“تشخیص سریع و هوشمند Notopterygium incisum و Notopterygium franchetii با استفاده از اثرانگشت‌های طیف‌سنجی مادون قرمز و اثرانگشت‌های بویایی الکترونیکی “

این تحقیق مقدماتی، طیف‌سنجی مادون قرمز میانی (MIR)، طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک (NIR) و بینی الکترونیکی (E-nose) را برای شناسایی سریع Notopterygium incisum و Notopterygium franchetii ارزیابی کرد، که هر دو به‌عنوان منابع مورد تأیید Notopterygii Rhizoma et Radix (فارماکوپه چینی، ۲۰۱۵) شناخته می‌شدند اما دارای ترکیبات شیمیایی و فعالیت‌های داروشناسی متفاوتی بودند. در سطح متغیرهای منفرد، MIR تعدادی قله متمایز در محدوده‌های ۲۸۰۰–۳۰۰۰ cm−1 (بانداژ کششی C–H)، ۱۶۷۰–۱۷۷۰ cm−1 (بانداژ کششی C=O) و ۱۴۰۰–۱۲۰۰ cm−1 (بانداژ خمشی C–H و بانداژ کششی C–O) نشان داد.

در همین حال، NIR تنها یک قله متمایز شهودی نزدیک به ۴۷۳۶ cm−1 (بانداژ ترکیبی از حالت‌های کششی O–H و C–O) نشان داد. سیگنال‌های پاسخ E-nose برای N. incisum و N. franchetii در چهار حسگر، یعنی LY2/LG، LY2/GH، LY2/gCT و LY2/gCTI به‌طور قابل توجهی متفاوت بودند (p < 0.05).

با استفاده از طیف‌های مادون‌قرمز یا پاسخ‌های حسگر E-nose به عنوان اثر انگشت، مدل‌های ماشین بردار پشتیبان (SVM) می‌توانند دقت شناسایی خوبی را ارائه دهند (100٪ برای مدل‌های MIR و NIR، 92.9٪ برای مدل E-nose). این تحقیق امکان‌سنجی استفاده از MIR، NIR و E-nose برای شناسایی دقیق، سریع، ارزان و سبز N. incisum و N. franchetii را نشان داد که برای تضمین اصالت، اثربخشی و ایمنی مواد و محصولات گیاهی مرتبط مطلوب بود.

This preliminary research evaluated mid-infrared (MIR) spectroscopy, near-infrared (NIR) spectroscopy and electronic nose (E-nose) for the rapid identification of Notopterygium incisum and Notopterygium franchetii, which were both approved sources of Notopterygii Rhizoma et Radix (Chinese Pharmacopoeia, 2015) but possessed different chemical compositions and pharmacological activities.

At the level of single variables, MIR showed quite a few discriminating peaks in the regions of 3000–2800 cm−1 (the stretching bands of Csingle bondH), 1770–1670 cm−1 (the stretching bands of Cdouble bondO), and 1400–1200 cm−1 (the bending bands of Csingle bondH and the stretching bands of Csingle bondO). Meanwhile, NIR only showed an intuitive discriminating peak near 4736 cm−1 (the combination band of Osingle bondH and Csingle bondO stretching modes).

E-nose response signals of N. incisum and N. franchetii were significant different (p < 0.05) on four sensors, i.e., LY2/LG, LY2/GH, LY2/gCT and LY2/gCTI. Using the infrared spectra or E-nose sensor responses as fingerprints, support vector machine (SVM) models can provide good recognition accuracy (100% for MIR and NIR models, 92.9% for E-nose model). This research indicated the feasibility of MIR, NIR and E-nose for the accurate, rapid, cheap and green identification of N. incisum and N. franchetii, which was desirable to assure the authenticity, efficacy and safety of related herb materials and products.