张楠　王立娜　何冰　朱禹霏　杨娇

摘 要：随着社会的发展，我国的化学药品生产行业的发展也越来越迅速。药品对于国内广大人民群众来说是非常重要的，并且根据国内相关的民生新闻来看，近几年国内的药品质量相关的事件发生概率仍然是比较高的，这一类事件的发生轻则使得人民群众产生了一定程度上经济的损失，重则使得人民群众的人身安全受到严重威胁，因此，现阶段提升化学药品生产质量已经迫在眉睫。所以，在接下来的文章中就将对近红外光谱分析技术在化学药品生产过程控制应用进行详尽阐述，并且试图提出一定具有建设性的意见或者对策，使化学药品的质量、生产效率都有一定程度的提升。

关键词：近红外光谱分析技术;化学药品生产过程;控制应用

近红外光谱技术可以从样本中无损提取出分析信息，可应用于多种化学药品的真伪鉴别、次品的掺入量预测、化学药品品种的聚类分析，并能够快速有效地对化学药品整体质量进行评价与鉴定，但用于含量较小的组分分析时偏差较大。采用近红外光谱技术还可以优化化学药品提取、分离纯化过程的提取时间、次数，降低提取物中杂质含量，使化学药品主要有效成分的提取工艺和分离、除杂过程实现高效与质量可控，从而降低生产成本。

1 近红外光谱分析技术的涵义以及其特点

1.1 近红外光谱分析技术定义

近红外光波长为780-2500nm，其波数约为13000-4000cm-1。近红外光谱紧靠红色可见光，穿透能力比波长较长的中、远红外要强，因此对固体样品的检测要好，近红外分析用于主要成分分析。近红外光的能量范围为大于使分子达到其最低激发振动态（通过基本振动跃迁）所需的能量范围，小于分子中电子激发跃迁所需的能量，电子跃迁需要吸收200-700纳米波长的光，即紫外和可见光。对于有机化合物分子的官能团如-CH、-NH、-SH、-OH振动吸收红外光谱后，形成倍频（一倍频到多倍频）及组合频谱带。NIR吸收带包含样品所有成分的化学和物理信息，包括样品的定性和定量信息。使用NIR光谱的分析方法具有以下显著的特征：快速（每个样品1min或更短），无损、无创、探测射线束穿透力强，适用于在线使用，并且样品制备需求最少。

1.2 近红外光谱分析技术的特点

一般来说，常规的化学药品分析技术只能特定地分析某一种化学药品成分的含量数据，但是近红外光谱分析技术能够实现对化学药品生产过程中的多种成分的检测，这使得工作时间得到了节省，同时工作效率得到巨大提升，省出人力物力财力能够购置相关的设备，这于国内制药厂工作效率是巨大提升，技术的应用使制药厂工作得到极大的改善。其次，技术应用成本相对较低，近红外光谱分析技术能够在光纤上进行使用，使技术应用成本降低。并在应用后，节省人力资源，因为这一技术可实现多条生产线路的样品在线质量检测工作。另外，近红外光谱分析技术的污染也较低，技术应用符合我国可持续发展的标准。传统化学药品生产过程的检验工作往往会使用到非常多的化學试剂，会产生很多化学废水，对于环境污染情况非常严重的。而这一技术主要利用的是近红外检测技术，不需要使用繁多化学试剂，对环境形成保护的效果。

2 近红外光谱的解析方法

常见的分析方法有透射光谱法、透反射光谱法和反射光谱法。近红外光谱中720-1100nm，最适合通过厚样品（例如种子，浆液，液体和糊剂）进行透反射;1200-1850nm，该部分可用于透过液体和薄膜的透射，以及高含水量样品的漫反射率测量;1850-2500nm，主要用于对地面或固体材料进行漫反射率测量。透反射区域在食品分析中特别受关注，因为它适合测量高水分和高脂肪含量的产品，包括肉、乳制品、果酱和果酱、面团和面糊。

