[发明专利]一种药物中咖啡因的定性鉴定和定量测定的方法

说明书

本发明属于太赫兹光谱应用技术领域，提供了一种药物中咖啡因的定性鉴定和定量测定的方法，通过测定药物中的咖啡因的太赫兹特征光谱，选取不同浓度下的特征峰的频点、特征峰幅度以及特征峰下面积分别作为特征量与浓度建立浓度梯度，并输入支持向量回归SVR模型建立训练集和测试集，最终实现未知药物中咖啡因的定性鉴别和定量分析。该方法不需要测定药物中所有成分对应的纯品初始的光谱，不限药物中包含的成分数量，也不限前期测试中药物的配比要求，且在SVR模型训练完毕后不需要重新训练SVR模型，只需将待测物品的太赫兹光谱数据引入算法模型后立刻能得出结果，简化了测量方法，降低了测量成本，应用范围广。

技术领域

本发明属于太赫兹光谱应用技术领域，具体涉及一种药物中咖啡因的定性鉴定和定量测定的方法。

背景技术

咖啡因是一种中枢神经兴奋剂，刺激肾上腺素分泌，导致心跳加快，血压上升，属于国家管制的二类精神药物，其用法用量需严格遵守国家和医学相关规定。目前测定药物中咖啡因的方法很多，如薄层色谱法、紫外分光光度法和高效液相色谱法，但是这些分析方法具有前期处理条件较为严格,分析过程复杂,耗时长及分析费用相对较高等问题。太赫兹波是频率在0.1THz到10THz范围的电磁波，其波段位于微波与红外之间，具有丰富的科学意义和广阔的应用前景。太赫兹光子的能量只有毫电子伏特，不会因为电离而破坏被测物质，而且大多数极性分子在太赫兹波段内能够产生共振、吸收能量并且被检测得到相应的光谱。因此相对于传统的破坏性化学检测方法，太赫兹波谱为物质的无损检测及物质识别提供了一种新的有效途径。

由于太赫兹光谱具有指纹谱的特性，物质的不同化学组成与光谱中的特征峰位置具有一一对应的关系，因此太赫兹光谱能够用于进行物质种类的识别。此外，相同物质在不同浓度的情况下，其太赫兹光谱的吸收峰幅度和吸收峰下面积也会呈现不同的变化速率，因此可以据此来测定物质浓度。

发明内容

本发明是针对现有分析方法，对药物中咖啡因测定耗时长且成本高的问题，提出了一种药物中咖啡因的定性鉴别和定量测定的方法，提高测试效率及降低成本。

本发明提供了一种药物中咖啡因的定性鉴别和定量测定的方法，具有这样的特征，包括：包括以下步骤：步骤1，选择包含不同浓度的目标物质咖啡因的n个参考药物样品，用傅里叶变换红外光谱仪扫描n个参考药物样品，得到每个参考药物样品的太赫兹吸收系数频谱；步骤2，对步骤1得到的太赫兹吸收系数频谱，提取每个浓度下的至少一个特征峰的频点、特征峰幅度以及特征峰下面积，将频点、特征峰幅度以及特征峰下面积分别作为特征量与浓度建立浓度梯度；步骤3，将步骤2中得到的将频点、特征峰幅度以及特征峰下面积作为特征向量进行分组，一组作为训练数据，另一组作为测试数据，用训练数据建立支持向量回归SVR模型训练，找出咖啡因的浓度与太赫兹光谱特征向量的特性关系，得到训练后的SVR模型；步骤4，用傅里叶变换红外光谱仪扫描待测药物样品，得到待测药物样品的太赫兹吸收系数频谱，将特征峰的频点、特征峰幅度以及特征峰下面积导入步骤3得到的训练后的SVR模型，进行演算从而对待测药物样品中的咖啡因进行定性鉴定和定量测定；其中，特征峰为咖啡因的太赫兹吸收系数频谱中的特征峰中的一个或者多个。

发明的作用与效果

本发明所涉及的一种药物中咖啡因的定性鉴别和定量测定的方法，通过测定药物中的咖啡因的太赫兹特征光谱，选取不同浓度下的特征峰的频点、特征峰幅度以及特征峰下面积分别作为特征量与浓度建立浓度梯度，并输入支持向量回归SVR模型建立训练集和测试集，最终实现未知药物中咖啡因的定性鉴别和定量分析。该方法不需要测定药物中所有成分对应的纯品初始的光谱，不限药物中包含的成分数量，也不限前期测试中药物的配比要求，且在SVR模型训练完毕后不需要重新训练SVR模型，只需将待测物品的太赫兹光谱数据引入算法模型后立刻能得出结果。相比目前常用的药物中咖啡因常用的分析方法更便捷高效，且解决了在药物中大量物质混合的情况下，目前的常用分析方法耗时较长，成本较高等问题。

附图说明

图1是本发明的实施例中的咖啡因样品的太赫兹吸收光谱图；