浅谈近红外光谱分析在药品检测中的应用

近红外光谱分析的原理技术与应用

引言

近红外光谱分析是一种非破坏性、快速、准确的分析技术，广泛应用于食品、医药、化妆品、环境监测等领域。本文将介绍近红外光谱分析的原理、技术和应用。

近红外光谱分析的原理

近红外光谱分析利用物质吸收或反射近红外光时产生的特征光谱来分析物质的成分和性质。近红外光谱分析主要基于以下两个原理：

1. 分子振动吸收原理：物质中的化学键振动会引起近红外光的吸收，吸收峰的位置与化学键的特异性有关。

2. 红外光与物质的相互作用原理：物质吸收了红外光后，其分子内部发生改变，从而产生特征的近红外光谱。

近红外光谱分析的技术

近红外光谱分析的技术主要包括光源、光谱仪和数据处理三个方面。

光源

常用的光源有白炽灯、光电二极管和激光等。其中白炽灯发射连续谱，适用于宽波长范围的分析；光电二极管具有快速响应和高稳定性，常用于近红外光谱分析仪器；激光具有较高的亮度和窄的波长范围，适用于特定波长范围的分析。

光谱仪

常用的光谱仪有分光镜、光栅和红外线摄像机等。分光镜通过将近红外光谱聚焦到光栅上，并通过旋转光栅来选择不同波长光线；光栅则将不同波长的光线分散成不同的角度形成光谱；红外线摄像机可通过感应近红外光谱并将其转换成数字信号。

数据处理

近红外光谱分析的数据处理通常包括预处理、特征提取和模型建立等步骤。预处理常用的方法有光谱校正、光谱平滑和光谱标准化等；特征提取可使用主成分分析、偏最小二乘回归等方法；模型建立则可以采用多元回归分析、支持向量机等模型进行建立。 近红外光谱分析的应用

