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高效近红外光谱分析技术在药物分析中的应用

摘要:分析技术对快速分析或实时检测是非常理想的技术手段,是大
型石油化工,农业,制药,食品加工等工业生产所必须依靠的重要分析技术之一。
本文重点阐述了技术在药物分析中的应用,并且简单介绍了该技术的特点和各
种分析方法的原理。
关键词:;药物分析

1引言

分析技术(NIRS)是在近十几年内发展最快的分析新“绿色钢铁侠”,对快速
分析或实时检测是非常理想的技术手段,是大型石油化工,农业,制药,食品加工
等工业生产所必须依靠的重要分析技术之一。该技术具有被分析样品用量少、
无破坏、无污染、高效、快速、成本低和绿色环保等特点[1],在几秒或几毫秒
时间内可同时测量被分析物的十几种质量参数,显著降低了分析设备的投资与维
护费用,测量信号的数字化和分析过程的绿色化又使其具有典型的时代特征,成
为了传统药物分析方法的补充和新发展的方向。《中国药典》(2005年版)已经
将近红外光谱分析方法收录,主要用于复杂样品的直接快速分析[2]。

2分析技术在药物分析中的应用

2.1分析技术在药物制剂分析中的应用非常广泛,主要应用在对药物制剂的
鉴别和分类、制剂中活性组分的含量测定、水分的测定和原粉制剂均匀度控制
等方面
应用分析技术对药物制剂进行鉴别和分类,首先应该建立起参考谱库,然后
进行的预处理和数据评估,最后对数据库的专属性和耐用性进行验证。用分析技
术可以快速对已有谱图的未知药物进行鉴别和分类。张中湖等建立了快速、有
效鉴别不同厂家生产的甲硝唑片的方法:直接采集样品的近红外漫反射光谱,并
进行褶合变换-可视化指纹图谱-相似系数分析,根据相似系数即可鉴别不同厂家
的样品。
药物中的活性组分是药物的核心部分,也是决定其药效的主要成分。其质量
和含量直接影响药物的疗效。分析技术可以迅速在线监测药物加工过程中活性
组分的含量,有利于在生产过程中适时调节其含量,最终得到合格的药剂产品。
范积平等建立大黄主要活性成分蒽醌类化合物含量测定的近红外光谱法。以高
效液相色谱法测定3种不同产地大黄的大黄素、大黄酚、大黄酸、芦荟大黄素
的含量,并用41个样品建立近红外光谱校正方程并经优化、验证,大黄样品中各
主要活性成分的含量,较好的测定了药物中的活性组分。
药物中的水分包括结晶水和吸附水,利用分析技术可以快速测定药物中的含
水量。屈凌波等在头孢片剂固体样品性质测定方面应用近红外光谱分析,结果显
示可以得到满意的各种水分含量的测定结果。
在原粉制剂的生产过程中,药物活性组分混合的均匀性对药物的质量十分重
要。均匀程度会直接影响产品的质量,从而影响药效和安全性,所以有必要通过
对粉末均匀度的测定和控制来保证药品的安全有效。马群等以安宫牛黄丸为对
象研究原粉制剂均匀度的控制方法,该方法能够用来控制安宫牛黄丸原料的均匀
度,并为利用NIRS技术对药材原粉的均匀度测量和对原粉产品的质量控制提供
基础依据。
2.2分析技术在中药材(中成药)的质量控制方面也有着及其重要的应用,主
要有中药材的真伪和产地鉴别、中药有效成分的测定等方面
中药品种繁多,应用历史悠久,其安全性和有效性毋庸置疑。传统的经验鉴
别主要根据药材的外观性状直接利用感官达到鉴别的目的,使中药的稳定性制约
了中药的进一步发展。丁念亚等人利用近红外光谱和化学计量学方法对几种常
见的中药材(白芷、葛根、白术、白芍、当归、魔芋)进行了分类,另外还对模似
的伪劣药材样品进行了真伪鉴别。赵龙莲等人利用傅里叶变换近红外光谱仪采
集了中药大黄的近红外漫反射光谱,提取光谱的主成分和小波包熵等特征信息,
利用Fisher分类器对中药大黄的真伪进行了鉴别。通过比较得出了采用小波
包熵特征信息建模和预测误判率比采用主成分低。其建模集交叉验证的误判率
为6.152%,预测集的误判率是2.104%。刘沭华等以白芷和丹参为例用近红外
漫反射光谱数据、应用多类支持向量机方法对中药材产地及生长条件进行自动
鉴别,并进一步用递归支持向量机等方法选择对分类最有效的特征谱段。结果在
仅用5个和8个特征谱段的情况下在独立的测试集上达到了92%的识别正确
率。这一研究既为建立快速准确的中药材产地自动鉴别系统提供了技术原型,也
为进一步不同产地的中药材在化学成分上的细微差异及研究它们与药效的关系
奠定了基础。
中药材(中成药)的质量控制是中药现代化进程中亟待解决的关键问题之
一。但由于中药(特别是中成药)的成分十分复杂,对其有效成份的测定非常困难,
但可以选用分析技术,结合计算机可视化方法,借助化学计量学的定性分析手段,
建立一套分析速度快、准确度高、操作简便的中药指纹图谱鉴别方法[3]。目前,
美国FDA、英国草药典、印度草药典、德国药用植物学会、加拿大药用植物学
会均接受指纹图谱的质控方法。
谷筱玉