近红外光谱分析技术在药品快速检测中的进展

孟 超

（浙江福瑞喜药业有限公司，浙江绍兴 312000）

1 近红外光谱分析技术的方法学研究以及特点

近些年我国的人工智能方法发展速度不断加快，特别是深度学习基于特征提取能够表现出非常明显的优势，深度学习算法在近红外光谱数据处理过程中的应用也非常广泛。相关领域的研究人员通过对DBNRFS的应用，针对药品近红外光谱展开相应的鉴别工作，从最终的结果可以看出，其表现出了较为突出的学习能力。郑年年等通过对弹性网络的应用来构建近红外光谱定量模型，在弹性网络的作用下能够实现自变量数目的一定程度压缩，同时确定其中对相应变量产生影响较大的自变量，在此基础上完成了分析模型的建立，对此分析模型的总体情况来看，其具备的预测精度较为突出。现阶段已经有许多领域完成了近红外光谱数据库的建立，人们在光谱库检索算法方面给予的关注程度也越来越高，此方法的优势主要表现在信息直观以及操作简单等，实际应用中能够获取较为优异的成果。

近红外光谱分析技术的特点主要包括以下几个方面：①测试速度相对较快，能够很大程度减短测试化肥的时间。因为实际开展的光谱测量工作整个过程通常需要花费不到1min的时间，利用所建立的校正模型能够以更高的效率检测样品自身的组成以及样品自身性质等信息。②分析效率高。将以此光谱测量与完成建立的校正模型结合在一起，能够针对目标样品涉及的组成以及性质等多方面信息共同进行测定。③分析投入的成本相对较低。在实际应用近红外光谱分析技术期间不会对样品产生任何的消耗，只会涉及一点点的消耗，将其和普通的标准以及应用的参考方法展开相应的比较，能够很大程度节约测试投入的成本。④测试重现性好。因为光谱测量在稳定性方面的优势表现较为突出，因此其在开展测试过程中不容易受到人为因素产生的影响，将其和标准的参考方法展开相应的比较，近红外光谱技术往往能够表现出良好的重现性。⑤针对目标样品开展的测量工作通常不需要对样品展开任何的预处理，光谱测量工作更加简单和容易，利用合理的测样器件便能够有效地针对多种物态的样品展开测量，例如液体以及固体等。⑥可以更方便快捷地进行在线分析。基于光纤的近红外光谱有着非常优异的传输特性，在光纤的支持下不需要深入采样现场，便能够使相关的光谱信号有效地传输给仪器，通过应用所建立的模型展开相应的计算工作，便能够直接将目标样品的具体组成以及样品性质等信息结果展现出来。⑦实现无损分析。在实际的光谱测量期间不会对样品产生任何的消耗，样品自身也不容易受到外界环境以及内部相关因素的影响。

近红外光谱在发挥其优势的同时，同样也存在相应的不足之处，实际当中的应用具有一定的局限性。①近红外光区通常为多个振动谱代藏于一个宽峰以及重叠峰的下方，此种现状的存在导致大部分的近红外光谱自身具备的信息特征与中红外光谱存在相应的差异，此时要想能够使近红外光谱带的归属精确化存在较大的难度，对于任何的近红外光谱带来说，其都有一定概率为多个基频的倍频与合频带之间的组合，基于无锐峰以及基线分离的谱峰，绝大多数都为重叠谱峰以及肩峰；②对近红外谱带位置变化方面产生影响的因素也多种多样，包括氢键、溶液稀释以及温度升高等，此方面因素的影响都有可能造成谱带的移动。③近红外快速检测技术在实际当中的应用具有一定的间接性，测定工作开展的准确程度会受到标准方法提供数据和基于化学计量学建立数学模型两方面因素的影响。

所以，实际当中在开展定量以及定性分析工作的过程中，对于近红外光谱技术的应用，需要针对样品做好全谱扫描以及宽波段扫描工作，这便会导致计算工作量大增加，而通过对现代化先进计算机技术以及化学计量学的合理化选择以及应用，便能够有效提高样品识别的效果。

