颜色科学在中药领域中应用前景分析

颜色科学在中药领域中应用前景分析颜色在生产和生活中扮演着越来越重要的角色，颜色的控制已经成为评价许多产品外在和内在质量中最受重视的要素之一。一个物体的光谱决定了其光学特性，包括它的颜色，不同的光谱可以被人接收为同一个颜色。虽然可以将一个颜色定义为所有这些光谱的总和，但是不同的人所感受到的颜色是不同的。而传统的颜色评估方式是用眼睛来判断，这种方式无法达到真正的数据化和标准化，从而评价结果的稳定性和公正性经常受到质疑，颜色的量化和标准化正是实现颜色准确控制、传递和交流的前提。基于这种需求，测色技术得到了日新月异的发展。测色技术是一种绿色分析技术，具有快速、经济、无污染、无损、在线检测等特点，并从单一的光谱颜色理论研究逐渐进入了实际颜色检测应用阶段，其被广泛应用于农业、食品、工业、医学诊疗等行业。根据CIE色度学理论，任何颜色可用三个对人眼的颜色三刺激值来表示，因此获得颜色三刺激值正是测色仪器的测量目的。目前，常用的色测量仪器主要分为光电积分式和分光光度式两类，它们都根据色度学三基色原理和混色原理进行颜色测量，并符合CIE标准色度系统推荐的标准照明体和规定的照明观察条件，定量地比较“标准”和“样品”在同一波长上的单色辐射功率，从而测量出样品的光谱透射比或光谱反射比。光电积分测色仪器又称为色差计，通过模拟人眼光谱三刺激值特性，用光电积分效应直接测得样品的三刺激值X，Y和Z，再由此计算出样品的色品坐标等参数。这类仪器利用滤光片，对所用光电探测器的光谱响应进行滤色修正，这种将总光谱特性修正成与标准观察者相互一致的条件称为卢瑟条件。但在实际的滤色修正中，由于色玻璃的品种有限，仪器不可能完全符合卢瑟条件，只能近似符合。因此，光电测色仪精确度不高，但能准确测出两个色源之间的差别，适用于测量精度要求不是很高行业的快速质检、在线检测。目前主要的光电测色仪器有日本日电公司的P6R-100DP型，美能达公司的CR-100型和CR-200型以及美国亨特实验室D25-PC2型等。分光光度测色仪器又称光谱光度计，这类仪器计算出物体在各种标准光源和标准照明体下的三刺激值X，Y，Z，再转成均匀色空间标度L，a和b。分光测色仪主要由单色仪和探测器两个部分组成，其中单色仪起分光作用，有棱镜单色仪和衍射光栅单色仪2种。分光测色仪通过探测样品的光谱成分确定其颜色参数。所以精度非常高。稳定性好，不仅反映波长反射率光谱曲线图的变化，更能精确地反映L，a和b数值，而并非仅用于色差的比较，适用于纺织印染，染料、颜料、涂料，塑料着色及油墨等对测色要求较高的行业。目前主要的分光测色仪有美国X-Rite公司的SP-68和SP-88型分光光度计，Datacolor公司的SF系列仪器和日本美能达CM-3600和国内首创分光测色仪的杭州彩谱科技有限公司的CS便携式分光测色仪CS-580，CS-600，CS-610，CS-650，CS-660和台式分光测色仪CS-800，CS-810和CS-810。测色技术正逐步取代传统的目视检测方法，成为医疗诊断领域中的重要技术，在牙齿比色配色、口腔修复学、皮肤病的诊断与分析，中医色诊、艾灸等医疗诊断方面都有应用。色诊是中医的特色之一，舌苔和面部色泽能反映疾病的性质与程度。如今，国内外中医工作者把颜色光学理论和测色技术引人中医诊断研究领域，客观测定常色及病色，避免主观人为色诊误差，为医务人员提供科学有效及客观化的色诊诊断信息。药品颜色是药品内在质量的一个客观表征，其与规定颜色的差异能在一定程度上反映药物的纯度，各国药典都用以作为药品质量控制的一个重要检查项目。美国药典自1980年版率先收载了利用色差值测定药品溶液颜色的方法，其他一些国家的药品企业标准中也有使用类似仪器、方法测定药品溶液的颜色。近年来，色差法为药品颜色测定提供了一个客观的、准确的检测指标，已成功用于包括原辅料、制剂、生产过程等环节的固体药物和液体药物的颜色控制和异物检测。中药一般都具有各自固有的外观颜色。如丹参色红。紫草色紫，黄芩色黄，青黛色蓝，血竭外色黑似铁，研粉则红似血，朱砂外色黑而紫，研粉则红似血等。中药外观色泽是内在质量的重要标志之一，它对于中药的性状鉴别和质量评价起了一定的作用。色泽也是中药加工炮制程度判断的手段之一，生地加黄酒蒸制后以乌黑油亮者为佳，若蒸后外面黑灰色，内里棕黑色无光泽，则为次品；甘草生品黄色，蜜炙后变为老黄色等。同时，由于贮藏过程中的条件及时间等不当，易会造成药物的变色，如红花经日光照射后易退色变黄，大黄经日光照射后由黄色变为红棕色；半夏受潮后变为粉红色，灰色甚至黑色，当归受潮后变成黑色等。如果色泽有明显的变化和严重的失真，就应考虑其质量等级和能否入药的问题。因此掌握色泽变化对于控制中药品质十分必要，是衡量中药质量的重要依据之一。但当前药典中关于中药材及中药饮片性状中有关颜色的描述内容采用主观文字表达，如黄色至黄棕色，淡红棕色或暗棕色等仍然是一个模糊的定性指标，未达到数据化和标准化的衡量标准。因此，在实际执行过程中带来较大的困难，亟需引入一种能够准确量化中药外观色泽的技术，实现中药外观色泽的客观化表达。随着国家对中药质量控制的重视和相关研究技术的发展，“光谱颜色科学”理论和测色技术逐步应用到中药领域中。目前测色技术在中药方面主要用于药剂颜色的检测，在中药材及饮片中的应用较少。近期，研究者从光谱颜色水平、化学成分等方面对中药外观性状和内在成分之间的关联性评价也进行了初步探索。一直以来，中药质量的评价主要关注已知成分为指标的定量测定，这自然为直接添加指标成分而使定量检测达标等一些非法加工者提供了可乘之机。同时，单个成分的含量高并不说明其质量最佳，如药典中要求桔梗表面白色或淡黄白色，而色泽变红棕色时，桔梗总皂苷含量反而更高。中药研究在进入新的历史契机时，唯成分论已不再是中药研究中主要方法，应当取丽代之的是结合外观性状，尤其是中药色泽这一与中药质量相关的整体指标，因为中药外观色泽与其内在质量密不可分。同时这一检测方法充分体现了快速无损检测的优势。开展中药外观色泽标准的规范化研究，应当强调实现色泽这一中药质量鉴别的重要指标的客观化表达，建立各种中药的色泽量化范围，同时更应强调结合中药内在主要成分，探讨中药饮片色泽变化与其内在成分变化之间的耦合关系，从内、外两个角度控制中药的质量，为实现构建中药从经验向量化的评价模式奠定基础。