药物中间产品中主成分的含量检测方案(近红外光谱仪)

在药品生产过程中，为保证药品质量，生产车间需对药品实行中间产品监控，对中间产品的含量、pH值和颜色等进行测定，2010版《中国药典》规定各个药品品种的主成分含量的检测方法包括容量分析法、光谱分析法及色谱分析法。其中容量分析法也称滴定法，方法专属性低，主要用于化学原料药的测定，较少用于药物制剂测定；色谱分析法包括液相色谱和气相色谱分析法，该方法灵敏度和专属性都较高，但色谱方法存在仪器价格高昂、操作复杂、溶剂耗材等运行成本高、样品测试耗时久、仪器维护成本高、测样效率低等问题，无法满足实际生产需要；光谱分析法一般是指紫外-可见分光光度法，该方法适用性有限，前期需要进行样品制备，而近红外光谱法也属于光谱分析方法的一种，该方法无需制样可快速无损的对中间产品进行定量分析。 近红外光谱主要由C-H、N-H、O-H和S-H等基团基频振动的倍频和合频组成，通过测定物质在近红外光谱区(波长范围780-2500nm， 按波数计12800-4000cm)的特征光谱并利用化学计量学方法提取相关信息，可对物质进行定性、定量分析。 中间产品的含量或其他项目，可使用替代方法进行检验，根据《中国药典》规定，如采用其他方法，应将该方法与规定的方法做比较试验，根据实验结果掌握使用，但在仲裁时仍以以本版药典规定的方法为准(凡例的二十三条)。基于药典的要求，近红外光谱测定药品中间产品主成分含量的方法经过相关验 证，即可作为规定方法的替代方法用于中间控制。 本次试验中我们使用维生素C注射液、维生素B12注射液、利巴韦林注射液、注射用头孢哌酮钠舒巴坦钠、阿莫莫林胶囊、格列吡嗪片等品种的中间体对主成分进行了近红外光谱的定量模型创建及验证测试，这几个品种中的主成分维生素C、维生素B12、利巴韦林、头孢哌酮钠、阿莫西林及格列吡嗪结构中都具有X-H键，都有近红外信号，因此可使用近红外光谱进行定量分析。 microPHAZIR Rx 手持式近红外光谱仪(SN：2169)，配备Thermo microPHAZIR Admin 及 Method Generator 软件； 药物中间产品包括：1)液体：维生素C注射液，维生素B12注射液，利巴韦林注射液；2)固体：注射用头孢哌酮钠，阿莫西林胶囊，格列吡嗪片； 药物中间产品由山东瑞阳制药提供，各个品种含量的化学值由山东瑞阳制药根据药典规定方法测得后提供。 图 1. microPHAZIR Rx 手持式近红外光谱仪图片 2.方法和结果 2.1样品含量测定 山东瑞阳制药按国家食品药品监督管理局药品检验补充检查方法和检验项目要求，使用药典规定的方法测定了各个品种中间产品的主成分的化学含量值。 2.2近红外光谱采集 1)固体样品：使用 microPHAZIR Rx的鼻锥对准自封袋内的样品直接进行扫描，每个样品扫描5张光谱，如图2所示； 2)液体样品：将液体样品取样到玻璃瓶中，加入漫反射介质盐片(氧化铝材质)，震荡令液体充分浸润盐片后，对小瓶底部进行扫描，每个样品扫描5次，如图2所示。 将所有需要建模样品的光谱采集完成后一键同步到电脑上，准备进行定量模型创建。 图2.固体和液体样品的测试方式 图3.采集到的维生素C注射液的近红外谱图 2.3建立定量模型 本实验中仅以维生素C注射液为例进行建模过程的描述。使用Method Generator软件将采集到的谱图(图3)加载后去除异常谱图，使用 S.Golay计算(一阶求导，3点平滑，二次多项式)及归一化算法进行预处理，光谱范围选择1600-2400nm， 预处理后的谱图见图4所示。采用偏最小二乘法建立定量模型，变量因子个数根据模型R2、RMSEC、RMSECV、RMSEP值进行选择，对于维生素C注射液的模型而言，我们选择了10个因子。 图4.经过光谱预处理后得到的维生素C注射液的近红外谱图 图5.维生素C注射液定量模型预测值与实际值拟合直线 图6.10个因子时的1600-2400nm 光谱范围内的维生素C注射液的光谱 共对6个品种进行了模型创建，包括液体样品：维生素C注射液，维生素B12注射液，利巴韦林注射液，固体样品：注射用头孢哌酮钠，阿莫西林胶囊，格列吡嗪片。建模过程与维生素C 注射液建模过程类似，参考以上建模步骤即可。将建好的定量模型转移到仪器上。 2.4模型评价 使用建好的模型对于这6个品种不同含量的样品进行了验证，每次扫描仅需5秒钟的时间即可得到含量的结果，对每个样品测试多次，取测试结果的平均值，与化学值进行比较得到预测结果的偏差，从而来评估模型。