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编号:10237659
诊断-偏最小二乘法同时测定去痛片中各组分含量
http://www.100md.com 《沈阳药科大学学报》 1999年第1期
     作者:刘世庆 王玮雯 梁存权 谢志辉

    单位:刘世庆 沈阳药科大学药学系,沈阳 110015;王玮雯 沈阳药科大学1994级研究生;梁存权 沈阳药科大学1993级药分专业学生;谢志辉 沈阳药科大学1994级药分专业学生

    关键词:偏最小二乘法;紫外分光光度法;非那西丁;咖啡因;苯巴比妥;氨基比林

    沈阳药科大学学报990112 摘 要 去痛片中4个组分光谱行为间存在较强的相互干扰作用,从而使其光谱线性加和性较差.本文首先采用诊断方法剔除非线性点.然后再用偏最小二乘法处理数据,较之单用偏最小二乘法取得了更加满意的结果.用本法对去痛片进行了8个模拟样品的计算.非那西丁、咖啡因、苯巴比妥、氨基比林的平均回收率分别为100.4%,100.3%,99.5%和100.4%,RSD分别为0.90%,1.9%,1.8%,1.6%(n=6).并与地方标准法(天津-74)结果进行了比较,经t检验(α=0.05)表明,两者结果无显著性差异.
, 百拇医药
    分类号 R927.2

    Simultaneous Determination of the Content of Each Component in QU-TONG Tablets by Diagnostic Partial Least Squares

    Liu Shiqing,Wang Weiwen,Liang Chunquan,Xie Zhihui

    Department of Pharmacy,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110015

    Abstract Four components of Qu-Tong tablets interact on each other in the solution strongly.So,their linear additivity of UV spectroscopy is poor.In this paper,we used firstly the diagnostic method to reject nonlinear points and then partial least squares to process the data.The results were better than those of using partial least squares alone.We used this method to calculate eight simulate samples.The mean recovery of phenacetin,caffeine,phenobabital and aminophenazone were 100.4%,100.3%,99.5%,and 100.4% respectively.RSD were 0.9%,1.8%and 1.6% resectively.These results were compared with those of the standard method(Tianjin-74).The t-test(α-0.05)showed that the results of the two methods had no significant difference.
, 百拇医药
    Key words partial least squares;UV-spectrophotometry;phenacetin;caffeine;phenobabital;aminophenazone

    借助数值计算方法进行光谱多组分同时测定近年来发展迅速.对于仪器响应(如吸收度)与组分浓度间呈线性关系,即二者服从比尔定律,又可获得纯标准物质光谱的情况下,通常的最小二乘曲线拟合,如卡尔曼滤波〔1〕,目标因子分析〔2〕等能获得满意的结果,化学计量学中称之为直接校正.而实际体系中,往往因组分间相互作用使吸收度与组分浓度间关系复杂化,加之由其他因素导致的异常值,此时上述方法难以给出满意结果.PLS(偏最小二乘)法通常是先构造一系统已知浓度的混合物校正集,由校正集的响应与浓度重新建立仪器响应与组分浓度间的数学模型,再通过模型对试样进行定量分析,它避免了对矩阵进行求逆,从而可以解决光谱的共线性问题,但它对非线性点和异常点是不稳健的.本文先用诊断方法对去痛片的数据进行预处理剔除异常值,然后用PLS法进行计算,获得了满意结果.
, 百拇医药
    1 原理

    1.1 诊断方法

    本文比较了COOK平方距离法〔3〕,帽子矩阵法,钟乳石图法〔4〕,比较而言,钟乳石图法效果最佳.但它常常过量检出.本文采用COOK平方距离法检出奇异点.其数学原理如下.

    光度分析中多元校正模型可以写成如下矩阵形式:

    A=EC.

    式中,A为吸收度,即仪器响应;E为灵敏度因子,即吸收系数;C为待测成分浓度.

    a.用最小二乘估计计算回归系数C.

    b.计算残差:

    Rss=∑(Ai-α1Ci12Ci2……-αmCim)2.
, 百拇医药
    c.计算不含第i个量测点的最小二乘估计回归系数C(i).

    d.计算第i个点的COOK平方距离:

    CD2i=[C-(Ci)]TM[C-C(i)]/d.

    其中:M=ETE,d=m[Rss/(n-m)];m待测组分数,n测量波长点数.

    当CDi很大时,说明第i个量测值对回归参数的估计值有很大影响,应作为奇异值剔除.

    本文采用半定量判据剔除奇异点,即将COOK平方距离CD2i由小到大排列,当某一CD2i值明显大于其前一CD2i时.将其后各波长点作为奇异点除去.
, 百拇医药
    1.2 偏最小二乘法

    方法见文献〔5,6〕,原理从略.

    2 方法与结果

    2.1 仪器与试药

    岛津UV-265紫外-可见分光光度计;IBM-586计算机;DT-100电光分析天平.

    95%乙醇,非那西丁、氨基比林、苯巴比妥、咖啡因原料药经药典法测定合格,淀粉、硬质酸镁,均符合中国药典的有关规定.

    2.2 去痛片组分含量的测定

    2.2.1 组分溶液稳定性

    配制适宜浓度的非那西丁、氨基比林、苯巴比妥、咖啡因溶液,立即并每间隔2 h测定吸收度,结果表明各组分溶液至少12 h内吸收度不变.
, 百拇医药
    2.2.2 组分光谱加和性

    按实验中采用的非那西丁、氨基比林、苯巴比妥和咖啡因浓度的最高限、最低限和一个中间浓度分别配制各组分纯品溶液及相应浓度的混合溶液,选择几个有代表性的波长点测定各单组分纯品溶液的吸收度,将诸波长点加和值与相应混合物的吸收度比较,两者相对偏差有的波长点高达6.6%,表明该体系加和性较差,与文献〔7〕报道的结果一致.

    图1 非那西丁,苯巴比妥,咖啡因,氨基比林的紫外吸收光谱

    1—非那西丁;2—苯巴比妥;3—咖啡因;4—氨基比林;5—辅料

    2.2.3 组分溶液吸收光谱的绘制

    分别精密称取非那西丁、咖啡因、氨基比林、苯巴比妥纯品,以75%乙醇为溶剂,分别配制成适宜浓度的纯品溶液,辅料溶液按处方比例配制,以75%乙醇为参比,于波长200~400 nm间扫描,绘制图谱见图1.
, 百拇医药
    由图1可见,4组分光谱严重重迭.

    2.2.4 标准混合物的配制

    分别精称4组分各0.1g、咖啡因(C)、苯巴比妥(P)于100 mL容量瓶中,用75%乙醇稀释至刻度;非那西丁(F)、氨基比林(A)于50 mL容量瓶中,用75%乙醇稀释至刻度.再各精密移取25 mL于250 mL容量瓶中,用75%乙醇稀释至刻度即得咖啡因、苯巴比妥,非那西丁、氨基比林的贮备溶液.由各贮备溶液取分别相当标示量80,90,100,110,120%5个水平,按正交表吸取相应体积,用75%乙醇稀释至100 mL,制取16个标准混合物,用岛津265分光光度计于波长200~280 nm处,间隔2 nm测定吸收度,得到校正集.

