FT-IR显微红外光谱法检测液体药物中的颗粒和杂质

在制药行业，FTIR技术广泛用于固体和液体药物分析。FTIR应用包括多晶型分析和活性药物成分（API）的固态表征。此外，FTIR可以快速、高效地鉴别杂质和污染物。

装有可能含有杂质的液体药物的安瓶

药物中的杂质问题

药物的纯度对保证其安全性和功效性至关重要。比如，液体药物中存在颗粒，会引起药物配方的物理和化学变化。这可能会导致刺激性、炎症或过敏反应等不良反应。

此外，颗粒会干扰药物的预期作用机制。颗粒也会影响药物的稳定性和保质期，导致药物随着时间的推移而降解或失去药效。为了防止出现这些问题，需要对药物进行密切的监测。FTIR就是其中一个监测工具。

为什么选择FTIR？

光学显微镜具有较高的空间分辨率，可以观察和识别颗粒物。但是，光学显微镜无法解析化学成分。相比之下，FTIR显微红外不仅具有高的空间分辨率，而且可以鉴定颗粒----提供全面的化学信息。所以，FTIR是公认的适合颗粒物表征的工具。

下面，以液体药物为例，用FTIR显微红外光谱仪，采取全自动微粒测试法和焦平面阵列探测器法（FPA）分析颗粒物。并探讨哪种方法更高效。

LUMOS II FTIR显微红外光谱仪

FTIR显微红外全自动微粒测试法

对含有污染颗粒的抗体溶液分析。首先，颗粒物必须使用过滤装置从液相中分离出来。然后，使用LUMOS II FTIR显微红外光谱仪，用高分辨率可视照相机自动获取滤膜的整体图像。

根据可见光图像对比度，使用布鲁克颗粒查找功能（Bruker Particle Finder）检测颗粒物。结果显示，溶液中存在十个颗粒物。自动识别每种颗粒物的测量点。然后，对检测到的颗粒物进行编号、放大并叠加到可见光图像上（图1）。

图1：滤膜上颗粒物的可见光图像

透射方式且采用软件中OPUS Cluster ID可全自动化测试用采集每个颗粒的红外光谱图。进而鉴定出每一种颗粒的化学成分（表1）。

表1：通过搜索数据库确定检测到颗粒的成分

FPA成像法

同样的抗体溶液用FPA成像法测试。此方法未采用传统的FTIR微光谱法，而是利用LUMOS II的FPA面阵列探测器，在测试过程中能够以最快的速度完成红外成像，不到一分钟便完成整个测试区域，空间分辨率可达到5微米/像素。

运用布鲁克的化学成像人工智能算法完全可以自主地进行数据处理，鉴别出多个颗粒（图2）。光学显微镜下可见的纤维鉴定为纤维素（粉红色），另外两个可见颗粒鉴定为聚苯乙烯颗粒（蓝绿色）。

图2：滤膜和颗粒物的可见光图像（左）；FTIR化学成像图（右）

与传统的FTIR显微光谱法相比，FPA成像法可以得到更多的信息。如图2所示，FPA成像法精准检测并鉴定出可见光照片未拍出来的硅油（红色）和蛋白质团簇（绿色）。颗粒检测和鉴定均完全基于采集到的颗粒的FTIR特征。所以不存在未检测到的颗粒。

结论

LUMOS II FPA探测器的红外化学成像法远优于传统的FTIR显微光谱法。红外成像法完美结合了高速及高分辨率化学成像。鉴定样品化学组成不受可见光照片的对比度影响。与光学显微镜相比，这是FTIR成像的主要优势。对于注射液中微粒的研究和微粒分析，我们强烈推荐优选FPA化学成像法。

患者是依靠药物控制其健康状况。所以确保药物的纯度和质量，是非常重要的。而FTIR成像法是质量控制和质量保证的宝贵工具，并且布鲁克很荣幸能参与到这项重要的工作中。