验证得到的结果如下表所示； 维生素C含量预测 样品编号 化学值 预测值1 预测值2 预测平均值 误差 1 24.72 24.69 24.79 24.74 0.02 2 25.1 24.54 24.49 24.515 -0.585 3 24.57 24.49 24.76 24.625 0.055 4 24.87 24.54 24.43 24.485 -0.385 5 25.025 24.46 24.35 24.405 -0.62 6 24.58 24.63 24.52 24.575 -0.005 7 24.625 24.53 24.34 24.435 -0.19 2)维生素 B12 注射液 维生素B12含量预测 样品编号 化学值 预测值1 预测值2 预测平均值 误差 1 5.077 5.09 5.09 5.09 0.013 2 5.087 5.09 5.09 5.09 0.003 3 5.077 5.08 5.08 5.08 0.003 4 5.075 5.08 5.08 5.08 0.005 3)利巴韦林注射液 利巴韦林含量预则 样品编号 化学值 预测值1 预测值2 预测平均值 误差 1 98.93 98.86 98.91 98.885 -0.045 2 99.26 99 99.05 99.025 -0.235 3 98.8 98.99 98.84 98.915 0.115 4)阿莫西林胶囊 样品编号 化学值 预测值1 预测值2 预测值3 预测值4 预测平均值 误差 3189 86.61 86.54 86.17 86.86 86.4 86.49 -0.12 4125 87.06 86.37 86.56 86.89 86.42 86.56 -0.50 4139 86.9 86.46 86.38 86.36 86.03 86.31 -0.59 2031 87.23 86.73 86.89 86.57 86.8 86.75 -0.48 4119 86.8 86.91 86.09 86.28 86.11 86.35 -0.45 3186 86.31 86.43 86.34 86.47 86.88 86.53 0.22 3184 87.02 86.8 86.89 86.37 86.19 86.56 -0.46 4140 86.2 86.15 86.87 86.34 86.54 86.48 0.28 3183 86.42 85.96 85.68 86.14 85.63 85.85 -0.57 4143 85.98 86.82 86.42 86.51 86.02 86.44 0.46 头孢哌酮钠含量测试 批号 化学值 预测值 1 预测值2 预测值3 预测值4 预测平均值 误差 15101712 44.06 44.93 43.42 44.35 43.93 44.1575 0.0975 15101811 44.06 44.88 44.67 43.47 45.06 44.52 0.46 15101711 44.69 44.71 43.94 44.34 44.63 44.405 -0.285 15080112 45.78 45.07 45.17 46.32 45.36 45.48 -0.3 15101612 46.71 46.2 46.23 47.11 45.74 46.32 -0.39 15021011 45.52 45.92 45.34 45.68 46.01 45.7375 0.2175 15102011 44.92 45.99 45.91 44.57 44.68 45.2875 0.3675 15101412 46.04 46.42 45.91 45.94 46.33 46.15 0.11 6)格列吡嗪片 样品批号 化学值 预测值 1 预测值2 预测值3 预测值4 预测平均值 误差 2314 63.14 63.14 63.08 63.08 63.18 63.12 -0.02 2315 62.93 62.68 62.78 62.83 62.88 62.7925 -0.1375 2316 63.58 62.86 63.64 63.49 63.5 63.3725 -0.2075 2317 63.32 63.54 63.3 63.24 63.19 63.3175 -0.0025 2318 63.46 63.43 63.34 63.91 63.59 63.5675 0.1075 注：表格中的数值单位为%含量。 3.结论 使用近红外光谱法可实现对药品中间产品中主成分含量的无损定量分析，我们使用赛默飞世尔科技的手持式近红外光谱仪microPHAZIR Rx对6种药物中间产品(包括液体和固体)建立了定量模型，并对模型进行了验证，验证得到的误差在1%以下。这是在建模样品个数较少(10个左右)的基础上得到的数据，若扩充建模用样品个数，将会取得更好的效果。 近红外光谱定量分析方法相比常规分析方法测量速度快、无损、无污染、操作简便、成本低，每测试式次样品仅需3-5秒钟的时间，用于药品检测及日常监管中具有可行性，经过方法验证后可作为药典规定方法的替代方法用于药品生产的中间控制环节。 赛默飞世尔化学分析 赛默飞官方网站 ( ◎ 2016赛默飞世尔科技 公 司保留所有权利 。 所有商标均归赛默飞世尔科技公司及其旗下品牌所有 。规 格、条款和价格随时可能进行更改。并非所有产品均可在所有国 家 提供。详情请向您当地的销售 代 表咨询。 ) 邮箱： sales.cad@thermofisher.com 网址： www.thermofisher.com S CIENTIFIC 免费服务热线： 手机用户)