    2.2.5 合成样品的配制与测定

    按处方比例分别精密称取非那西丁、咖啡因、苯巴比妥、氨基比林及辅料适量于乳钵中,研细、混匀.精密称取适量于容量瓶中,用75%乙醇稀释至合适浓度的测定液.依法配制8个合成样品,以相应辅料溶液为参比,于220~280 nm,间隔2 nm测定吸收度,输入计算机,用偏最小二乘法(PLS)及先将数据经诊断剔除非线性点和奇异点(经诊断剔除了222,230,234,250 nm 4 个波长点)后再用偏最小二乘法(D-PLS)处理,两种方法结果分别列于表1,表2.
, 百拇医药
    表1 偏最小二乘法结果 序号

    氨基比林

    非那西丁

    咖啡因

    苯巴比妥

    加入值

    /mg×10

    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10
, 百拇医药
    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10

    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10

    测得值
, http://www.100md.com
    /mg×10

    回收率

    /%

    1

    10.01

    10.00

    99.9

    10.01

    9.88

    98.7

    3.347

    3.437

    102.7
, 百拇医药
    4.008

    4.128

    103.0

    2

    10.01

    10.36

    103.5

    10.01

    9.93

    99.2

    3.337

    3.227

    96.7
, 百拇医药
    4.008

    4.016

    100.2

    3

    10.01

    9.88

    98.7

    10.01

    10.39

    103.8

    3.335

    3.333

    99.9
, 百拇医药
    4.002

    4.101

    102.5

    4

    10.01

    9.86

    98.5

    10.01

    10.25

    102.4

    3.335

    3.430

    102.8
, http://www.100md.com
    4.002

    4.101

    102.5

    5

    10.01

    9.83

    98.2

    10.01

    10.26

    102.5

    3.335

    3.434

    103.0
, 百拇医药
    4.002

    3.857

    96.4

    6

    10.01

    10.19

    101.8

    10.01

    10.28

    102.7

    3.335

    3.432

    102.9
, 百拇医药
    4.002

    4.085

    102.1

    7

    10.01

    10.25

    102.4

    10.01

    10.12

    101.4

    3.333

    3.235

    97.1
, http://www.100md.com
    4.000

    4.092

    102.3

    8

    10.01

    10.15

    101.4

    10.01

    9.82

    98.1

    3.333

    3.342

    100.3
, 百拇医药
    4.000

    3.904

    97.6

    平均回收/%

    100.6

    101.1

    100.7

    100.5

    RSD/%,n=8

    1.9

    2.1

    2.7

    2.5
, 百拇医药
    表2 诊断-偏最小二乘法结果 序号

    氨基比林

    非那西丁

    咖啡因

    苯巴比妥

    加入值

    /mg×10

    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10
, http://www.100md.com
    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10

    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10

    测得值
, 百拇医药
    /mg×10

    回收率

    /%

    1

    10.01

    10.01

    100.0

    10.01

    9.94

    99.2

    3.347

    3.430

    102.8
, 百拇医药
    4.008

    4.057

    101.3

    2

    10.01

    10.09

    100.8

    10.01

    10.06

    100.5

    3.337

    3.424

    102.6
, http://www.100md.com
    4.008

    3.982

    99.2

    3

    10.01

    10.29

    12.8

    10.01

    10.04

    100.4

    3.335

    3.269

    98.0
, 百拇医药
    4.002

    3.892

    97.2

    4

    10.01

    10.17

    101.6

    10.01

    10.00

    99.9

    3.335

    3.262

    97.8
, http://www.100md.com
    4.002

    4.054

    101.3

    5

    10.01

    10.09

    100.8

    10.01

    10.00

    99.8

    3.335

    3.327

    99.8
, 百拇医药
    4.002

    3.967

    99.1

    6

    10.01

    10.02

    100.1

    10.01

    10.23

    102.2

    3.335

    3.363

    100.8
, http://www.100md.com
    4.002

    4.098

    102.2

    7

    10.01

    9.86

    98.6

    10.00

    10.01

    100.1

    3.333

    3.365

    100.7
, 百拇医药
    4.000

    3.917

    97.9

    8

    10.01

    9.86

    98.6

    10.00

    10.12

    101.2

    3.333

    3.363

    100.9
, 百拇医药
    4.000

    3.902

    97.6

    平均回收/%

    100.4

    100.4

    100.3

    99.5

    RSD/%,n=8

    1.6

    0.9

    1.9

    1.8
, 百拇医药
    由表1,表2可见,对于象去痛片这种组分间存在较强相互作用的体系,其线性加合性不好,直接用PLS法获得的结果欠佳(如表1),结果波动稍大.如用诊断方法将非线性点和奇异点剔除后再用PLS法(D-PLS)进行计算,结果有所改进(见表2).

    2.2.6 加入误差后的方法比较

    为了更进一步证实诊断的效果,在上述诊断检出的4个波长点的吸收度上加入15%的相对误差,用PLS与D-PLS进行计算,两者结果分别列于表3、表4.表3 加误差后偏最小二乘法结果 序号

    氨基比林

    非那西丁

    咖啡因

    苯巴比妥

    加入值
, 百拇医药
    /mg×10

    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10

    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10
, 百拇医药
    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10

    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    1

    10.01

    9.93
, 百拇医药
    99.3

    10.01

    9.08

    90.7

    3.347

    3.210

    95.9

    4.008

    4.224

    105.4

    2

    10.01

    10.05
, 百拇医药
    100.4

    10.01

    99.0

    98.9

    3.337

    3.527

    105.7

    4.008

    3.900

    97.2

    3

    10.01

    10.01
, 百拇医药
    100.0

    10.01

    103.7

    103.6

    3.335

    3.248

    97.4

    4.002

    3.926

    98.1

    4

    10.01

    9.79
, 百拇医药
    97.8

    10.01

    9.45

    94.4

    3.335

    3.127

    95.1

    4.002

    4.190

    104.7

    5

    10.01
, 百拇医药
    9.89

    98.9

    10.01

    104.9

    104.8

    3.335

    3.228

    96.8

    4.002

    4.122

    103.0

    6

    10.01
, http://www.100md.com
    10.23

    102.2

    10.01

    11.67

    116.6

    3.335

    3.788

    136.6

    4.002

    3.822

    95.6

, 百拇医药     7

    10.01

    101.5

    101.4

    10.01

    11.44

    114.3

    3.333

    3.490

    104.7

    4.000

    4.098
, http://www.100md.com
    102.4

    8

    10.01

    10.04

    100.3

    10.01

    10.76

    107.5

    3.333

    3.153

    94.6

    4.000

    3.860
, 百拇医药
    96.5

    平均回收/%

    100.0

    103.8

    100.5

    100.4

    RSD/%

    1.4

    8.7

    6.8

    3.9

    :表明两种方法结果或方差间存在显著性差异, :表明两种方法结果或方差间存在非常显著的差异表4 加误差后诊断-偏最小二乘法结果 序号
, 百拇医药
    氨基比林

