本發(fā)明屬于近紅外光譜分析技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種判別光學(xué)異構(gòu)體旋光性的近紅外光譜分析方法。

背景技術(shù)：

光學(xué)異構(gòu)體是指手性化合物的分子結(jié)構(gòu)相同，物理化學(xué)性質(zhì)相近，但旋光性不同的一對對映異構(gòu)體。其中，使偏振光向左旋轉(zhuǎn)的稱為左旋體，使偏振光向右旋轉(zhuǎn)的稱為右旋體。手性藥物不同旋光性的光學(xué)異構(gòu)體常常具有不同的藥代動力學(xué)、藥效學(xué)和毒理學(xué)性質(zhì)。因此，手性藥物光學(xué)異構(gòu)體的旋光性判別對于保證手性藥物安全有效具有極其重要的意義。旋光度測定法是判別光學(xué)異構(gòu)體旋光性的一種常用方法，但是這種方法破壞樣品，不能用于生產(chǎn)過程的控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種判別光學(xué)異構(gòu)體旋光性的方法，具有準(zhǔn)確、簡便、快速、無損的優(yōu)點(diǎn)。

經(jīng)研究，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種判別光學(xué)異構(gòu)體旋光性的近紅外光譜分析方法，包括以下步驟：

(1)設(shè)置近紅外光譜儀的分辨率和掃描次數(shù)，在10000～4000cm^-1掃描范圍內(nèi)分別采集光學(xué)異構(gòu)體各左旋體樣品和右旋體樣品的近紅外光譜；

(2)對步驟(1)所得光譜，不進(jìn)行預(yù)處理或進(jìn)行化學(xué)計(jì)量學(xué)預(yù)處理；

(3)在步驟(2)所得光譜數(shù)據(jù)中選擇建模光譜范圍；

(4)對步驟(3)所選光譜范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行降維；

(5)對步驟(4)所得數(shù)據(jù)，采用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立并驗(yàn)證光學(xué)異構(gòu)體的旋光性判別模型；

(6)取未知旋光性的光學(xué)異構(gòu)體樣品，按照步驟(1)所述方法采集近紅外光譜，按照步驟(2)～(4)所述方法進(jìn)行光譜的多步驟處理，然后應(yīng)用步驟(5)所建模型進(jìn)行光學(xué)異構(gòu)體的旋光性判別。

優(yōu)選的，步驟(1)中所述近紅外光譜儀的分辨率設(shè)置為2cm^-1、4cm^-1、8cm^-1或16cm^-1，掃描次數(shù)設(shè)置為32、64或128次。

優(yōu)選的，步驟(2)中所述化學(xué)計(jì)量學(xué)預(yù)處理方法為多元信號修正、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變換、導(dǎo)數(shù)和平滑中的一種或多種組合。

步驟(3)中所述建模光譜范圍為10000～4000cm^-1中的一段或多段，可由建模軟件自動篩選或人工篩選，也可在建模軟件自動篩選的基礎(chǔ)上根據(jù)被分析物的近紅外特征吸收進(jìn)一步人工優(yōu)化。

優(yōu)選的，步驟(4)中采用主成分分析法對步驟(3)所選光譜范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行降維。

優(yōu)選的，建模主成分?jǐn)?shù)的選擇依據(jù)為其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率大于85％以及步驟(5)所建判別模型的校正集正判率和驗(yàn)證集正判率均大于95％。

優(yōu)選的，步驟(5)中所述化學(xué)計(jì)量學(xué)建模方法為判別分析法。

優(yōu)選的，步驟(5)中所建判別模型的性能由校正集正判率和驗(yàn)證集正判率進(jìn)行評價(jià)。

作為一個(gè)具體實(shí)施方案，所述光學(xué)異構(gòu)體為莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體。

莫達(dá)非尼(Modafinil)是一種抗嗜睡癥的藥物，化學(xué)名為2-[(二苯基甲基)-亞硫?；鵠乙酰胺，莫達(dá)非尼分子中的硫原子具有手性，且兩個(gè)光學(xué)異構(gòu)體的活性不一致，右旋莫達(dá)非尼的療效更強(qiáng)。

優(yōu)選的，判別莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體旋光性的近紅外光譜分析方法，包括以下步驟：

(1)設(shè)置近紅外光譜儀的分辨率為4cm^-1、掃描次數(shù)為64次，在10000～4000cm^-1掃描范圍內(nèi)分別采集莫達(dá)非尼各左旋體樣品和右旋體樣品的近紅外漫反射光譜；