近红外光谱分析在多个领域具有广泛应用，以下为几个常见的应用示例：

• 食品质量检测：近红外光谱分析可用于检测食品中的营养成分、添加剂和污染物等，以保证食品的安全和质量。

• 药物分析：近红外光谱分析可用于药品的成分分析、质量控制以及伪药的鉴定等。

• 化妆品分析：近红外光谱分析可用于分析化妆品中的成分、性质和质量，以确保产品的合规性和安全性。

综述报告　近红外光谱技术在药物分析中的应用　２０１０年第ｌ９卷第１８期　周嵩煜　（广西壮族自治区玉林食品药品检验所，广西玉林　５３７０００）　摘要：概述了近红外光谱分析技术的特点及其在药物原料、药物制剂分析、药物在线监测控制以及在中药领域的应用，并讨论了近红外光　谱技术药物分析应用中存在的问题。　关键词：近红外光谱；化学计量学；药物分析；中药；进展　中图分类号：Ｒ９１７；ＴＱ４６０．７２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—４９３１（２０１０）１８—００８４—０４　近红外光谱ｎｅａｒ—ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ＮＩＲＳ）介于可见光谱区与　中红外谱区之间，谱区范围为１２　８２０—３　９５９　ｃｍ　（７８０～２５２６　ｎｍ）”】，　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。该谱区主要是Ｃ—Ｈ，Ｎ—Ｈ，Ｏ—Ｈ等含氢基团的倍频及　合频吸收，特点是谱带较宽、重叠严重，难以用传统的方法解析图　谱，但该谱区包含的信息量极其丰富，随着计算机技术的提高，多　变量统计分析技术的开发以及仪器制造技术的发展，解决了该谱　区解析的困难。近红外光谱技术是一种现代高新分析测试技术，主　要包括近红外光谱仪、化学计量学软件和应用模型３个部分，具有　分析速度快、样品处理简单、无需试剂、无污染、多组分检测等特　点，已被广泛应用于谷物、石油化工产品、食品、纺织品、烟草等的　分析测定，而在药物分析方面的应用也１３趋广泛。现就近年来其在　药物分析方面的应用进行综述。　１　特点　近红外吸收光谱的特点包括：随着基频振动合频和倍频的增　加，吸收峰重叠得越严重；多组分复杂样品的近红外光谱不是各　组分单独光谱的叠加；消光系数弱，穿透样品的能力强（最深可达　５　Ｃ／Ｆ／）；需要化学计量学技术从复杂的光谱中提取信息（世界流行　算法为偏最小二乘法，即ＰＬＳ）。近红外光谱分析技术的测量过程包　２００５，２８（９）：７７４—７７５．　【６］李药兰，李克明，苏妙贤，等．猴耳环抗病毒有效成分研究［Ｊ］．中国中　药杂志，２００６，３１（５）：３９７—４００．　［７】郭晓宇，王乃利，宝丽，等．猴耳环的化学成分及其对Ｔ淋巴细胞增　殖的影响［Ｊ】．中国药学（英文版），２００７，１６（３）：２０８—２１３．　［８】苏妙贤，唐之岳，黄伟欢，等．猴耳环化学成分研究【Ｊ　Ｊ．中药材，２００９，　３２（５）：７０５—７０７．　【９】吴蓉蓉，黄杰昌，雷佳，等．猴耳环提取物的新用途：中国，２００６１００３３６９８，２　［Ｐ］．：１０Ｏ６一ｌＯ一２５．　［１Ｏ］郭耀威，李沛波．猴耳环提取物抗炎作用的实验研究【Ｊ］．中国医药　杂志，２００７（１２）：２３—２４．　［１１】张中贤，黄剑臻，李沛波．猴耳环水提取物抗流感病毒的实验研究［Ｊ】．　中国热带医学，２００８，８（１）：３０—３４．　【ｌ２】兰小玲，黄跃，杨广林．猴耳环消炎片治疗咽喉炎、扁桃腺炎２００例　疗效观察［Ｊ】．实用Ｉ晦床医学，２００７，８（２）：８９—９Ｏ，９２．　［１３】杨孟君．纳米猴耳环消炎制剂药物及其制备方法：中国，ＣＮＯ１１００６７８．１【Ｐ］．　２００２—０８—２１．　ｎ４】叶耀良，廖志钟．一种提高药效的猴耳环制剂和制备方法：中国，　ＣＮ２００４１００９ｌ１３３．０［Ｐ］．２００５—０７—０６．　ｆ１５］李叶华，江岩．猴耳环消炎分散片及其制备方法：中国，ＣＮ２００４１００２３０３２．Ｘ　［Ｐ】．２００５一Ｏ１一ｌ２．　【ｌ６］昊蓉蓉，吴湘，雷佳，等．一种消炎口含片发明专利：中国，ｃ　Ｏ０４ｌｏｏ２７９ｌ３．　９『Ｐ］．２００６—０ｌ一１１．　【１７】苏薇薇，田珩，王小锐，等．猴耳环ＨＰＬＣ指纹图谱的构建方法及其　标准指纹图谱：中国，ＣＮ２００６１０１２２９２４．４【Ｐ】．２００７—０４—１１．　・８４・　括：选择校正样品集；对校正样品集分别测定其光谱数据和理化基　础数据；将光谱数据和基础数据用适当的化学计量方法建立校正　模型；采集未知样品的光谱数据，与校正模型相对应，计算出样品　的组分。由此可知，近红外光谱分析技术由３个部分组成，即测定　样品的硬件技术、利用化学计量方法计算测定结果的软件技术、针　对分析任务建立的校正模型。校正模型建立所用的计量学方法主　要有判别分析法（ＤＡ）、主成分分析（ＰＣＡ）、偏最Ａｘｅ－乘法（ＰＬＳ）、拓　扑学（ＴＰ）方法、人工神经网络（ＡＮＮ）、多元线形回归法（ＭＬＲ）以及　支持向量机（ＳＶＭ）一偏最／ｂ－＜．乘法相结合的ＯＳＣ—ＰＬＳ方法等…。　２　化学药物分析　２　１　定性分析　杨纯等　利用近红外反射光谱法对１Ｏ种Ｂ一内酰胺类抗生素　氨苄西林、阿莫西林、头孢曲松钠、头孢他啶（五水合物）、盐酸头孢　他啶、头孢呋辛钠、青霉素Ｇ、６一氨基青霉烷酸（６一ＡＰＡ）、７一氨基　头孢烷酸（７一ＡＣＡ）、７一ＡＣＴ（头孢曲松的中间体）的鉴别方法进行　了研究，结果表明，该方法无需对样本进行预处理，可直接扫描玻　璃瓶内样品，利用Ｖｉｓｉｏｎ软件，用波长空间相关法建立各样品近红　外光谱的鉴别数学模型，用待测光谱和每个产品的平均光谱计算　相关系数，若相关系数大于某一阈值，待测物即判为该产品，即可　【１８］刘永刚，王晓东，张小兵，等．猴耳环质量标准研究【Ｊ］．中国药师，　２００８．１１（１）：２９—３１．　ｆ１９】李镜友，张志坚，罗巧红，等．ＨＰＬＣ法测定不同采收期猴耳环中没食　子酸的含量［Ｊ］．中药材，２００９，３２（６）：９１５—９１６．　［２０】陈连剑，刘新宇．紫外分光光度法测定猴耳环消炎片中没食子酸的含　量［Ｊ】．广东医学院学报，１９９８，１６（４）：３２２—３２３．　［２１】万安凤，周　浪．ＨＰＬＣ法测定猴耳环消炎片中没食子酸的含量【Ｊ］．　中药材，２０００，２３（１１）：７０８．　［２２］刘起中，张家国，李京平．ＨＰＬＣ法测定猴耳环消炎片中没食子酸的含　量【Ｊ】．中成药，２００１，２３（９）：６８７—６８８．　【２３］李尔伟，万安凤，李镜友，等．猴耳环消炎片质量标准研究【Ｊ］．中药　材，２００３，２６（８）：５９２—５９３．　［２４】聂少平，王远兴，谢明勇，等．高效液相色谱法测定猴耳环消炎胶囊中　没食子酸的含量（Ｊ】．实用中西医结合临床，２００３（２）：３～４．　［２５］邹玉繁，汪小根．正胃片中药材的薄层色谱鉴别研究【Ｊ】．现代中药　研究与实践，２００６，２０（５）：４２—４３．　【２６】陈业光，李德潮．ＨＰＬＣ测定正胃片中没食子酸的含量【Ｊ］．中成药，　２００８，３０（９）：１００１３—１００１４．　［２７】袁静，肖　东．槲皮素抗肿瘤作用研究进展【Ｊ】．国外医学・中医　中药分册，１９９６（５）：４—６．　【２８】王艳芳，王新华，朱宇同．槲皮素药理作用研究进展ｆＪ】．天然产物研　究与开发，２００３，１５（２）：ｌ７１—１７３．　［２９】龙奇达，熊绍权，赵　霞．槲皮素的癌化学预防和抗肿瘤作用研究进　展［Ｊ】．中华妇幼临床医学杂志，２００８，４（４）：５７—５９．　（收稿日期：２００９—１０—２９；修回日期：２０１０—０４—０９）　中国药业Ｃｈｉｎａ　Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ

