[发明专利]一种基于太赫兹光谱的药物辨识方法

说明书

本发明提供了一种基于太赫兹光谱的药物辨识方法，所述辨识方法包括将药物粉末压片后进行测量得到其太赫兹光谱并进行光学参数提取，将所述光学参数分为若干子频段，通过多维尺度法对各子频段的光学参数进行降维并构建凸包，将某类样本凸包内的另一类样本点数目视为凸包统计量，优选出该数值达到最小时对应的频段及光学参数。在所述优选频段内构建线性分类模型，实现未知样本对这两类的归属判别，并基于各优选频段下的多个线性二分类模型投票结果确定药物类型。该方法无化学试剂和反应，实现了全频段光学参数有效利用，模型泛化性能好。

技术领域

本发明属于药物鉴别技术领域，具体涉及一种基于太赫兹光谱的药物辨识方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

《中华人民共和国药典》作为法定标准收录了多种传统中药胶剂，它们的原料和制备工艺相近，但在疗效上有差异。由于药物原料获取难易程度不同、加工工艺不同，不同胶剂的市场价格有较大差异，因此市场上存在以低价药充高价药的违法乱象，损害了正当生产者和消费者利益。相近中药胶剂特别是胶剂粉末的快速准确辨识有利于规范市场行为，此类药物的辨识亟需可靠的仪器和评价方法。

基于经验的直观判别方法(如目测颜色、闻气味)缺少客观标准，结论的不确定性大；色谱、质谱技术作为药物分析的常规技术手段具备精度高、效果好的优势，能从氨基酸种类、含量层面上揭示胶剂类型，但测试周期长，成本高，无法适应快速检测胶剂的市场需要，对原始药物样本进行衍生化处理，衍生剂的种类、剂量都会对实验造成影响；实时荧光PCR(Real-time PCR)是一种改进后的PCR(聚合酶链式反应)技术，解决了传统PCR在终点处检测复现性差的问题，能够完成中药胶剂中动物DNA鉴别，但一些动物胶剂药物在制备过程中可能有DNA受损，在此条件下该方法失效；紫外光、可见光和近红外光的穿透能力有限，因此固体样本信号噪声大，需要稀释样本。

太赫兹时域光谱技术可用于固体药物检测，具备不引入化学试剂、不破坏样本成分的优势，测试速度明显优于色谱法、质谱法。现阶段，基于太赫兹光谱分析的药物检测方法普遍基于全频段的光学参数开展分析，由于某些频段内药物测试的光谱稳定性低，同类药物的个体差异大，导致模型对相近药物的分类效果差。

发明内容

针对中药胶剂种类鉴别成本高、耗时长、化学试剂影响大的现状，本发明涉及一种基于太赫兹光谱测试及分析的相似中药胶剂辨识方法。由于太赫兹光谱检测能够实现相近中药胶剂快速、无化学试剂损伤的辨识，同时该方法样本制备时间较短，不需要额外的化学试剂，有望降低鉴别成本。

本发明以现有一般药物粉末的太赫兹光谱测试方法为基础，通过分析大批量药物样本光学参数稳定的种间差异实现药物类型鉴别，降低个体样本随机测量误差对分类造成的干扰。因此，本发明的研究重点在于对太赫兹光谱数据进行“优选”，筛选出同类样本个体差异小、不同类别样本差异大的波段用于建模。基于该思路，本发明对基于太赫兹光谱测量得到的光学参数采用多维尺度分析进行降维，在降维后的二维空间采用一种新方法快速获得样本凸包，统计凸包内的异种样本点数目，选取异类样本点最少的凸包，获取其对应的光学参数及其频率区间作为最优的线性建模频段，据此对应光学参数在此频段的降维结果开展建模，共计获得m类样本两两线性分类模型m×(m-1)个。通过全部二分类模型的分类结果投票确定未知样本的胶剂类型。根据该方法在优选频段下的建模结果表明，在数据处理上最大限度地挖掘了线性模型的分类潜力，有效利用了由仪器性能确定的分析频段下的多个子频段，利用较简单的多个线性模型的组合实现了传统高维模型才达到的训练效果，同时具备较好的泛化性能。

基于上述技术效果，本发明提供以下技术方案：

本发明第一方面，提供一种基于太赫兹光谱的药物辨识方法，所述辨识方法包括以下步骤：

(1)基于太赫兹光谱测量仪器测量样本，获取所述样本的太赫兹光谱及其光学参数；