近红外光谱技术在药物分析领域的应用进展

袁晓明

(宿州市食品药品检验所，安徽 宿州　234000)



近红外光谱技术在药物分析领域的应用进展

袁晓明*

(宿州市食品药品检验所，安徽 宿州234000)

近红外光谱(near infrared spectroscopy，NIRS)是波长在780～2 526 nm区间的一种电磁辐射，位于可见光区和中红外光区之间。该谱区与有机分子中含H基团(如C-H、N-H、O-H)的各级振动倍频与合频吸收区一致，所以几乎所有的含H有机物都能适用。红外光谱因具有专属性高、操作简单快速、无损、消耗溶剂少、绿色环保等优点，被广泛应用于药物定性定量分析、过程控制、市场监管中。作为药物常用的分析手段之一，NIRS的相关研究也越来越多。本综述通过总结近几年NIRS技术在药物质量分析中的研究成果和发展趋势，以期为药物分析、质量控制、在线监测和药品市场监管工作提供参考。

1　定性分析

红外光谱的吸收峰位置和强度直接反映了物质的组成和分子结构，除光学异构体和分子量高的聚合物之外，几乎没有2个化合物具有完全一致的红外光谱图，就像人的指纹一样，分子结构的细小差异都能在红外光谱图上有所体现，如同分异构体、多晶型等，这种高专属性和特异性正是定性分析的依据[1]。红外光谱是常量分析，一般要求被测样品纯度≥90%，在国内外药典中，其是鉴别原料药真伪的首选方法[2]。因具有高专属性、快速、可靠，该法也越来越多地被用于制剂的鉴别分析。对于不含辅料的制剂，如注射用无菌粉针剂可直接测定，不需要样品前处理，含辅料的制剂一般要经过提取、分离、浓缩等处理才能测定。李臣贵等[3]利用光纤探头直接采集8种头孢菌素类抗菌药物原料药的NIRS，用偏最小二乘法对光谱预处理，建立无损快速鉴别头孢菌素类抗菌药物原料药的近红外识别模型，并验证其具有良好的专属性和耐用性。张英等[4]利用NIRS技术，建立西咪替丁片有效A晶型的一致性分析模型,可用于快速、精确地鉴别西咪替丁不同生物活性的晶型，更好地实现西咪替丁片的质量控制。

2　定量分析

3　过程控制和在线分析

在制剂生产过程中，传统的过程控制方法是采集样本送到实验室检测，费时费力，效率低下，对样品的破坏也是不可逆的。而采用近红外漫反射技术和光纤探头，能在不破坏样品的情况下获取样品内部深处的信息，可以快速采集中间体参数，及时反馈，不仅能实现多组分同时测定，也能采集样品的物理参数，如湿度、混合均一性、硬度、色差等，在药品的混合、加工、压片、制剂、包装等各个阶段都能实时分析和质量控制[9]，大大节约了实验室资源，提高了工作效率。薛忠等[10]对比了热传感技术、拉曼光谱技术、化学成像技术和NIRS技术等在线监控技术在制药行业混合过程中的优缺点，发现NIRS技术因其可靠、稳定和适用范围广等特点，在药物粉末混合过程中的研究和应用最多。Porfire等[11]用偏最小二乘法建立阿司匹林和乳糖二元混合体系定量模型，通过在线监测阿司匹林成分的浓度变化，判断混合终点。也有通过对混合过程中粉末的粒度和流动性变化来监测混合终点[12]。

4　药品市场监管

国家食品药品监督管理总局给基层药检系统配备了快检车，主要使用的车载近红外检测仪对不具备实验条件的基层、检验任务量大、覆盖面积广的地区的快速检测和现场质量控制都发挥了重要作用，大大提高了监管能力[13]。在检验资源有限的情况下，能快速锁定可疑药品，通过实验室验证筛查，大大节约了检验资源和成本，提高了监管能力。李盈等[14]利用药品快检车的车载近红外系统，对抽验现场的硝酸咪康唑乳膏的真伪进行初筛，对初筛不通过的可疑药品进行实验室薄层色谱法验证，结果确为不合格药品。如何建立可靠、准确的分析模型，如何提高筛查的阳性率是快速检验的关键。对于目前无模型和不宜建模的品种，要敢于开拓新思维。

5　中药分析

传统的中药质量控制往往依赖于经验和感官，缺乏客观、具体的量化标准，难以保证终端产品的质量一致性，由此造成的药品不良反应也越来越多。近年来，NIRS技术在中药领域的应用越来越广泛，在中药材的鉴别、水分、提取、浓缩、分离纯化、终点判断等各个过程，都能快速、准确、高效地完成过程控制，大大提高了产品的质量和一致性[15-17]。王永香等[18]通过建立热毒宁注射液金银花青蒿醇沉过程中4个药效指标成分的NIRS定量分析模型，快速、准确地预测未知样品浓度，成功实现了醇沉过程的在线监控。丁海樱等[19]利用近红外漫反射光谱技术，以不同配比赤芍和脱脂酸枣仁的混合过程为例，建立其快速的定量分析模型，能准确、快速地判断混合终点，实现中药粉末混合过程的在线监测。矿物药主要成分多数为碳酸钙、碳酸镁，袁明洋等[20]利用NIRS技术结合偏最小二乘法化学计量法，以乙二胺四乙酸滴定结果为参考，建立8种矿物药的定性、定量分析模型，能够快速完成矿物类中药的有效成分含量分析。

6　展望

NIRS技术因其制样过程简单、快速准确、对样品无破坏、绿色环保等优点，被广泛用于原辅料、制剂定性定量分析和生产过程中。但是，其为一种间接的分析技术，前提是要先建立药物的定性定量分析模型，这需要大量的前期工作，由于当前数据库模型不全面，NIRS技术的使用范围也受到限制。扩大和完善药物的光谱模型系统、提高模型的稳定性和精准率、开拓NIRS分析的新思路等，都将成为研究的重点。相信随着光学技术、计算机软硬件、化学计量学和药物分析水平的进步，NIRS一定会有更大的研究价值和更广阔的应用前景。

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R914.1

A

1672-2124(2016)09-1294-02

10.14009/j.issn.1672-2124.2016.09.052

2016-03-14))

*主管药师。研究方向：药物分析。E-mail:xiaoming915@126.com