近紅外光譜分析技術(shù)在藥學領(lǐng)域中的應用

近紅外光譜分析技術(shù)在藥學領(lǐng)域中的應用

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  摘要　綜述了近紅外光譜分析技術(shù)在藥學領(lǐng)域中的應用，包括近紅外光譜法在原料藥的分析、藥物制劑的分析和制藥過程中的質(zhì)量控制等等。
　　關(guān)鍵詞　近紅外光譜,藥學,應用
　　中圖號　R 927.2

Applications of Near-Infrared Spectroscopy in Pharmaceutical Analysis

XIANG Bing-Ren　LI Rui　WU Yong-Jun　LIU Guo-Lin　GAO Shou-Guo
（China Pharmaceutical University,Nanjing　210009）

　　ABSTRACT　Near-Infrared Spectroscopy technique applied in pharmaceutical analysis is reviewed,including analysis of pharmaceutical raw material and dosage forms,as well as pharmaceutical process monitoring.
　　KEYWORDS　Near-infrared spectroscopy,Pharmaceuticals,Application

　　近紅外光譜分析技術(shù)自70年代以來取得了重要進展，特別在藥學領(lǐng)域，已有大量文獻介紹近紅外光譜分析技術(shù)在這些方面的應用。

　　1　原料藥的分析

　　近紅外光譜法可用于原料藥活性成分的分析。Mark等使用馬氏距離分類技術(shù)，通過近紅外光譜對制藥原料進行定性鑒別。Shah等則分別用馬氏距離法和SIMCA法這兩種分類方法對制藥原料的近紅外光譜進行分類。另外，原料藥的結(jié)晶狀態(tài)、粒徑和密度在制劑生產(chǎn)和控制主要活性成分的過程中非常重要，可用近紅外光譜對原料藥的不同物理性質(zhì)進行檢測。Dreassi等利用近紅外反射光譜，根據(jù)藥物的不同物理性質(zhì)，對撲熱息痛、布洛芬等幾種原料藥進行了成功的鑒別。

　　2　藥物制劑的分析

　　近紅外光譜技術(shù)在藥物制劑的分析方面的應用有了很大的發(fā)展。在早期，近紅外光譜法和傳統(tǒng)分析方法一樣，需要用溶劑提取制劑樣品中的待測成分后進行測定。隨著近紅外分析儀的發(fā)展，計算機科學和化學計量學的進步，可以用近紅外光譜法對制劑樣品進行無損分析。近紅外光譜技術(shù)所具備的這種傳統(tǒng)分析方法*的*性，也為實現(xiàn)生產(chǎn)過程實時在線的質(zhì)量控制提供了新的手段。
　　2.1　制劑中活性的含量測定
　　zui早使用近紅外光譜對片劑藥物進行含量測定的是FDA的Sherken。他用近紅外法測定一系列的*標準溶液，建立了計算*片含量的校正方程。幾年后，Zappala等繼續(xù)考察了近紅外對片劑和緩釋膠囊中*的含量分析，對Sherken的方法作了改進。Allen用近紅外光譜法定量測定了片劑中的卡立普多、非那西丁和咖啡。為降低近紅外分析的檢測限，Corti等嘗試在分析前用氯仿進行提取，測定了口服避孕藥中的炔雌醇和炔諾酮。Chasseur使用近紅外光譜分析了西米替丁顆粒的含量，并用紫外光譜法作對照，結(jié)果基本一致。Corti等在用近紅外光譜分析膠質(zhì)和粉末基質(zhì)中酮替芬含量時，考察了校正樣品的濃度范圍對結(jié)果的影響，并在此基礎(chǔ)上分析了雷尼替丁片的含量。為建立用于藥物制劑的可靠而穩(wěn)定的數(shù)學模型，Jouan-Rimbaud等考察了多種校正方法后發(fā)現(xiàn)，可以通過特征選擇改善多元校正。
　　Jensen等將近紅外光譜用于胺碘酮薄膜包衣片的分析，為消除薄膜包衣可能產(chǎn)生的干擾，在采集近紅外光譜前除去了包衣。而Wang等在第9屆近紅外光譜會議上的一篇報告指出，除去包衣并不必要。他們用近紅外發(fā)射光譜透過厚的膠囊壁，成功地測定了雷尼替丁膠囊中活性成分的含量。
　　2.2　藥物制劑的鑒別和分類
　　Ciurczak等用近紅外光譜對含三種活性成分的藥物制劑進行了分析，分別考察了光譜的減除、光譜的再現(xiàn)和判別分析等數(shù)據(jù)處理方法在制劑的組成成分鑒別和制劑樣品分類中的應用。Corti等將馬氏距離用于近紅外光譜的分類，對10種抗生素制劑進行定性區(qū)分，所有待測樣品都得到了很好的分類。Wu等采用主成分分析和偏zui小二乘算法進行光譜的特征選擇，從而實現(xiàn)對不同劑量的同種藥物制劑的區(qū)分。Lodder等在1987年提出了基于近紅外反射分析檢測完整膠囊的方法。為達到快速、簡便測定膠囊的目的，他們設(shè)計了一種特殊的反射器，無需打開膠囊劑，即可直接放入反射器進行測定。Lodder等還將近紅外光譜用于對片劑的直接測定，使用改進的載樣裝置分析阿司匹林片劑，得到了較好的分類結(jié)果。Dempster等開發(fā)了一種非侵入式近紅外反射分析法，采用光纖傳感器透過包裝材料直接測定樣品，能夠識別成分相同，但包衣材料不同的片劑。
　　在國內(nèi)，任玉林^［1］等對近紅外在藥品無損分析中的應用進行了一系列研究。他們應用幾種多變量統(tǒng)計分類技術(shù)，對磺胺噻唑、美迪康等粉末藥品進行了非破壞性分析，成功地鑒別出合格藥、劣藥和假藥。
　　2.3　水分的測定
　　由于水分子在近紅外區(qū)有一些特征性很強的合頻吸收帶，而其它各種分子的倍頻與合頻吸收相對較弱，這使近紅外光譜能夠較為方便地測定藥物和其它化學物質(zhì)中水分的含量。Jones等利用近紅外分析對凍干劑中的含水量進行了測定。用這種方法每小時可測定40個樣品，并且結(jié)果與Karl Fischer法一致。作者認為，近紅外法避免了空氣中水分的干擾，因此與Karl Fischer法相比有其*性。Corti等也將近紅外光譜法應用于鹽酸雷尼替丁片中含水量的分析控制。
　　2.4　片劑的溶出度測定
　　Zaunikos等將近紅外光譜法用于卡馬西平片的溶出度測定。Drennen等繼續(xù)進行了這方面的研究，用近紅外法對溶出度不同的卡馬西平片進行了正確分類。

