近红外光谱分析技术在药学领域的应用

天津市宝坻区药品检验所（301800）李季静

近红外光谱分析技术是20世纪80年代发展起来的一项可以实现无损检测的测试技术，可实现在线分析和生物体的在体非介入分析和监测，具有快速、方便、准确、非侵入式分析等优点。近年来近红外光谱分析技术在药物的定性鉴别、定量分析、在线检测及质量控制等方面发挥了巨大的作用。现对近年来近红外光谱分析技术在药学领域中的应用作一综述。

1 定性鉴别

近年来，近红外光谱分析技术在药物定性鉴别方面取得了较快的发展。利用此技术，能够简便、快速、准确地识别假药、劣药，鉴别正伪品。如杨纯等[1]利用近红外反射光谱法对10种β内酰胺类抗生素及中间体的鉴别方法进行了研究，表明该法无需对样本进行预处理，直接扫描样品，即可准确鉴别。任瑞雪等[2]用多变量统计分类技术从芦丁的近红外一阶导数光谱成功地鉴别出真药、劣药和假药，该技术为药物的质量控制提供了新方法。此外，还建立了快速、有效鉴别不同厂家生产的甲硝唑片[3]和注射用头孢他啶[4]的方法。

在中药领域，采用近红外光谱技术使检测更加简便、快速。王宁等[5]应用声光可调近红外光谱技术，采用PCA主成分分析法对双黄连口服液、心通和银黄等10种口服液定性分析，结果令人满意。白雁等[6]利用近红外光谱法快速分析不同厂家的一清颗粒。张晓慧等[7]采用近红外光谱结合SIMCA模式识别方法鉴别卢氏、栾川、洛宁、新安和山西安泽等五个不同产地的连翘。王贵杰等[8]使用近红外光谱仪对52种不同产地的大黄样品进行图谱扫描，采用反向传播多层前向神经网络对大黄的近红外图谱进行分类判别，正品和非正品大黄样品的分类识别率达96%。

2 定量分析

近年来，近红外光谱分析技术在药物的定量分析中发展尤为迅速。该技术首先是建立数学模型，检验和优化模型的稳定性，然后应用数学模型，利用未知样品的近红外光谱，测定未知样品的含量。腾乐生等[9]采用近红外光谱技术（NIRS）结合偏最小二乘法（PLS）建立了同时测定利福平片、异烟肼片、吡嗪酰胺片、异福片和异福酰胺片等五种抗结核药物中的利福平（RMP）、异烟肼（INH）和吡嗪酰胺（PZA）含量的定量分析模型，得到较好效果。此外，利用近红外光谱分析技术采用一阶导数与最小二乘法，测定了西咪替丁药片、酚咖片中对乙酰氨基酚和咖啡因等含量，这种方法快速、简便，具有一定的专属性，可用于药品的快速检验。

在中药研究方面，应用近红外光谱技术也取得了较大的发展，周旻等利用红外光谱技术快速测定川产中药黄柏中指标成分小檗碱含量，对小檗碱含量在2.155%～8.245%范围的不同来源的黄柏，根据其在12500～3600cm-1的近红外吸收光谱，采用偏最小二乘算法（PLS）建立了校正模型，比较了光谱不同预处理方法对校正结果的影响，能快速有效地测定出黄柏中小檗碱的成分含量。李燕燕等使用近红外光谱技术同时测定葛根、丹参提取物中葛根素、丹酚酸B和丹参酮ⅡA的含量，采用偏最小二乘法建立了3个成分的定量分析模型，取得满意的结果。王宁等应用声光可调滤光器-近红外光谱技术和化学计量学方法快速测定心通口服液中葛根素含量。

此外，还将近红外光谱技术与处理非线性体系的人工神经网络方法相结合，刘福强等用近红外漫反射光谱法非破坏监测芦丁药品的质量，利用人工神经网络化学计量学分类技术，建立三层神经元的神经网络，对网络参数进行优化选择以建立最佳网络模型，根据芦丁药品的近红外漫反射光谱，成功地分辨出合格药品和不合格药品。同时，对很多固体药品如扑热息痛等进行了定量分析，均取得了满意的预测结果。

用近红外光谱分析技术也可以快速测定药品的相对黏度、包衣厚度和释放度，段青兵等使用近红外光谱分析技术分析聚己内酰胺切片的相对黏度，方法简单便捷。柯博克等使用近红外光谱仪扫描复方丹参滴丸包衣生产过程中的样品，对所得近红外漫反射光谱的预处理方法、有效谱段范围选择进行了讨论，并用偏最小二乘回归法建立测定滴丸包衣厚度的近红外光谱定量分析校正模型，快速、无损和准确测定药品包衣平均厚度。倪力军等利用近红外光谱技术与化学计量学方法建立了冰片缓释样品近红外光谱与冰片浓度之间的定量模型，实现冰片释放量的快速测定。

3 在线检测及质量控制

采取漫反射技术等特点，目前近红外光谱在线检测技术已成功用于固体药剂各种物理化学性质（湿度、均一性、颗粒大小、硬度等）定量表征、形成颗粒过程中水分含量、药物组成和硬度、药物粉末的混合程度等方面的检测。

白雁等利用近红外光谱技术测定连翘药材中水分的含量，张中湖等研究测定了注射用青霉素钠含量、水分和pH等品质参数，这些结果表明，各项指标均较优。在中成药生产过程的在线检测亦有报道，翟海斌等以红参提取液的浓缩过程为例，用标准正态变量法和一阶导数预处理光谱，建立近红外光谱与浓度参考值之间的校正模型，该模型能实时测得红参醇提取液浓缩过程中浓缩液的乙醇和人参总皂苷的浓度，在线反映了浓缩过程的状态，为中药制药过程的质量控制提供了新方法。杨南林等针对中药大孔吸附树脂纯化过程中缺乏在线检测分析手段的问题，以纯化中药黄连过程为具体研究对象，采用HPLC法分析测定值作参比，用偏最小二乘法建立了近红外透射光谱校正模型，并成功地用于预测黄连生物碱在大孔树脂纯化过程中的洗脱曲线，该法实时、快速，可同时测定洗脱物中盐酸小檗碱、盐酸巴马亭、盐酸药根碱和黄连总生物碱的浓度，能满足工业过程分析的要求，为中药质量控制提供了新的途径。

近几年随着近红外漫反射技术的发展，该技术在药物的无损分析中已得到了广泛的应用，国内外许多文献都证明了这一点。该技术己被广泛地应用于药物生产过程的在线检测，如形成颗粒过程中水分的含量，药物的组成和硬度，药物粉末的混合程度等方面同样利用该技术非破坏地测定了药品中某一种或几种活性成分及有效成分的含量，均取得了满意的结果。

4 近红外光谱分析技术的展望

综上所述，近红外光谱分析技术以其快速、方便、准确以及适应在线分析和无损分析的优点，在对药物的定性分析、理化参数的定量表征和大量样品的质量控制、在线分析等方面发挥重要的作用。随着近红外光谱技术的日趋完善，它在药学领域中将具有更加广阔的应用前景。