实测甘草冠层光谱定量估算甘草酸和甘草苷含量.pdf

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1、第３４卷，第７期光谱学与光谱分析Vol畅３４，No畅７，pp１９３３‐１９３７２０１４年７月SpectroscopyandSpectralAnalysisJuly，２０１４实测甘草冠层光谱定量估算甘草酸和甘草苷含量１，２１倡３丁玲，李宏益，张学文１．中国科学院遥感与数字地球研究所，北京１００１０１２．中国科学院大学，北京１０００４９３．中国资源卫星应用中心，北京１０００９４摘要甘草酸（GA）和甘草苷（LQ）是甘草的两个主要的活性成分，常用作评估甘草的质量主要指标。首次尝试应用实测甘草冠层的可见‐短波红外（Vis‐SWIR）高光谱数据定量估

2、算甘草中的GA和LQ含量，利用高效液相色谱方法（HPLC）分别测定甘草中GA和LQ含量作为参考值，通过结合一阶导数预处理和运用Wilk’lambda逐步回归法选择特征波长等光谱预处理方法，在选择９个最优波段基础上建立偏最小二乘２（PLS）回归预测模型，甘草GA和LQ的回归精度R分别为０畅９５３和０畅９３２，校正集的均方根误差（RM‐２SEC）分别为０畅３１和０畅２２，预测精度R分别为０畅８７５和０畅８８３，验证集的均方根误差（RMSEP）分别为０畅３９和０畅２７。结果显示，用光谱预测模型获得甘草GA和LQ含量预测与HPLC方法获得的甘草G

3、A和LQ含量实测之间具有较高的相关性，说明Vis‐SWIR技术从遥感数据中来确定GA和LQ含量的可行性。为野外利用外机载和／或星载高光谱传感器对甘草质量遥感监测提供理论依据。关键词可见‐短波红外光谱；定量估算；甘草酸含量；甘草苷含量；高光谱；冠层反射率中图分类号：TP７９文献标识码：ADOI：１０畅３９６４／j畅issn畅１０００‐０５９３（２０１４）０７‐１９３３‐０５的，但是操作实施上都存在着明显的费时、繁琐的缺陷，近引言年来，利用红外光谱分析技术对中药材原粉进行无损质量检［９‐１１］测，实验结果可靠有效，但以上方法，都不能应用到遥［

4、１２］甘草（GlycyrrhizauralensisFisch），是中药中应用最广感数据。谢彩霞等研究不同来源的甘草冠层高光谱，有效泛的药用植物，药用甘草一般为植物甘草的干燥根及根茎，的鉴别了甘草产地，并用于甘草的质量监控，为甘草资源的［１］在传统的中国医药中具有很长的使用历史。近年来随着药遥感监测奠定了基础。但国内尚未有利用甘草冠层进行定量用甘草需求量的剧增，野生甘草已不能满足人们用药的需估算化学成分研究的报道。本工作利用甘草的冠层光谱来定要，因此人工栽培甘草日益增加，但由于人工栽培甘草种源量估算GA和LQ的含量，利用甘草冠层反射率的数

5、据有几（种子种苗）混杂，导致甘草药材质量参差不齐，达不到药典个原因，包括：（１）从甘草样品进行对GA和LQ含量定量分标准，严重威胁中成药用药安全，另外，由于地理区域和生析所需的时间可以显着地减少，它不需要复杂的样本前处理长条件的不同源于同一物种的甘草的功效和质量也有很大不操作；（２）实测反射率数据可以提供方便的光谱库，用来对同。因此，建立快速、简便、有效的甘草鉴别方法对于甘草比从机载或星载遥感传感器获取的甘草数据；（３）进一步，的质量评价具有重要意义。在甘草的化学成分研究中，甘草它可以用来找出当前形势下的野生和栽培甘草资源，同时获［１３］

6、酸（GA）和甘草苷（LQ）是最主要的甘草成分，也作为甘草的得GA和LQ的含量，保护野生资源。因此，提出一个可［２］重要的质量评价指标。靠的和快速的分析方法，从遥感的视角来定量估计GA和目前，甘草中GA和LQ含量的测定方法，包括高效液LQ的含量。［３‐５］［６，７］相色谱法（HPLC），高效毛细管电泳（HPCE），紫外利用实测甘草冠层可见光‐短波红外（Vis‐SWIR）高光谱［８］光谱法（UV）等，虽然大量实验证明这些方法是准确可靠数据结合偏最小二乘（PLS）回归预测模型，定量分析了甘草收稿日期：２０１３‐０９‐０４，修订日期：２０１３‐１

7、２‐２１基金项目：国家（８６３计划）重点项目（２０１２AA１２A３０４）和中国科学院遥感与数字地球研究所“一三五”规划重要培育方向项目（Y３SG１５００CX）资助作者简介：丁玲，１９８３年生，中国科学院遥感与数字地球研究所博士研究生e‐mail：dingling＠irsa畅ac畅cn倡通讯联系人e‐mail：lihy＿２００３＠１６３畅com１９３４光谱学与光谱分析第３４卷中GA和LQ含量，同时将HPLC分析的甘草中GA和LQ实验方法的详细步骤遵循中国药典的标准（２０１０）。通过含量作为参考值。研究的具体目标是（a）确定最佳高光谱波HPL

8、C分析结果表明，总共得到有效样本３８个。所有样本的段来估计GA和LQ含量和（b）建立甘草冠层光谱库，为今GA和LQ含量较均匀分布在１畅２８～４畅３２和０畅２２～２畅７５g·－１后利用机载或星载