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。

[1]王绯，姜连阁，白政忠，等.IR法用于药物制剂鉴别的可行性[J].中国药品标准，2011，12(5):325-328.

[2]侯鹏高,吕长淮.红外光谱法在药物制剂鉴别中的应用研究进展[J].中国医院药学杂志，2013，33(8):648-649，652.

[3]李臣贵，胡育筑.近红外光谱法无损快速鉴别头孢类原料药[J].药学进展，2011，35(1):36-39.

[4]张英，陈煜，刘建祯，等.近红外光谱分析方法快速鉴别西咪替丁有效A晶型[J].山西中医学院学报，2012，13(2):43-44，47.

[5]郑方晔，李小安，单敏，等.近红外光谱法在呋喃妥因肠溶片快速分析中的应用[J].药物分析杂志，2014，34(4):742-746.

[7]王海波，朱健萍，邓鸣，等.近红外光谱法快速分析头孢克肟胶囊的含量[J].中国抗生素杂志，2014，39(1):45-48.

[8]孙梦希，刘蝉.盐酸乙胺丁醇片近红外定量分析模型的建立[J].安徽医药，2014，18(10):1857-1859.

[9]田华,黄开合,袁胜浩.近红外光谱技术及其在中药质量分析中的应用[J].中国药房，2011，22(3):281-282.

[10]薛忠，徐冰，张志强，等.药物粉末混合过程在线监控技术研究进展[J].中国药学杂志，2016，51(2):91-95.

[11]Porfire A，Rus L，Vonica AL，et al.High-throughput NIR-chemo-metric methods for determination of drug content and pharmaceutical properties of indapamide powder blends for tabletting[J].J Pharm Biomed Anal，2012，70:301-309.

[12]Karande AD，Heng PW，Liew CV.In-line quantification of micr-onized drug and excipients in tablets by near infrared (NIR) spectroscopy:Real time monitoring of tabletting process[J].Int J Pharm，2010，396(1-2):63-74.

[13]王巍，韩峰超，李宏志，等.近红外光谱分析技术在辽宁省基本药物快检中的应用[J].中国药事，2014，28(3):285-287.

[14]李盈，杨小川，汪洋.药品快检车近红外系统快速鉴别硝酸咪康唑乳膏的真伪[J].中国药业，2013，22(4):36-37.

[15]饶毅，魏惠珍，方少敏，等.近红外光谱技术在中药制药过程质控中的应用[J].中成药，2011，33(1):126-130.

[16]蔡皓，马晓青，刘晓，等.近红外光谱在中药鉴别和质量控制中的应用[C]//2010中药炮制技术、学术交流暨产业发展高峰论坛论文集,2010:150-154.

[17]胡咏川，田晓鑫，刘蕾，等.近红外光谱技术鉴定中药的进展[J].中国中药杂志，2012，37(8):1066-1071.

[18]王永香，米慧娟，张传力，等.近红外光谱技术用于热毒宁注射液金银花青蒿醇沉过程在线监测研究[J].中国中药杂志，2014，39(23):4608-4614.

[19]丁海樱，金叶，刘雪松，等.中药粉末混合过程近红外在线检测研究[J].中国药学杂志，2013，48(14):1151-1156.

[20]袁明洋，黄必胜，余驰，等.8种含碳酸盐的矿物类中药近红外定性定量模型的建立[J].中国中药杂志，2014，39(2):267-272.

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