(2)采用多元信號修正的方法對步驟(1)所得光譜進(jìn)行預(yù)處理；

(3)在步驟(2)所得光譜數(shù)據(jù)中選擇6700～6600cm^-1、6000～5900cm^-1和5050～4850cm^-1為建模光譜范圍；

(4)采用主成分分析法對步驟(3)所選光譜范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行降維；

(5)對步驟(4)所得數(shù)據(jù)，以建模主成分?jǐn)?shù)為2、采用判別分析法建立并驗(yàn)證莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體的旋光性判別模型，模型性能由校正集正判率和驗(yàn)證集正判率進(jìn)行評價(jià)；

(6)取未知旋光性的莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體樣品，按照步驟(1)所述方法采集近紅外漫反射光譜，按照步驟(2)～(4)所述方法進(jìn)行光譜的多步驟處理，然后應(yīng)用步驟(5)所建模型進(jìn)行莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體的旋光性判別。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明基于光學(xué)異構(gòu)體的近紅外光譜，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)技術(shù)，判別光學(xué)異構(gòu)體的旋光性，具有準(zhǔn)確、簡便、快速、無損的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為莫達(dá)非尼左旋體樣品與右旋體樣品的各20張近紅外漫反射原始光譜圖。

圖2為本發(fā)明所建莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體旋光性判別模型的判別圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

實(shí)施例1莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體的旋光性判別

1.儀器及軟件

Antaris II傅里葉變換近紅外光譜儀(美國Thermo公司)，采樣裝置為積分球附件，信號采集軟件為RESULT 3.0，數(shù)據(jù)分析軟件為TQ Analyst 8.0。

2.莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體樣品

共8個(gè)莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體樣品，其中4個(gè)為左旋體，4個(gè)為右旋體。

3.近紅外漫反射光譜的采集

光譜測量條件：分辨率為4cm^-1，掃描次數(shù)為64次，掃描范圍為10000～4000cm^-1。

光譜測量方法：取莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體樣品適量，置一個(gè)清潔干燥的無色透明圓柱形平底玻璃小瓶中，使樣品填充高度約為1.0cm，將已填裝樣品的玻璃小瓶置于安裝了支架的積分球檢測窗上方，調(diào)整支架的內(nèi)徑，使其與玻璃小瓶的底部直徑相吻合，再在上述光譜測量條件下測定莫達(dá)非尼樣品的傅里葉變換近紅外漫反射光譜，每個(gè)莫達(dá)非尼樣品重復(fù)填裝并測量5次，每次樣品測量前均采用相同測量條件掃描并扣除背景。

8個(gè)莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體樣品的40張近紅外漫反射原始光譜如圖1所示。

4.光譜的預(yù)處理

用TQ Analyst 8.0軟件對采集的近紅外漫反射原始光譜進(jìn)行多元信號修正的預(yù)處理。

5.建模光譜范圍的選擇

對預(yù)處理后的光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)人工篩選確定建模光譜范圍為6700～6600cm^-1、6000～5900cm^-1和5050～4850cm^-1共三段。

6.光譜數(shù)據(jù)的降維

使用TQ Analyst 8.0軟件，采用主成分分析法在所選建模光譜范圍6700～6600cm^-1、6000～5900cm^-1和5050～4850cm^-1內(nèi)對預(yù)處理后的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，所選建模主成分?jǐn)?shù)為2時(shí)，其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為99.8％，而且所建模型的校正集和驗(yàn)證集的正判率均為100.0％。

7.判別模型的建立與驗(yàn)證

將莫達(dá)非尼3個(gè)左旋體樣品和3個(gè)右旋體樣品作為校正集樣品，其余1個(gè)左旋體樣品和1個(gè)右旋體樣品作為驗(yàn)證集樣品。分別使用以上校正集樣品和驗(yàn)證集樣品，以建模主成分?jǐn)?shù)為2，采用判別分析法建立并驗(yàn)證莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體的旋光性判別模型。結(jié)果如圖2所示，所建判別模型的校正集正判率為100.0％，驗(yàn)證集正判率為100.0％，說明所建模型具有良好的判別性能，能夠準(zhǔn)確地判別莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體的旋光性。

8.莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體樣品的旋光性預(yù)測

取未知旋光性的莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體樣品1個(gè)，按照上述相同方法采集近紅外漫反射光譜并進(jìn)行光譜的多步驟處理，然后應(yīng)用所建模型進(jìn)行莫達(dá)非尼光學(xué)異構(gòu)體的旋光性判別，結(jié)果顯示其為莫達(dá)非尼左旋體。

采用旋光度測定法對判別結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)結(jié)果顯示所得判別結(jié)果正確，樣品為莫達(dá)非尼左旋體。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍。