近红外光谱技术用于制剂分析受到重视

近红外光谱(NIRS)技术作为一种快速非破坏性的有效分析方法,近年来在药品生产工业中表现出巨大的应用潜力。由于 NIRS 技术具有方便快速,无需对样品进行预处理,且适用于在线分析等特点,在药物制剂领域中正不断得到重视与应用。它不仅适用于原辅料理化性质的测定,还

适用于成品片剂、胶囊与液体等制剂的分析。目前,在国家食品药品监督管理局的支持下,中国药品生物制品检定所已经启动了近红外假药识别系统的科研项目。拟建立的假药识别系统包括定性分析和定量分析两部分,该系统可先确定药品与其标签标识名称是否一致,再调用适当模型快速检验药品的质量或判别药品是否为特定企业的产品。片剂在片剂生产中采用透射 NIRS 技术进行质量监控已有应用。目前,美国的一些制药企业已经采用这种分析方法作为产品质量控制的标准方法,产品的活性成份可以在无损的条件下,40 秒钟内检测完毕。这种在线的检测方法不仅保证了产品质量,而且可以使得大量的分析工作在短时间内完成。例如,国外有人将反射 NIRS 技术应用于对乙酰氨基酚包衣片的质量控制,实现了不破坏衣膜即可有效测定片剂中对乙酰氨基酚的含量。在另一项研究中,研究人员比较了反射 NIRS和透射 NIRS 技术测定片剂中药物含量的效果。结果显示,透射 NIRS 技术更能获得片剂的完整信息,有助于提高测定结果的准确度,更适用于片剂的含量测定。还有研究人员成功地将 NIRS技术应用于临床试验中外观完全相同的供试品和安慰剂的鉴别,有助于确保临床试验结果的客观公正性。胶囊通常,胶囊壳水分含量低于 10%时,则太干、易碎;若含量高于 18%,则囊壳易软化、发黏。国外研究人员采用多元线性回归(MLR)和 PLS 回归等多元校正方法,利用 NIRS 技术对胶囊在不同湿度和温度下的吸湿性进行旁线分析。该方法样品无需预处理,耗时 1~2 分钟,预测结果准确。另有研究人员通过透射 NIRS 方法采集光谱、PLS 建模,成功分析了胶囊的活性药物含量和均匀度,并与高效液相色谱(HPLC)法进行了相比,显示出更高精密度、回收率及重复性。国外研究人员还采用 NIRS 技术分析活性药物白消安与辅料混合均匀性及胶囊的含量均匀度,结果显示,在白消安含量范围为 5~35 毫克/粒胶囊时,NIRS 技术能够获得较好的线性、准确性和精密度。冻干品冻干技术往往可将溶液中不稳定的药物制成速溶型制剂。NIRS 技术主要用于冻干品的孔隙率和残留水分的测定。研究人员采用 MLR 建模,成功地测定了冻干样品的残留水分,和 KarlFischer 滴定法测得的结果相关系数达 0.98,预测偏差为 0.02 毫克/瓶。还有研究人员将 NIRS 模型应用于监测储存过程中空气湿度对冻干产品吸湿性的影响。与 Karl Fischer 法相比,NIRS 技术更少依赖于测定环境,是一种更有效的水分测定工具。国外有研究者也采用 NIRS 技术成功地测得了密封玻璃瓶中冻干样品的水分含量。通过扫描密封玻璃瓶底部来采集光谱,调出已建模型,即可测得瓶中冻干样品水分含量。与传统方法相比,NIRS 方法更方便且效率更高,尤其对于昂贵的抗肿瘤药物,能够更加有效地降低检测成本生物降解型植入剂和微球生物降解型缓释植入剂或微球的传统含量测定方法需要先将骨架材料溶解后,再提取活性物质进行检测,往往费时且成本很高。国外的研究人员通过 PLS 回归建立校正方程,测得了植入剂中牛血清白蛋白和干扰素α-2a 含量。该技术无需蛋白提取过程,可准确检测到低于 70 微克的蛋白质。另有研究人员分别采用透射 NIRS 和反射 NIRS 法采集光谱,通过波段选择、光谱预处理和 PLS 建模后,测定了聚乳酸/乙醇酸共聚物(PLGA)作为囊材的微球中茶碱的含量;采用反射NIRS 法测定了微球中盐酸洛美沙星的含量。结果显示,PLS 建模的 NIRS 技术测得结果与紫外(UV)法测得的结果具有良好的相关性。现阶段,NIRS 技术在制药工业中的应用还基本处于探索、开发和评估阶段,国外只有少数制药企业开始将 NIRS 技术应用于特殊药物部分生产环节的监控。但是,该技术已逐渐得到更多的重视,目前已成为美国官方分析化学师协会(AOAC)一种标准分析方法应用于药品检测,《美国药典》第 25 版也已在附录中增补了 NIRS 分析方法。由此可见,随着近红外技术、计算机技术、光学技术等不断发展,该领域研究的不断深入,NIRS 技术将在制剂研究和生产领域中发挥出更大作用。

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NIR分析技术是光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术的有机结合,是一种综合性的分析技术。与常规分析技术不同,NIRS 是一种间接分析技术,必须通过建立校正模型来实现对未知样品的定性或定量分析。具体的分析过程主要包括以下几个步骤:一是选择

有代表性的样品并测量其 NIRS;二是采用标准或公认的参考方法测定所关心的组分或性质参数;三是将测量的光谱和基础参数,用适当的化学计量方法建立校正模型;四是未知样品组分或性质的测定。由上述过程可见,NIRS 分析技术包括了 NIRS 测定仪、化学计量学软件和应用模型三部分。三者的有机结合才能满足快速分析的技术要求,属于一种多项技术综合应用的分析方法。


关键词:无损检测 快速检测;近红外光谱仪


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