近紅外光譜法在藥物分析中的應(yīng)用

《近紅外光譜法在藥物分析中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、近紅外光譜法在藥物分析中的應(yīng)用馮艷春胡昌勤（中國藥品生物制品檢定所北京100050）近紅外（NearInfrared，NIR）光譜的波長范圍是780~2526nm（12820~3959cm-1），通常又將此波長范圍劃分為近紅外短波區(qū)（780~1100nm）和近紅外長波區(qū)（1100~2526nm）。由于該區(qū)域主要是O-H，N-H，C-H，S-H等含氫基團振動光譜的倍頻及合頻吸收，譜帶寬，重疊較嚴重，而且吸收信號弱，信息解析復(fù)雜，所以雖然該譜區(qū)發(fā)現(xiàn)較早，但分析價值一直未能得到足夠的重視。近年來，由于巨型計算機與化

2、學(xué)統(tǒng)計學(xué)軟件的發(fā)展，特別是化學(xué)計量學(xué)的深入研究和廣泛應(yīng)用，使其成為發(fā)展最快、最引人注目的光譜技術(shù)[1]。而且由于該技術(shù)方便快速，無需對樣品進行預(yù)處理，適用于在線分析等特點，在藥物分析領(lǐng)域中正不斷得到重視與應(yīng)用。1近紅外光譜的測量根據(jù)NIR光譜的獲得方式，通常有透射(Transmittance)和漫反射(DiffuseReflectance)兩種[2]。透射測定法的定量關(guān)系遵從Lambert-Beer定律，主要適用于液體樣品，其正常的工作波長范圍是850~1050nm[3]。浙江大學(xué)的史月華等人用該原理，在93

3、%~97.4%的濃度范圍內(nèi)利用維生素E在6061~5246cm-1處的近紅外吸收峰面積積分值和其濃度關(guān)系建立回歸方程，對已知濃度的樣品進行預(yù)測，誤差及相對誤差均在0.79%~0.9%內(nèi)[4，5]。漫反射測定法是對固體樣品進行近紅外測定常用的方法。當光源垂直于樣品的表面，有一部分漫反射光會向各個方向散射，將檢測器放在與垂直光成45o角的位置測定散射光強的方法稱為漫反射法。漫反射光強度A與反射率R的關(guān)系為式中，R1為反射光強，R0為完全不吸收的表面反射光強。國內(nèi)已有人先后用漫反射技術(shù)測定了精氨酸阿司匹林[6]、安

4、乃近[7]、蘆丁和維生素E[8]等的含量，并且用反射光譜法對磺胺噻唑[9]進行質(zhì)量評價。以透射和漫反射為測試基礎(chǔ)，為適應(yīng)不同物質(zhì)在不同狀態(tài)時直接測定其近紅外光譜，90年代以來光纖技術(shù)在NIR中得到了廣泛應(yīng)用。光纖不僅可方便的傳輸光譜信號，各式各樣的光纖探頭還極大地方便了NIR進行各類快速在線分析。2近紅外光譜技術(shù)在藥物分析中的應(yīng)用2.1應(yīng)用范圍近紅外光譜法在藥物分析領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍相當廣泛，它不僅適用于藥物的多種不同狀態(tài)如原料[10]、完整的片劑、膠囊與液體等制劑[11]，還可用于不同類型的藥品，如蛋白質(zhì)[1

5、2]、中草藥[13]、抗生素[14]等藥物的分析。NIR更適用于對原料藥純度、包裝材料等的分析與檢測以及生產(chǎn)工藝的監(jiān)控[15，16]；利用不同的光纖探頭可實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的在線連續(xù)分析監(jiān)控[17，18，19，20，21]。2.2定性、定量分析現(xiàn)代近紅外光譜技術(shù)不是通過觀察供試品譜圖特征或測量供試品譜圖參數(shù)直接進行定性或定量分析，而是首先通過測定樣品校正集的光譜、組成或性質(zhì)數(shù)據(jù)（組成或性質(zhì)數(shù)據(jù)需通過其它認可的標準方法測定），采用合適的化學(xué)計量學(xué)方法建立校正模型，再通過建立的校正模型與未知樣品進行比較，實現(xiàn)定性或定量

6、分析。2.2.1定性分析近紅外光譜譜帶較寬，特征性不強，因此很少像其它光譜（如紫外光譜和紅外光譜）那樣用于化合物基團的識別及結(jié)構(gòu)的鑒定。近紅外光譜的定性分析一般是用于確定分析樣品在已知樣品集中的位置[22]。常用的方法包括:（1）判別分析法：判別分析是經(jīng)典的定性識別方法，其基本思路是相同樣品在不同波長下具有相近的光譜吸收，這種光譜間的比較可以是原始光譜，也可以是經(jīng)過處理的光譜。（2）主成分分析（PrincipalComponentAnalysisPCA）法：利用PCA方法將多波長下的光譜數(shù)據(jù)壓縮到有限的幾個因

7、子空間內(nèi)，再通過樣品在各因子空間的得分確定其歸屬類別，但PCA對樣本與校正集間的確切位置缺乏定量的解釋。任玉林等采用此方法研究了去痛片[23]的近紅外漫反射光譜，總結(jié)出對標化后的數(shù)據(jù)進行主成分分析可減小顆粒大小的變化所產(chǎn)生的散射影響，并且用第二主成分得分對第一主成分作圖可以將合格樣品與不合格樣品區(qū)分開來。其缺點是當真藥與劣藥的含量相當接近時此法容易分錯[24]。（3）馬氏距離（MahalanobisDistanceMD）法：該方法的核心是通過多波長下的光譜距離定量描述出測量樣本離校正集樣本的位置，因而在光譜匹

8、配異常點檢測和模型外推方面都很有用。但應(yīng)用該方法時，波長位置的選擇非常重要，波長點過少，光譜得不到合理的描述；波長點過多，計算量大，為此，徐廣通提出將PCA與馬氏距離相結(jié)合解決模型的適用性判斷，可以充分利用PCA對大量光譜數(shù)據(jù)進行降維處理，也較好地解決了馬氏距離計算時波長點的選擇問題，避免了大量光譜數(shù)據(jù)直接進行馬氏距離計算出現(xiàn)的共線性或計算量大等問題，且克服了采用PCA自身進行判斷界限不易量化的問題