Schneller Nachweis der Echtheit und Verfälschung von Bärengallenpulver mittels Infrarotspektroskopie in Kombination mit Chemometrik
Bärengallenpulver ist ein getrocknetes Produkt, das aus der Gallenblasenoperation von Selenaretos thibetanus Cuvies, einem Mitglied der Bärenfamilie, gewonnen wird. Es hat die Wirkung, Hitze zu beseitigen, die Leber zu beruhigen und die Sehkraft zu verbessern, und ist eines der vier wertvollen tierischen Heilmittel in China. Aufgrund der besonderen Herkunft und des hohen Preises von Bärengallenpulver kommt es vor, dass auf dem Markt andere tierische Gallenpulver als Bärengallenpulver verkauft werden. Darüber hinaus stellte unsere Forschungsgruppe in der Anfangsphase der Marktforschung fest, dass aufgrund der großen Produktion und des niedrigen Preises von Schweinegallenpulver und Kuhgallenpulver deren Aussehen und Eigenschaften denen von Bärengallenpulver ähneln. Sie werden nicht nur als Bärengallenpulver gefälscht, sondern auch häufig mit Bärengallenpulver vermischt und verkauft. Im Vergleich zu gefälschten Produkten ist es schwieriger, gepanschte Produkte zu erkennen. Dieses Phänomen führt zu einer uneinheitlichen Qualität des im Handel erhältlichen Bärengallenpulvers, was die klinische Wirksamkeit und die Rechte der Verbraucher ernsthaft beeinträchtigt. Daher sind die Identifizierung der Authentizität und die Vorhersage des Verfälschungsgrads von Bärengallenpulver von großer Bedeutung für die Qualitätskontrolle von Bärengallenpulver.
Zu den gängigen Identifizierungsmethoden für Bärengallenpulver gehören die Dünnschichtchromatografie, die Hochleistungsflüssigkeitschromatografie und die spezifische Polymerase-Kettenreaktion (PCR), aber diese Methoden sind mit Problemen verbunden, wie z. B. langem Zeitaufwand, komplexer Arbeitsweise und zerstörerischen Auswirkungen auf die Probe. Darüber hinaus erfordern einige Methoden bei großen Probenmengen eine große Menge an organischen Reagenzien. Die Vorteile der Nahinfrarotspektroskopie liegen in der schnellen Analysegeschwindigkeit, der minimalen Zerstörung der Probe und der Tatsache, dass keine Vorverarbeitung erforderlich ist. Sie wird häufig zur Identifizierung der Echtheit und Verfälschung traditioneller chinesischer Medizin eingesetzt. Aufgrund der starken Hygroskopizität von Bärengallenpulver besteht jedoch die Gefahr, dass einige Proben bei der Nahinfrarotspektroskopie-Analyse verloren gehen. Daher hat diese Methode gewisse Einschränkungen bei der Anwendung auf medizinische Materialien aus Galle. Im Vergleich zur Nahinfrarotspektroskopie zeichnet sich die Infrarotspektroskopie durch eine schnelle und empfindliche Analyse aus und erfordert nur eine sehr kleine Probenmenge, wodurch sie sich besser für die Qualitätskontrolle wertvoller Arzneimittel eignet. Derzeit gibt es nur wenige Berichte über den Einsatz der Infrarotspektroskopie zur Identifizierung von Bärengallenpulver. Lediglich Yan et al. verglichen die Infrarotspektren von Bärengallenpulver mit denen der anderen drei Tiergallenpulver, aber ihre Stichprobengröße ist gering, und es fehlt die Berücksichtigung des Verfälschungsverhaltens sowie die Visualisierung der Ergebnisse in Kombination mit Chemometrie. In dieser Studie wurden gepanschte Proben mit unterschiedlichen Verhältnissen von Bärengallenpulver, Schweinegallenpulver und Rindergallenpulver hergestellt. Es wurden Infrarotspektren von echten Produkten, 7 Arten von verfälschten Produkten und 2 Arten von verfälschten Produkten gesammelt. Zur Optimierung der erhaltenen Spektren wurden Grundlinienkorrektur, Glättung, Differenzierung und andere Vorverarbeitungsmethoden eingesetzt. In Kombination mit der orthogonalen partiellen Kleinstquadrat-Diskriminanzanalyse (OPLS-DA) und der partiellen Kleinstquadrat-Regression (PLSR) wurde die Durchführbarkeit der Verwendung von Infrarotspektren zur Identifizierung der Echtheit von Bärengallenpulver und zur Vorhersage des Verfälschungsgrads untersucht, was eine Referenz für die Qualitätskontrolle von Bärengallenpulver und anderen wertvollen medizinischen Materialien darstellt.

In dieser Studie wurde zum ersten Mal Infrarotspektroskopie in Kombination mit Chemometrie eingesetzt, um qualitative OPLS-DA-Modelle für echtes Bärengallenpulver, verschiedene Kategorien gefälschter Produkte und gepanschte Produkte sowie quantitative PLSR-Modelle für zwei Arten von gepanschtem Bärengallenpulver zu erstellen. Durch verschiedene spektrale Vorverarbeitungsmethoden übertrafen die etablierten Identifizierungsmodelle für echtes, gefälschtes und gepanschtes Bärengallenpulver sowie die Identifizierungsgenauigkeit des Modells für die Kategorie der gepanschten Produkte und des Modells für die Kategorie der gepanschten Produkte für den Kalibrierungssatz und den Validierungssatz 95%. Darüber hinaus sind die R2c und R2v des quantitativen Modells für den Anteil des gepanschten Bärengallenpulvers in zwei Typen beide größer als 0,95. Die obigen Ergebnisse zeigen, dass die Infrarot-Spektroskopie-Technologie die Qualität von Bärengallenpulver schnell erkennen kann und die Ergebnisse eine gute Genauigkeit aufweisen.

Im Vergleich zu den derzeitigen konventionellen Analysemethoden für medizinische Materialien aus Tiergalle gewährleistet die Infrarotspektroskopie nicht nur die Genauigkeit der Ergebnisse, sondern spart auch Zeit und Kosten und ermöglicht eine nahezu zerstörungsfreie Qualitätskontrolle wertvoller medizinischer Materialien. Auf der Grundlage der aktuellen Probenentnahme und des von unserer Forschungsgruppe erstellten quantitativen Modells für Bärengallenpulver hat die Infrarotspektroskopie eine ausgezeichnete Nachweisfähigkeit gezeigt. Allerdings basiert das Spektralmodell auf einer großen Anzahl von Proben und erfordert eine kontinuierliche Ergänzung der Proben, um die Genauigkeit und Stabilität des Modells zu verbessern. Daher werden wir in Zukunft die Art und Anzahl der Proben weiter erhöhen, um die Qualität von Bärengallenpulver noch genauer zu bewerten.

Mit der Entwicklung der Chemometrie hat die Infrarotspektroskopie breite Anwendungsmöglichkeiten bei der Qualitätskontrolle von Arzneimitteln. Diese Studie bietet eine einfache und schnelle neue Methode für die Qualitätskontrolle wertvoller medizinischer Materialien und stellt auch eine Referenz für die Qualitätskontrolle von Bärengallenpulver dar.