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拉曼光谱快速鉴别品牌药与仿制药的研究

半路从戎

2015/09/24

化学药检测

1 引言
近些年来，拉曼光谱以其快速、简便、无损、灵敏及无需样本前处理的优势而备受人们的亲赖，尤其是结合化学计量学方法已广泛应用于食品分析、考古及药品快检领域等。本文采用随机森林(Random forests, RF)，通过对卡托普利片1个品牌药厂家与6个仿制药厂家，进行判别分析研究，以区分这7个厂家的药品光谱差异情况。结果发现，通过不断优化RF的两个关键参数可使品牌药与仿制药厂家完全区分开来。为拉曼光谱分析技术高效的用于药品快检领域提供了有力支撑。
2 实验及方法
2.1 实验仪器
便携式拉曼光谱仪i-Raman(B&WTek USA)，采用BRM-785光源，TE致冷CCD检测器，采样激发波长：785nm；光速直径：2 nm；光谱分辨率：3.5 cm^-1；光谱范围：200 ~ 2700 cm^-1。
2.2 样品来源
7个厂家常见市售降压药同一规格25 mg不同批次的卡托普利片共49个，拉曼光谱如图1所示。编号为1:1~10(仿制药), 2:11~20(仿制药), 3:21~24(品牌药), 4:25~28(仿制药), 5:29~36(仿制药), 6:37~41(仿制药), 7:42~49(仿制药)各来自同一厂家，所用药品均由上海市药检所提供（厂家及批次信息略）。

图1 7个厂家生产的卡托普利片的拉曼光谱

3 结果
本文选择包含了丰富的指纹区及基因信息的常用波段200~1800 cm^-1作为后续的分析用, 经过一系列光宇预处理方法后，发现主成分分析（PCA）不能很好的将这几个厂家生产的同一种药品分开，即不能区分品牌药和仿制药厂家，结果如图2所示：

图2 7个厂家药品拉曼光谱前2个主成分投影判别图

而经过优化参数后的随机森林方法，可以很好的将将品牌药和仿制药分开，且各厂家的药品之间内聚度较好，达到了区分的目的。结果如图3 所示：

图3 随机森林参数优化后用于7个厂家的分类情况

4 结论

PCA 和 RF都可以通过提取样本中某些特征变量来进行判别分析，但对本文而言，利用无监督的PCA对品牌药和仿制药的分类结果不太让人信服，不能真实反映不同厂家药品之间的差异性，从而无法将品牌药与仿制药分开。而无监督的RF可以获得良好的分类结果，尤其是在优化参数后，利用有监督的类别标签信息，可以很好的将将品牌药和仿制药分开，且各厂家的药品之间内聚度较好，也间接反映出各厂家的生产工艺的差异性，这样的分类结果更让人满意。随着RF在理论和方法上都越来越成熟时，RF将会凭其强大的优势推动拉曼光谱在药品快检领域的普及，为拉曼光谱快速、准确、高效的用于药品的初步筛选奠定良好基础。

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分
该帖子已被版主-加30积分，加2经验;加分理由:原创奖励，参加原创大赛吧！

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土老冒豆豆

第1楼2015/09/24

应助达人

虽然结果不太令人满意，但也是新的创新了。这篇参加原创大赛吗？

0

又又1990

第2楼2015/09/25

估计就是参加原创大赛的，只是发帖没有点击原创大赛入口，已经给楼主添加上了
土老冒豆豆(土老冒豆豆) 发表:虽然结果不太令人满意，但也是新的创新了。这篇参加原创大赛吗？

0

浪淘沙隐

第3楼2015/09/25

没怎么看懂啊。这样只能区分不同厂家的药品，但是不能区分药效吧？

0

云雀

第4楼2015/09/26

有创意，不知道方法来自哪里，还是自创？

0

青林

第5楼2015/09/26

不错，就是内容太少了

0

荆棘鸟fiona

第6楼2015/10/09

这篇是今年4月份发表的文章，不太符合原创大赛哦~~
又又1990(v2984502) 发表: 估计就是参加原创大赛的，只是发帖没有点击原创大赛入口，已经给楼主添加上了

0

tianru的爸爸

第7楼2015/10/09

是能够区分不同厂家的产品，但这些差异在使用上有无差异，又如何证明的？期待。

0

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