2 近红外光谱分析技术在药品快速检测中的应用

当前阶段已经拥有较多的文献针对近红外光谱分析技术进行说明以及介绍，同时也包含了对近红外光谱分析技术在多个方面的应用。除此之外，近红外光谱分析技术同样能够在药品的分析以及检测方面发挥非常重要的作用。

2.1 定性鉴别

近年来，近红外光谱技术定性分析在药学领域当中呈现出了良好的发展态势，此项技术在药品的定性鉴别方面能够发挥非常显著的作用，当下很大一部分的药物都能够通过近红外光谱分析技术的应用展开鉴别；杨纯等通过对近红外反射光谱法的应用针对多种抗生素和中间体鉴别方法展开了深入的分析和探索，从最终获取的结果了解到，对此项技术的应用不需要对样品做出任何的预处理工作，只需要对玻璃瓶中的样品直接进行扫描，便能够实现对药品的准确鉴别。

相关研究者从多个渠道收集了阿胶，在这当中包含了真品阿胶8个和伪品阿胶6个，在此基础上针对阿胶的红外漫反射光谱开展采集工作，通过应用多重散射校正以及小波变换完成光谱的预处理工作之后，采用相似度匹配以及马氏距离方法完成了质量鉴别模型的构建，通过对两种模式识别方法的应用都可以对阿胶的真伪展开有效的鉴别，最终鉴别结果的准确性也能够得到有效的保障。张中湖等针对目标样品的近红外漫反射光谱给予收集，对其开展褶合变换、可视化指纹图谱以及相似系数分析之后，将相似系数作为主要依据便能够实现对不同厂家甲硝唑片的有效鉴别。潘颖等采用不打开药物包装瓶的方式，针对来自多个厂家以及多个批次的样品进行了三次的近红外漫反射光谱的采集工作，同时利用这当中含有的120条光谱，使其能够组成校正集，其作用主要表现在能够促进判别分析模型的建立，而另外的63条光谱便形成验证集，其作用主要表现在对模型的判别效果以及判别的准确性进行评估，此环节形成的判别模型能够针对来源于多个厂家的注射用头孢他啶开展相应的无损检测以及鉴别工作。

对于当前阶段的中药领域来说，对于近红外光谱技术的应用更加方便快捷，并且效率更高。范积平等通过对近红外漫反射光谱的应用针对多个产地的大黄药材开展相应的鉴别工作，成了大黄药材鉴别的新手段，采用了OPUS软件具备的聚类 分析组件以及应用学院所研发出的近红外光谱，信息可视化以及相似系数分析软件开展药材的鉴别工作，最终获取的鉴别分析结果和通常的形态分类学鉴别方法是相同的。除以上所说之外，肖杰等展开了聚类分析和褶合光谱相似度的计算工作，能够针对板蓝根、红花以及鱼腥草等开展有效的鉴别工作。

2.2 定量分析

就当前阶段的实际情况来看，近红外光谱分析技术在药物定量分析方面的发展速度不断加快，此项技术在实际当中的应用需要建立相应的数学模型，针对此数学模型具备的稳定性进行检验并且采取针对性措施使其稳定性得到更进一步的提高，然后将数学模型应用到实际中，通过对未知样品近红外光谱的合理有效应用针对未知样品的含量开展相应的测量 工作。

偏最小二乘法为当前阶段应用较为广泛的一种近红外定量分析方法，田洁等将多个厂家生产的罗红霉素片作为研究对象，通过对光纤探头的应用针对近红外漫反射光谱展开有效的测量；要求针对定量模型进行相应的预处理工作，采用的方式为一阶导数和矢量的归一化，采用的回归方式就是通过对偏最小二乘法的应用完成罗红霉素片含量近红外光谱分析方法的建立。赵文萃等在偏最小二乘法与近红外漫反射光谱法的结合方面展开了深入的探究，在此基础上尝试着通过应用此手段对西咪替丁片剂药品开展无损非破坏定量的分析工作。唐海霞等通过对HPLC方法的应用获取了相应的结果，将最终结果作为依据进行参比，通过对偏最小二乘回归法的应用完成了2组分含量间定量校正模型以及一阶导数光谱的建立，通过对其的应用便能够针对酚咖片中乙酰氨基酚以及其中含有的咖啡因数量进行测定。孙美玲等通过对偏最小二乘法的应用达到了“数学分离”的效果，实现了对克拉霉素含量的有效测定。

