近紅外光譜技術(shù)在藥物分析中的應(yīng)用

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1、近紅外光譜技術(shù)在藥物分析中的應(yīng)用1·前言近紅外光譜分析技術(shù)是分析化學領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)，越來越引起國內(nèi)外分析專家的注目，在分析化學領(lǐng)域被譽為分析“巨人”，它的出現(xiàn)可以說帶來了又一次分析技術(shù)的革命。近紅外（NIR）譜區(qū)是人類認識最早的非可見光譜區(qū)，波長范圍在0.75—2.5mm之間，用波數(shù)表示時則在13330—4000cm-1之間。由于近紅外的吸收譜帶復雜，譜峰重疊，信號弱，在分析上難以應(yīng)用，長期以來沒有受到人們的重視。近十多年來，隨著近紅外儀器的改良，新的光譜理論和光度分析方法的建立，特別是計算機技術(shù)和化學計量學的廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展，使近紅外光譜技術(shù)成為目前發(fā)展最快、最引人

2、注目的分析技術(shù)，并以其簡單快速、實時在線、無損傷無污染分析等特點，在復雜物質(zhì)的分析上得到廣泛應(yīng)用。在包括制糖和制藥的許多與化學分析和品質(zhì)管理有關(guān)的行業(yè)中的應(yīng)用前景極其廣闊。關(guān)于近紅外光譜技術(shù)在制藥行業(yè)中應(yīng)用的文獻報道越來越多，顯示了近紅外光譜技術(shù)在制藥領(lǐng)域中越來越受到人們的重視。近紅外光譜分析具有的快速實時、操作簡單、無損傷測定、不受樣品狀態(tài)影響的特點很符合藥物分析的要求。因此，在制藥業(yè)中原料藥的分析、藥物制劑中水分、有效成分的分析、藥物生產(chǎn)品質(zhì)的過程控制等方面近紅外光譜技術(shù)得到了十分廣泛的應(yīng)用。2·光譜介紹近紅外光是介于可見光和中紅外光之間的電磁波，根據(jù)ASTM（美國試驗和材料檢

3、測協(xié)會）定義是指波長在780～2526nm范圍內(nèi)的電磁波，習慣上又將近紅外區(qū)劃分為近紅外短波（780~1100nm）和近紅外長波（1100~2526nm）兩個區(qū)域。近紅外光譜屬于分子振動光譜的倍頻和主頻吸收光譜，主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態(tài)向高能級躍遷時產(chǎn)生的，具有較強的穿透能力。近紅外光主要是對含氫基團X－H（X=C、N、O）振動的倍頻和合頻吸收，其中包含了大多數(shù)類型有機化合物的組成和分子結(jié)構(gòu)的信息。由于不同的有機物含有不同的基團，不同的基團有不同的能級，不同的基團和同一基團在不同物理化學環(huán)境中對近紅外光的吸收波長都有明顯差別，且吸收系數(shù)小，發(fā)熱少，因此近紅外光譜

4、可作為獲取信息的一種有效的載體。近紅外光照射時，頻率相同的光線和基團將發(fā)生共振現(xiàn)象，光的能量通過分子偶極矩的變化傳遞給分子；而近紅外光的頻率和樣品的振動頻率不相同，該頻率的紅外光就不會被吸收。因此，選用連續(xù)改變頻率的近紅外光照射某樣品時，由于試樣對不同頻率近紅外光的選擇性吸收，通過試樣后的近紅外光線在某些波長范圍內(nèi)會變?nèi)?，透射出來的紅外光線就攜帶有機物組分和結(jié)構(gòu)的信息。通過檢測器分析透射或反射光線的光密度，就可以確定該組分的含量。3·近紅外光譜技術(shù)在制藥業(yè)中的應(yīng)用3·1原料和活性組分的測定藥物加工過程中第一步就是原料的鑒定，其質(zhì)量的好壞直接決定后續(xù)加工過程的成敗于否，而同一類型的原

5、料中多變因素主要是濕度和顆粒大小，近紅外光譜在濕度測定中的靈敏度及其適于固體表面的表征的特性，使他能夠很快地得到樣品的濕度和顆粒大小的信息，然后將原料進行分類。該方法與傳統(tǒng)的中紅外光譜和濕化學方法相比，檢測速度和效率大大提高。藥物中的活性組分是藥物的核心部分，它是決定藥效的主要成分，其質(zhì)量和含量直接影響藥物的治療性能。如果藥劑中活性組分的含量過低，就不能達到應(yīng)有的藥效；若活性組分含量太高，則可能帶來副作用，甚至有害人體。因此在藥物加工過程中，活性組分的含量和質(zhì)量必須嚴格控制。近紅外光譜結(jié)合漫反射技術(shù)可以快速、在線監(jiān)測藥物加工過程中活性組分的含量及其在賦形劑中分布的均勻性，適時調(diào)節(jié)其

6、含量，得到合適的藥劑。此外近紅外光譜還可以非破壞性檢測成型片劑（包括涂層后的片劑）及膠囊中活性組分的含量及分布，以秒級的時間分析每個包裝好的片劑。3·2固體藥劑的表征固體藥劑是很重要的一類藥劑，大部分的口服藥都是固體劑，如片劑、膠囊、顆粒及粉末等。以前，人們對這些固體藥劑的安全性和藥效的關(guān)注，主要集中在藥物的化學純度上，后來人們逐漸認識到固體的物理性質(zhì)如顆粒大小、濕度及結(jié)晶度等對藥物的穩(wěn)定性、溶解性及在人體內(nèi)的吸收及生理獲得性（Bioavailabiliti）都有很大的影響。因此在藥物的配方和加工過程中，固體藥劑的物理表征就至關(guān)重要。近紅外光譜在固體藥劑物理表征方面的應(yīng)用是該技術(shù)在

7、制藥工業(yè)中最成功的應(yīng)用。由于近紅外光在固體中的穿透程度較深以及其容易采用反射技術(shù)的特點，使他成功地用于固體藥劑的各種物理化學性質(zhì)如濕度、含量均一性、顆粒大小分布、結(jié)晶度及硬度的定量表征。3.3顆粒大小分布固體藥劑一般是通過磨碎、混合、成粒、壓片或裝入膠囊及包裝等過程制備的。各種固體原料的顆粒大小及分布均會影響每一步加工過程及最終的產(chǎn)率，因此實時測定和控制每一步加工過程中固體原料的顆粒大小及分布對配方和加工過程都非常重要。由于固體藥劑中固體顆粒的大小及分布會影響其安全性