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。

中药近红外光谱技术

中药近红外光谱技术

近红外光谱技术是一种采用红外光谱仪进行荧光分析的技术。它通过测量荧光光谱图像，可以对中药进行定性和定量分析，从而得到有关中药成分和药效的信息。

近红外光谱分析技术是一种比色法，其原理是物质在光谱范围内吸收、散射和发射特定的光，从而形成一种特征的光谱图像。中药近红外光谱技术是在近红外光谱范围内对中药进行光谱分析的方法。近红外光谱仪可以通过光源和光谱仪的组合，将不同波长的光从中药样品中发射出来，然后通过红外光谱仪测量，并将结果转化为中药化学成分的浓度。

中药近红外光谱技术的应用非常广泛，它可以用于中药材的质量检测、中药制剂的控制和中药疗效的研究等方面。其中，中药材的质量检测是中药近红外光谱技术的重要应用之一。中药材的质量检测是指对中药材进行化学成分、有害物质和微生物的检测，以确保中药材的质量和安全性。中药近红外光谱技术可以快速、准确地测量中药材中的化学成分，从而判断中药材的质量和真伪。此外，中药近红外光谱技术还可以用于中药制剂的控制。中药制剂是以中药材为原料制成的药品，具有一定的药效和功效。中药近红外光谱技术可以快速、准确地测量中药制剂中的化学成分，从而对中药制剂的质量和药效进行控制。此外，中药近红外光谱技术还可以用于中药疗效的研究。中药疗效是指中药在治疗疾病或改善人体健康方面的作用。中药近红外光谱技术可以通过测量中药样品中的化学成分，从而研究中药的药效和作用机制。

中药近红外光谱技术的优点主要有以下几个方面：首先，近红外光谱技术是非损伤性的测量方法，不会对中药样品造成任何损伤。同时，中药近红外光谱技术也具有高效、快速、准确的特点，可以在短时间内对大量样品进行分析。此外，中药近红外光谱技术还具有较高的灵敏度和选择性，可以对中药样品中微量的成分进行测量。此外，中药近红外光谱技术还具有非常好的重复性和稳定性，可以在不同实验条件下得到一致的结果。

总之，中药近红外光谱技术是一种非常重要的荧光分析技术，它可以用于中药材的质量检测、中药制剂的控制和中药疗效的研究等方面。中药近红外光谱技术具有高效、快速、准确、非损伤性、灵敏、选择性、重复性和稳定性的特点，可以为中药研究和中药产业的发展提供重要的技术支持。相信随着科技的不断进步，中药近红外光谱技术将在中药领域得到更加广泛的应用和推广。