發能夠精 準快速檢測中藥材品質的方法，對于確保中藥材市場的規范與繁榮具有重要的意義。
易科泰生態技術公司依托多年在反射光及生物熒光高光譜成像技術領域的創新應用研究，推出了FluorTron®多功能高光譜成像分析技術，該技術可全面獲取樣品的反射光高光譜及生物自發光（熒光）高光譜數據，具有非接觸、非損傷、高通量、數字化、可視化的特點。不僅可以在藥 用植物的生長過程、采摘時機與保存方式上實現精 準管理，保證中藥材有效成分蕞大化，同時可以為中藥成品的質量與品種鑒定提供決策支持。
左圖為FluorTron®多功能高光譜成像分析系統；右圖為黃芪和甘草分類鑒定結果，紅色甘草，綠色黃芪（案例由Ecolab光譜成像實驗室提供）
應用案例1：FluorTron®熒光高光譜成像技術快速區分不同類別黃芪
黃芪作為傳統中藥材，具有補氣固表、利尿排毒、排膿斂瘡等多種功效，在市場上廣受歡迎。北京易科泰公司EcoTech®實驗室的研究人員利用FluorTron®多功能高光譜成像分析系統的UV-MCF功能采集了三種不同來源黃芪的生物熒光，對不同類別樣品的熒光圖像及光譜進行對比分析。
三種不同來源的黃芪，左圖：黃芪樣品及RGB圖；右圖：黃芪UV-MCF熒光成像圖
左圖：不同類別黃芪的熒光光譜曲線；右圖：最 大似然分類結果
根據實驗數據可知，C類黃芪熒光值明顯高于其他兩類，這可能與其生長年限有關；A、B類黃芪從肉眼看幾乎一樣，但兩類黃芪在400-500nm之間的熒光光譜有細微差異，因此易科泰實驗室人員基于該波段的熒光光譜數據，利用最 大似然法對三類黃芪進行分類，結果顯示良好，說明熒光高光譜成像技術可以簡單快速的實現中藥材分類。
應用案例2：FluorTron®多功能高光譜成像技術高通量活體檢測銀杏葉黃酮醇含量
黃酮醇是天然抗氧化劑和抗 炎劑，具有活 血化瘀、通絡止痛、斂肺平喘、化濁降脂等功效，銀杏葉的主要功能成分即為黃酮醇。研究檢測不同生長條件、不同生長狀態或采集季節銀杏葉中的黃酮醇含量，對于提高黃酮醇含量具有特別重要的意義。為此，北京易科泰公司EcoTech®實驗室的研究人員利用FluorTron®多功能高光譜成像分析系統，基于反射光譜指數法（FRI指數）和多激發光葉綠素熒光技術（FLAV黃酮指數）（Riitta Julkunen等，2014；Viola Muller等，2013），對不同狀態條件下銀杏葉的黃酮醇含量進行了非損傷活體成像檢測。
結果表明，陽光照射條件下銀杏葉的黃酮醇含量高于遮陰條件下的銀杏葉，而黃色銀杏葉黃酮醇含量低于綠色銀杏葉和半黃半綠銀杏葉，陽光照射條件下半黃半綠銀杏葉的黃酮醇含量最 高。這意味著，人們普遍以為的黃色銀杏葉黃酮醇含量高是一種錯覺，采集陽光直射條件下半黃半綠銀杏葉，藥效應該最 好。
從左至右依次為：銀杏葉RGB圖、黃酮反射指數FRI、黃酮指數FLAV
表1 不同類別銀杏葉的FRI與FLAV值
| 向陽-綠 | 向陽-半黃 | 向陽-黃 | 遮蔭-綠 | 遮蔭-半黃 | |
| FRI | -2.265 | -1.661 | -1.563 | -2.614 | -2.541 |
| FLAV | 1.046 | 1.061 | 0.796 | 0.441 | -- |
銀杏葉的UV-MCF熒光光譜數據和反射光光譜數據
應用案例3：FluorTron®多功能高光譜成像技術檢測不同來源冬蟲夏草
冬蟲夏草含有多種抗氧化、抗病毒和抗腫瘤的物質，能夠有效提高機體的免疫力，在市場上備受青睞，但由于資源有限，市場上存在大量假mao偽劣產品。因此快速準確鑒定蟲草品質對于保障消費者用藥安全，規范市場發展具有重要意義。
北京易科泰公司EcoTech®實驗室與山東農業大學開展合作實驗，利用FluorTron®多功能高光譜成像分析系統，對不同來源蟲草樣品進行了非損傷檢測研究。其中11、18、21號蟲草樣品來源于青海果洛州野生資源，41、54、56、58、64來源于青海玉樹州野生資源，67號為市場野生高品質蟲草，80、82為市場野生低品質蟲草，107、108為人工培植蟲草。
從左至右依次為：冬蟲夏草RGB圖；利用PLS-DA模型對反射高光譜分類的結果；不同蟲草在500nm處熒光成像圖
不同來源蟲草草部熒光光譜。可以看出，野生資源熒光有460nm和503nm兩個峰值，熒光強度高于人工培植蟲草；高品質蟲草（67）熒光強度高于低品質（80、82）和人工培植（107、108）蟲草
應用案例4：高光譜成像技術鑒定葛根生長年限
葛根（PTR）富含多種化學成分，能夠改善心血管疾病、抗 炎鎮痛、保護肝臟，具有很高的經濟價值和市場需求。葛根su的含量影響PTR的質量和藥 用價值，葛根su含量越高，其質量越好，不同生長年限的PTR葛根su含量存在明顯差異，因此確定PTR的生長年限至關重要。
中醫科學院的研究人員使用可見光近紅外（VNIR）和短波紅外（SWIR）傳感器采集葛根的外表面和橫截面信息，并結合卷積神經網絡（CNN）模型來識別PTR生長年限，基于葛根外表面的識別準確率達到了90.15%，說明高光譜成像技術結合機器學習方法可以無損、快速、有效的檢測葛根生長年限，該方法也可以應用于其他中藥材的生長年份識別和質量控制中。
左圖：葛根樣品；右圖：基于VNIR和SWIR的葛根外表面(a,b)和橫截面(c,d)的反射率平均值
利用VNIR與SWIR傳感器數據采集葛根外表皮和橫截面數據訓練的不同模型的最 高預測性能
北京易科泰生態技術有限公司長期致力于生態-農業-健康領域儀器的研發、應用與推廣，為中藥材的品質檢測、品種鑒定提供quan方位的技術方案與服務。如果您有重要的中藥材樣品需要檢測研究，可直接聯系我們，說明檢測目的、樣品具體情況等，我們將及時給出檢測方案及流程。
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