在该区域工作的主要优点是可以使用更长的光程样本池来收集光谱。通常可以使用10-20mm的光程。这使采样更加容易，并且无需进行进一步样品处理即可扫描粘性和非均质样品。与反射法相比，透射法测量的主要优势在于，光谱代表整个样品中组分的变化，不仅是表面。在反射法方面，前1mm占光谱的99%。由于样品中成分的这种不均匀分布，导致反射光谱无法代表整个样品特性。近红外光谱解析原理是将被测样品的光谱与已知标准样品的模型库的光谱数据建立一个关联。如果被测样品和模型相同，则知道该样品的成分，否则通过样品和模型库之间的关联关系，通过数学分析的方法，如回归分析、最小二乘法、遗传算法、神经网络或拓扑分析等，计算出被测样品某个或多个成分的含量。近红外光谱定性分析分为判别分析和聚类分析两类，具体方法有判别分析法（DA）、主成分分析方法（PCA）、马氏距离方法（MD）及类模型方法（SIMCA）等。其中判别分析方法将样品不同波长的吸收光谱与模型中的光谱比较，可以确定与测试样品最相似的已知材料类别，因此该技术被认为适合解决识别的问题。主成分分析的方法（PCA）是降维技术。减少我们对某一个波长吸光度的关注，它仅考虑光谱数据方差，通过将多维数据投影到低得多的维数空间，减少噪声的影响。马氏距离的方法（MD）与标准偏差相似，它可以定量测量给定频谱与中心典型频谱的偏离量。它主要用于检测的光谱匹配异常点匹配，以此减少相关性的干扰，判断样品属于哪个类或不属于哪个类。当然定性分析方法还有很多如模式识别和人工神经网络等。

3 在线质量控制

化学药品生产属于典型化工制造过程，制造工艺较为复杂，最终产品的品质稳定性与生产过程多项工艺参数息息相关。因此，化学药品生产中提取、浓缩、制剂等环节过程监控非常重要。当前我国多数中药制药企业仍然采用传统的实验室离线检测方法，分析结果滞后于生产，缺陷不言而喻。NIR技术可帮助药企克服传统检测手段的缺点。

3.1 提取与纯化过程

化学药品成品中不同有效成分的配比在提取、精制等生产环节中完成，配比比例与药品的质量直接相关。提取方式依据提取溶剂分类可以分为水提、醇提等，依据提取方法分类可以分为静态、动态、渗漉、超声提取、微波萃取、加压萃取等。目前大部分国内企业仅针对最终产品进行品质检测，而化学药品提取过程质量控制手段缺乏，分析结果滞后，缺陷明显，一旦出现质量问题，整条生产线的产品都将返工甚至销毁，造成大量人力、物力资源损失。将NIR在线检测技术应用于化学药品提取与纯化过程，既可保证产品质量，又可以避免能源浪费，降低生产成本。

3.2 浓缩过程

化学药品提取液中的有效成分含量较低，必须对提取液进行浓缩。浓缩过程的质量控制通常采用检测水分、主要成分浓度、密度等方式实现，进而实现浓缩过程结束时间的实时响应。精准判断提取液浓缩终止点对于保障成品品质至关重要。

3.3 光谱技术测定药物活性成分的含量

药物所含活性成分多少是药物的功效的重要因素，因此药物的疗效好与不好取决于药物所含活性成分的含量。比如说某药集团药业有限公司在制造生产罗红霉素片过程中，通过近红外光谱分析技术可以时时监测其药物中活性成分的含量。该药物活性成分的含量可根据药厂需求进行调配，目的就是为了保证药品符合国家标准。

综上所述，对于近红外光谱分析技术在化学药品生产过程控制应用的相关研究和分析了，从文中叙述内容不难看出，近红外光谱分析技术在制造过程中进行应用之后，这项技术的特性在生产过程中体现出来，例如生产效率提升等，而且这些特点正是现如今化学药品生产过程中所需要的。因此，这项技术在应用的过程中，相关的工作人员应该做好完善和优化的工作，这对于现阶段的化学药品的生产是非常重要的。

参考文献：

[1]贾燕花.近红外光谱分析技术在化学药品生产过程控制应用初探[D].北京：北京协和医学院，中国医学科学院，清华大学医学部，北京协和医学院（中国医学科学院），2011.

[2]李军.近红外光谱分析技术在化学药品生产过程控制应用分析[J]中国化工贸易，2018，10（33）：141.

[3]李沙沙，赵云丽，陆峰等.近红外光谱分析技术用于硫酸羟氯喹原辅料混合均匀度在线定量监测[J].第二军医大学学报，2019，40（9）：995-1000.