    非那西丁

    咖啡因

    苯巴比妥

    加入值

    /mg×10

    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10

    测得值
, 百拇医药
    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10

    测得值

    /mg×10

    回收率

    /%

    加入值

    /mg×10

    测得值

    /mg×10
, 百拇医药
    回收率

    /%

    1

    10.01

    9.98

    99.7

    10.01

    9.61

    96.0

    3.347

    3.283

    98.1

    4.008
, 百拇医药
    4.152

    103.6

    2

    10.01

    10.02

    100.1

    10.01

    10.10

    100.0

    3.337

    3.464

    103.5

    4.008
, 百拇医药
    3.940

    98.3

    3

    10.01

    10.00

    99.9

    10.01

    10.13

    101.2

    3.335

    3.218

    96.5

    4.002
, 百拇医药
    3.962

    99.0

    4

    10.01

    9.96

    99.5

    10.01

    9.86

    98.5

    3.335

    3.355

    100.6
, 百拇医药
    4.002

    3.982

    99.5

    5

    10.01

    9.99

    99.8

    10.01

    10.52

    105.1

    3.335

    3.355

    100.6
, http://www.100md.com
    4.002

    4.022

    100.5

    6

    10.01

    10.02

    100.1

    10.01

    10.47

    104.6

    3.335

    3.365
, 百拇医药
    100.9

    4.002

    4.038

    100.9

    7

    10.01

    9.98

    99.7

    10.00

    9.74

    97.4

    3.333
, 百拇医药
    3.426

    102.8

    4.000

    4.008

    100.2

    8

    10.01

    10.03

    100.2

    10.00

    10.12

    101.2

    3.333
, 百拇医药
    3.253

    97.6

    4.000

    3.964

    99.1

    平均回收/%

    99.9

    100.6

    100.1

    100.4

    RSD/%

    0.21

, http://www.100md.com     2.6

    2.5

    1.6

    :表明两种方法结果或方差间存在显著性差异, :表明两种方法结果或方差间存在非常显著的差异 由表3、表4可见:通过成对t检验表明,两种方法的某些结果间已经出现了显著、甚至非常显著的差异.通过F检验表明,两种方法的方差间均存在显著或非常显著的差异.

    2.2.7 去痛片测定及标准法比较

    用诊断-偏最小二乘法和天津市药品标准(74)分别对4个厂家的去痛片进行了测定.2种方法结果列于表3.每个样品各测定3次,经t检验表明,2种方法测定结果间在95%概率下无显著性差异.

    表5 诊断偏最小二乘法与标准法(天津-74)结果比较 厂家
, 百拇医药
    非那西丁

    苯巴比妥

    咖啡因

    氨基比林

    DPLS/%

    Stand/%

    DPLS/%

    Stand/%

    DPLS/%

    Stand/%

    DPLS/%

    Stand/%

    锦 州
, 百拇医药
    87.3

    87.7

    90.5

    92.0

    82.0

    84.2

    95.6

    96.7

    锦 州

    84.6

    84.5

    75.11

    77.05
, http://www.100md.com
    97.7

    99.6

    84.3

    82.5

    克 达

    100.8

    101.0

    91.5

    90.7

    93.8

    95.9

    97.6

    96.0
, 百拇医药
    鸭绿江

    106.6

    106.3

    96.5

    94.7

    77.25

    75.21

    96.8

    98.8

    D-PLS为诊断-偏最小二乘法结果,stand为天津-74地方标准法结果3 讨论

    在复方药物制剂分析中,往往会遇到一些组分间存在较强相互作用的体系.为此,曾有许多研究者提出过各种解决方法,如非线性偏最小二乘法,即在比尔定律的线性模型中加入各组分浓度的平方项,我们实践表明,这种方法并无优越性,特别对线性良好的体系,往往会给出较差结果.也有的作者提出先给出全模型(即在比尔定律基础上不仅加入平方项,而且加入交叉项),然后用逐步回归剔除多余变量,以求获得最佳模型.文献〔8〕提出:“模型的正确选择根本上要依赖于所研究的问题本身的专业知识和实践经验.当应用某种准则和方法选出了一个‘最优’变量子集,明显地与实际问题本身的专业理论不一致时,需要首先重新考虑我们的统计结论,仔细从数据中是否含异常点,复共线性,计算错误等方面找一找原因”.只有把变量选择方法“看作一种辅助工具,与实际问题本身的专业知识和实践经验相结合,才能取得好的实际效果”.
, 百拇医药
    参考文献

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    [2] 刘世庆,张玉琴,张敬宝.因子分析分光光度法及其应用研究.沈阳药学院学报,1990,7(2):88~92

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    [4] 陈文灿,崔 卉,梁逸曾.一个多元校正的稳健诊断新方法.高等学校化学学报,1995,16(9):1349~1354

    [5] Clementi S,Cruoiani G,Curti G.Some application of the partial least squares method.Anal Chim Acta,1986,191(1):149~160

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    收稿日期:1998-07-06, http://www.100md.com