近红外（NIR）

近红外光谱法在药物分析中的应用

冯艳春 胡昌勤（中国药品生物制品检定所 北京 100050）

    近红外（Near Infrared，NIR）光谱的波长范围是780~2526nm（12820~3959cm-1），通常又将此波长范围划分为近红外短波区（780~1100nm）和近红外长波区（1100~2526nm）。由于该区域主要是O-H，N-H，C-H，S-H等含氢基团振动光谱的倍频及合频吸收，谱带宽，重叠较严重，而且吸收信号弱，信息解析复杂，所以虽然该谱区发现较早，但分析价值一直未能得到足够的重视。近年来，由于巨型计算机与化学统计学软件的发展，特别是化学计量学的深入研究和广泛应用，使其成为发展最快、最引人注目的光谱技术[1]。而且由于该技术方便快速，无需对样品进行预处理，适用于在线分析等特点，在药物分析领域中正不断得到重视与应用。

1近红外光谱的测量

根据NIR光谱的获得方式，通常有透射(Transmittance)和漫反射(Diffuse

Reflectance)两种[2]。

透射测定法的定量关系遵从Lambert-Beer定律，主要适用于液体样品，其正常的工作波长范围是850~1050nm[3]。浙江大学的史月华等人用该原理，在93%~97.4%的浓度范围内利用维生素E在6061~5246cm-1处的近红外吸收峰面积积分值和其浓度关系建立回归方程，对已知浓度的样品进行预测，误差及相对误差均在0.79%~0.9%内[4，5]。

漫反射测定法是对固体样品进行近红外测定常用的方法。当光源垂直于样品的表面，有一部分漫反射光会向各个方向散射，将检测器放在与垂直光成45o角的位置测定散射光强的方法称为漫反射法。漫反射光强度A与反射率R的关系为



式中，R1为反射光强，R0为完全不吸收的表面反射光强。国内已有人先后用漫反射技术测定了精氨酸阿司匹林[6] 、安乃近[7] 、芦丁和维生素E[8] 等的含量，并且用反射光谱法对磺胺噻唑[9]进行质量评价。

    以透射和漫反射为测试基础，为适应不同物质在不同状态时直接测定其近红外光谱，90年代以来光纤技术在NIR中得到了广泛应用。光纤不仅可方便的传输光谱信号，各式各样的光纤探头还极大地方便了NIR进行各类快速在线分析。

2近红外光谱技术在药物分析中的应用

2.1应用范围

近红外光谱法在药物分析领域中的应用范围相当广泛，它不仅适用于药物的多种不同状态如原料[10]、完整的片剂、胶囊与液体等制剂[11]，还可用于不同类

近红外光谱法在药物分析中的应用

冯艳春 胡昌勤（中国药品生物制品检定所 北京 100050）

    近红外（Near Infrared，NIR）光谱的波长范围是780~2526nm（12820~3959cm-1），通常又将此波长范围划分为近红外短波区（780~1100nm）和近红外长波区（1100~2526nm）。由于该区域主要是O-H，N-H，C-H，S-H等含氢基团振动光谱的倍频及合频吸收，谱带宽，重叠较严重，而且吸收信号弱，信息解析复杂，所以虽然该谱区发现较早，但分析价值一直未能得到足够的重视。近年来，由于巨型计算机与化学统计学软件的发展，特别是化学计量学的深入研究和广泛应用，使其成为发展最快、最引人注目的光谱技术[1]。而且由于该技术方便快速，无需对样品进行预处理，适用于在线分析等特点，在药物分析领域中正不断得到重视与应用。

1近红外光谱的测量

根据NIR光谱的获得方式，通常有透射(Transmittance)和漫反射(Diffuse

Reflectance)两种[2]。

透射测定法的定量关系遵从Lambert-Beer定律，主要适用于液体样品，其正常的工作波长范围是850~1050nm[3]。浙江大学的史月华等人用该原理，在93%~97.4%的浓度范围内利用维生素E在6061~5246cm-1处的近红外吸收峰面积积分值和其浓度关系建立回归方程，对已知浓度的样品进行预测，误差及相对误差均在0.79%~0.9%内[4，5]。

