[发明专利]一种基于高光谱成像技术快速鉴别苦杏仁真伪优劣的方法

说明书

本发明提供了一种基于高光谱成像技术快速鉴别苦杏仁真伪优劣的方法，通过采集不同产地苦杏仁样本及易混淆品种桃仁样本的高光谱图像，基于不同预处理方法和分类模型成对组合比较，实现了苦杏仁药材不同产地分类及真伪鉴别；进一步基于苦杏仁苷含量的特征波段提取方法，建立了苦杏仁药材中苦杏仁苷含量的预测模型，实现了苦杏仁药材的品质优劣鉴别；本发明基于高光谱成像技术由内到外全面评价苦杏仁品质，为优质苦杏仁药材的挑选和鉴别提供了一种快速无损的分析方法，为中药材质量的工业化智能控制提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及一种基于高光谱成像技术快速无损鉴别苦杏仁真伪优劣的方法，属于中药质量控制领域。

背景技术

苦杏仁是蔷薇科植物山杏Prunus armeniaca L.var.ansu Maxim.、西伯利亚杏P.sibirica L.、东北杏P.mandshurica(Maxim.)Koehne或杏P.armeniaca L.的干燥成熟种子，经典名方麻黄汤等的重要组成成分，是一种天然中药材，有效成分为苦杏仁苷，具有降气止咳平喘，降血脂血糖，抗肿瘤等药理作用。2020版《中国药典》规定苦杏仁药材中苦杏仁苷的含量不能低于3.0％。优质中药材是保障中成药成品质量的第一步。目前，中药质量存在中药原料产地不明、品种不清、化学成分含量不达标等问题，实际生产中优质苦杏仁分拣及真伪鉴别主要依靠人为性状鉴别和传统质量分析方法，存在主观性强，周期长，操作复杂、成本高的缺点，无法满足现场快速检测和工业上实时监测的要求。因此，需要开发一种快速无损全面评价苦杏仁品质及真伪的检测方法以满足实际工业生产的需要。

高光谱成像技术是一种将光谱学和数字成像信息相集成的新型无损检测技术，它可以对分析样品的每个像素点提供完整的光谱信息，从而为不同图像中每个像元赋予类别标签并通过特定波长下的光谱信息反应样品的内部结构，因此，根据高光谱成像能判断样品内外部的物理结构和化学成分，对样品进行定性或定量分析。但尚未发现基于高光谱成像技术由内到外全面评价苦杏仁药材品质进行真伪鉴别的研究。

发明内容

本发明目的是解决中医药工业实际大规模生产过程中苦杏仁药材传统检测方法耗时耗力，具有破坏性，内部品质难以分辨等问题，开发一种基于高光谱成像技术快速鉴别苦杏仁真伪优劣的方法。

本发明通过采集不同产地苦杏仁样本及易混淆品种桃仁样本的高光谱图像，基于不同预处理方法和分类模型成对组合比较，实现了苦杏仁药材的真伪鉴别。进一步基于苦杏仁苷含量的特征波段提取方法，建立了苦杏仁药材中苦杏仁苷含量的预测模型，实现了苦杏仁药材的品质优劣鉴别。

本发明从产地分类、苦杏仁桃仁真伪鉴别和苦杏仁苷含量测定三个方面全面评价苦杏仁品质，建立相应模型，实现快速无损精确鉴别苦杏仁真伪优劣。

本发明的技术方案如下：

一种基于高光谱成像技术快速鉴别苦杏仁真伪优劣的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)样品准备

准备不同产地的若干苦杏仁样品作为产地分类样本集；准备若干苦杏仁样品和若干桃仁样品作为真伪鉴别样本集；抽取不同批次的苦杏仁样品作为苦杏仁苷定量样本集；

具体的，所述产地分类样本集包括陕西、内蒙、甘肃、朝鲜、内蒙5个产地，分别有6批次、18批次、6批次、11批次、14批次，每批次随机选取30粒，总共随机抽取了1650个苦杏仁样品；

所述真伪鉴别样本集为随机选取的720个苦杏仁样品和随机选取的600个桃仁样品；

所述苦杏仁苷定量样本集包括56批次苦杏仁样品，每批次随机选取2份，每份30粒，总共选取112份苦杏仁样品；

(2)高光谱采集过程

利用高光谱仪在898～1751nm范围内采集样品高光谱图像信息；