　　3　制藥過程中的質(zhì)量控制

　　制藥過程控制分析是藥物分析的一個重要研究內(nèi)容。近紅外光譜分析的zui大特點是操作簡便、快速，可不破壞樣品進行原位測定，可不使用化學試劑，不必對樣品進行預處理，可直接對顆粒狀、固體狀、糊狀、不透明的樣品進行分析。這些特點使得近紅外分析技術(shù)特別適宜于在線的過程控制分析。
　　3.1　粉末混合過程控制
　　Sekulic等使用近紅外光譜對粉末混合均勻性進行在線監(jiān)測?；旌衔飿悠分泻?0%苯甲酸鈉、39%微晶纖維素、50%乳糖和1%滑石粉。首先用商品近紅外光譜儀收集樣品的近紅外光譜數(shù)據(jù)，然后用軟件包對數(shù)據(jù)進行處理。結(jié)果表明，近紅外光譜技術(shù)作為一種對藥物混合均勻性的“實時”的非侵入式分析方法是可行的、有效的。
　　3.2　包衣過程監(jiān)控
　　Kirsch等發(fā)現(xiàn)片劑樣品近紅外光譜的變化與包衣的厚度之間存在相關(guān)性。他們對近紅外光譜法在片劑的包衣過程監(jiān)控中的應用作了進一步的考察。在用乙基纖維素（EC）或羥丙基纖維素（HPMC）進行包衣的過程中，按一定的時間間隔取樣，測定片劑樣品的近紅外光譜。采用二階導數(shù)變換和多元散射校正兩種方法對光譜進行處理，然后用主成分分析建立計算包衣厚度的校正模型。由于近紅外光譜法具有非破壞性，可以進一步測定樣品的溶出度，考察包衣厚度與溶出度的相關(guān)性，從而更好地控制包衣制劑的質(zhì)量。
　　為控制藥物活性成分的釋放，研究人員正在研究一種以包衣技術(shù)為核心的制劑新工藝，即在緩釋藥物片心外包上一層含有快速釋放藥物的包衣。這需要一種能夠?qū)ν鈱影轮兴幬锘钚猿煞诌M行快速、非破壞性的定量分析方法，對這種高精度要求的包衣過程進行監(jiān)控。Buchanan等選擇了近紅外光譜法，所得結(jié)果與HPLC測試結(jié)果一致。這表明能夠用近紅外光譜法更加快速有效地對新的包衣工藝進行質(zhì)量評價。
　　3.3　片劑生產(chǎn)過程控制
　　Dreassi等對近紅外反射分析在抗生素片劑生產(chǎn)控制中的應用進行了研究，采用近紅外光譜分析法結(jié)合化學計量學方法對抗菌素頭孢呋肟酯片劑的生產(chǎn)進行全過程監(jiān)測。他們用對原始光譜數(shù)據(jù)的判別分析、對主成分分析得分的判別分析和聚類分析三種方法分別對頭孢呋肟酯的原料藥、顆粒、片心和片劑進行了鑒別，結(jié)果較好；并用多元線性回歸和偏zui小二乘法對該化合物的含量和含水量進行定量分析，也取得了滿意的結(jié)果。
　　近年來，隨著儀器、軟件以及樣品處理技術(shù)的發(fā)展，近紅外光譜在藥學領(lǐng)域中的應用取得了很大進步。使用近紅外光譜技術(shù)對藥物制劑進行快速的非破壞性分析已成為可能，制藥工業(yè)企業(yè)也已開始發(fā)展近紅外方法對藥物生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)控。并且，近紅外光譜技術(shù)已得到藥品質(zhì)量管理部門如美國FDA和加拿大衛(wèi)生部（Health Protection Branch）的重視。由此可見，近紅外光譜技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注。隨著近紅外光譜儀技術(shù)的不斷提高和化學計量學的發(fā)展，近紅外光譜技術(shù)在藥學領(lǐng)域中的應用將越來越廣泛。

作者單位：中國藥科大學分析計算中心　南京　210009