近红外光谱技术在制药过程控制中应用的新进展

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1、近红外光谱技术在制药过程控制中应用的新进展袭辰辰（天津中医药大学100050）近红外光谱技术（NIR）是一种高效快速的现代分析技术，它综合运用了计算机技术、光谱技术和化学计量学等多个学科的最新研宄成果，以其独特的优势在多个领域得到了日益广泛的应用。近红外光谱技术在制药过程控制应用主要表现在对原料药的主要活性成分，结晶状态、粒径、旋光性和密度进行检测,对只要过程中的混合均匀性，干燥过程水分，注射用产品灭菌，膜衣厚度，粒径，主要成分和中间产物浓度，溶出度，药物中微生物定性定量监测。【关键词】近红外光谱技术制药过程控制R319A2095-1752（2013）17-00

2、55-02近红外光谱（Near-Infrared）是20世纪90年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术，该方法具有预处理简单、分析速度快、非破坏性及适合于在线分析等优点，在药物的定性鉴别、定量分析及质量控制等方面显示了很大的作用。药品质量与生产过程中的每个环节密切相关。制药过程关键工艺的监测、控制对于保证药品质量至关重要。近红外光谱分析技术在药物的在线检测方面显示了巨大的优势。目前，已有大量文献介绍了近红外光谱分析技术在药学领域中的应用。下面笔者将总结和整理近红外光谱技术在制药领域过程控制中的应用，并介绍其新进展1.近红外光谱技术近红外区域是指波长在780〜

3、2526nm范围内的电磁波，主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团C-H、O-H、N-H、S-H、P-H等振动的倍频和合频吸收。不同基团（如甲基、亚甲基、苯环等）或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别。所以近红外光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成性质测量。样品的近红外光谱与其组成结构和性质参数间存在联系。使用化学计量学可将二者进行关联，可确立它们间的定量或定性关系，即校正模型。所建模型就可通过直接预测样品的近红外光谱而得到样品的含量及其他性质参数。1.近红外光谱技术在

4、制药领域过程控制中的应用近红外光谱技术在制药领域的过程控制中应用广泛，主要包括对药物的原料质量进行分析，对反应过程进行在线检测，粉末的混合、干燥、制粒、包衣、结晶、压片等过程的控制。2.1原料质量的分析White等在1995年首先建立起各种原料的标准指纹近红外光谱库，针对不同来源在化学、物理性状等方面具有微小差异的原料进行判别。Leuenberger等运用近红外光谱技术直接识别了装在密闭玻璃瓶里的9种药物的中间体，建立了判别分析的可转移光谱库。Moes等提出了建立使用近红外光谱进行药物原料识别的步骤及策略，并采用相关系数作为判别准则，在库中化合物的数0根据需要可

5、进行扩增［1-2］。2.2在线监测反应过程Birch等使用近红外光谱技术在线监测了药物合成过程中的一个反应步骤，运用PLSR建立产物和副产物的HPLC峰面积与近红外光谱之间的校正模型,在线测量出反应物的浓度，精确地指出了其反应终点［3】。Yu等用配制的样品建立起醋化反应过程的近红外光谱校正模型，再用己建的模型在线监测进行一系列不同的初始反应物浓度及其反应温度下的酷化反应过程。当反应温度高于校正集样品光谱的采集温度吋，得出模型与气相色谱分析一致的分析结果。最后利用模型的测量结果计算出了反应常数。若在反应体系中发现奋大量的固体颗粒，则颗粒会影响近红外光谱［4］。2.

6、3混合过程控制药物与辅料的混合过程是固体制剂过程中至关重要的一个步骤，混合吋间过短会造成均匀度不合格，混合吋间过长则浪费吋间和能源，因此混合均匀度监测是药品制剂过程中的重要控制步骤。传统的混合均匀性试验只对活性成分含量进行测定，而不考虑赋形剂等辅料的均匀性和物料的物理变化。另外，如果测试结果不合格，则需继续进行混合。在这个过程中，实际混合操作的吋间并不长，而离线分析过程耗吋太多。在取样时，样品易黏附在取样器上，从而影响所取样品的代表性。在线NIRS把光纤探头直接插入混合物料中，随吋监控，对所有成分进行评估，保证每批混合均匀度符合要求。根据实际情况,可选择多个监测

7、点。Gnoth等设计出一•整套自动化的近红外光谱在线监测混合过程的装置。并采用LbaView软件用以提供监测过程的图形界面，来实现实吋监测混合的过程。并使用混合过程的近红外光谱标准偏差和光谱之间的不相似度，实现了描述混合过程的均匀度的变化情况，在光谱的标准偏差和不相似度的变化值趋于稳定吋，则混合过程达到终点［5］。2.4制粒过程控制在制粒过程中，描述颗粒增长动力学的关键参数是水分的含量。经典方法如利用红外干燥箱检测水分，耗吋长，作为过程控制速度太慢。NIRS可实现实吋、高效率的过程监测，使得结果更为可靠。Blanco等将近红外反射光谱法用于流化床干燥制粒，监测喷

8、雾干燥阶段并且可以测定干