现阶段相关领域的研究人员在近红外光谱技术和处理非线性体系的人工神经网络方法的结合方面展开了更为深入的探索。汤彦丰等尝试了近红外光谱与人工神经网络之间的有效结合，在此基础上针对52种正品以及非正品大黄开展了相应的鉴别工作，最终的实践结果表明，此方法应用的正确率达到了95%，同时测定的速度更快，不具备破坏性。其次，通过对人工神经网络近红外光谱一阶微分光谱的应用，针对冬虫夏草当中含有的甘露醇以及氨基酸进行检测，此种方法具备的有效性是非常可观的，是非常实用的一种非线性校正方法，是当前阶段近红外光谱快速测定重要组分含量的重要途径。倪力军等通过对近红外光谱技术以及相应化学计量方式的应用，构建了相应的样品近红外光谱与冰片浓度之间定量模型的构建，通过对此模型的应用能够有效提高冰片释放量测定工作开展的效率。

2.3 在线检测和质量控制

当前阶段的近红外光谱分析技术无论是在质量控制方面还是在线检测方面的应用都非常常见，因为水分子基于近红区拥有具有一部分合频吸收带，具有较强的特征性，然而另外相应分子的倍频以及合频吸收要更加弱一些，此种状况的存在有效提高了近红外光谱针对药物当中水分含量测量的方便性以及快捷性。黄英华等通过对近红外反射光谱技术的应用，针对注射用奥美拉唑钠中的水分含量开展相应的测定工作。逯家辉等通过对近红外漫反射光谱技术的应用，针对异福片当中含有利福平以及异烟肼含量开展相应的测量工作，获取了较为良好的测定成果。沈漪等通过对近红外光谱分析技术的应用，针对多个厂家以及多批阿莫西林胶囊开展定性以及定量的分析工作，所应用的方法更加方便快捷，最终获取的测定结果具有足够的准确性以及可靠性，无须开展任何的预处理工作，因此此种方法比较适宜进行大力推广，使其能够广泛地应用在样品工业现场的原位以及在线检测工作中。

现阶段近红外漫反射光谱技术的发展速度一直在不断加快，将此项技术合理地应用到药品无损分析过程中能够发挥良好的效果，国内外的大量文献在此方面皆有说明。近红外漫反射光谱技术在药品生产工作开展期间的在线检测方面得到了广泛的应用，通过应用此项技术具备的非破坏性优势，能够高效地对药品中含有的活性成分和有效成分含量给予检测，最终能够获取良好的检测成果。

3 结束语

光纤技术在实际当中应用的优势表现在可以进行长距离传输，在电磁干扰方面不具备敏感性，将近红外光谱技术和光纤技术有效结合在一起进行应用，在光纤探头的支持下，能够更加快捷地开展无损定位分析工作，同时也能够开展体内分析，实现光谱仪器从最初的实验室转化为现场，针对存在危险性的现场环境能够进行在线采样分析。将红外光谱技术和网络技术有机结合在一起，有利于实现近红外测试技术测试工作效率以及其适用性的更进一步提高，能够为此项工作实现远程在线分析奠定坚实的基础，使此项工作更加方便快捷。

针对近红外光谱技术来说，其优势通常表现在操作简便、效率高并且能够同时开展样品多种成分的检测工作，更重要的是其具备在线分析的优势，在后续具有非常光明的发展前景，受到了社会各界的广泛关注。近年来我国的计算机技术呈现出了良好的发展态势，基于此种背景下的软件更新速度也在不断加快，近红外光谱技术的测定精度也获得了极大的提升，在后续此项技术很有可能会渗透到更多的领域以及行业当中，充分发挥自身的作用。除以上所述之外，快速无损分析也是后续的重要发展方向，相信近红外光谱技术经过一段时期的发展之后，能够在我国乃至全世界的药品检测领域当中得到更为广泛的 应用。