漫反射测定法是对固体样品进行近红外测定常用的方法。当光源垂直于样品的表面，有一部分漫反射光会向各个方向散射，将检测器放在与垂直光成45o角的位置测定散射光强的方法称为漫反射法。漫反射光强度A与反射率R的关系为



式中，R1为反射光强，R0为完全不吸收的表面反射光强。国内已有人先后用漫反射技术测定了精氨酸阿司匹林[6] 、安乃近[7] 、芦丁和维生素E[8] 等的含量，并且用反射光谱法对磺胺噻唑[9]进行质量评价。

    以透射和漫反射为测试基础，为适应不同物质在不同状态时直接测定其近红外光谱，90年代以来光纤技术在NIR中得到了广泛应用。光纤不仅可方便的传输光谱信号，各式各样的光纤探头还极大地方便了NIR进行各类快速在线分析。

2近红外光谱技术在药物分析中的应用

2.1应用范围

近红外光谱法在药物分析领域中的应用范围相当广泛，它不仅适用于药物的多种不同状态如原料[10]、完整的片剂、胶囊与液体等制剂[11]，还可用于不同类

些特点正逐渐被制药界所认识，并显示出极大潜力，在制药工作和质量控制分析中具有广阔的应用前景。此外，NIR用于生产过程中的含量与水分分析也表现出独特的魅力[36]。目前NIR已成为AOAC(Association of Official Analytical Chemists)一种标准分析方法应用于药品检测中[37]。仪器生产商和药物分析专家的合作开发已使FDA、欧洲和加拿大药物管理局正式研究用近红外光谱分析技术取代繁琐费时的常规分析方法的可行性，部分测试项目已被FDA批准为标准方法。USP(United States Pharmacopia第25版)最近已在附录中增补近红外分析方法[38]。

国内，在SDA（State Drug Administration）的支持下，我所正在探索药品监督检验执法过程中采用NIR进行快速鉴别及定量分析的可行性。结合全国抽验工作， 对NIR模型的准确性及模型传递的误差进行系统评价，这项工作的开展对打击假劣药品具有重要意义。



参考文献

1 史永刚,等. 化学计量学在近红外光谱定性分析中的应用.光谱实验室,1999,16(3):237

2 汪尔康主编.21世纪的分析化学. 北京:科学出版社,2001:78

3 徐坤,等.近红外光谱分析技术及应用. 莱阳农学院学报,2001,18(3):237

4 史月华,等.近红外光谱法定量分析维生素E .分析化学研究简报,2000,28(5):587

5 冯海,等.近红外光谱法同时测定多种雌、孕激素.分析化学研究简报,2001,29(2): 175

6 乔梁,等.应用近红外漫反射技术测定精氨酸阿司匹林的含量.药物分析杂志,1998,18(5):297

7 任玉林,等.近红外反射光谱法评价安乃近药物质量.光谱学与光谱分析,1997,17(3): 51

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析,2000,20(4):474

9 任玉林,等.近红外漫反射光谱法和多变量统计分类技术用于磺胺噻唑质量评价的研究.

分析仪器,1998,1:43

10 汤真,等.粉末药品安体舒通的无损定量分析—人工神经网络—近红外光谱法的应用.

  分析测试学报,2001,20(3):62

11 任玉林,等.近红外反射光谱法对液态样品的非破坏分析.光谱学与光谱分析,1997,17(1):50

12 曹静懿译.非破坏检测法-近红外分光法的运用.中成药,1995,17(12):51

13 刘国林,等.近红外光谱技术在元胡止痛散定量分析中的初步应用研究.中国现代应用药

  学杂志,2000,17(5):383

14 Plugge w.，et al.The use of near infrared spectroscopy in the quality control laboratory of the

  pharmaceutical industry. J Pham Biomed Anal, 1992, 10(10-12):797

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27 霍秀敏,等.药物分析中应用近红外光谱技术的近况与展望.天津药学,1999,11(3):66

28 任玉林,等.PLS—近红外漫反射光谱法分析磺胺甲基异唑.药物分析杂志,1998,18(1): 30

29 任玉林,等.PLS—近红外漫反射光谱法分析安体舒通.数理医药学杂志,1998,11(3): 273

30任玉林,等.PLS—近红外漫反射光谱法非破坏分析安乃近.吉林大学自然科学学报,

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31 李玫,等.PLS—近红外漫反射光谱法非破坏分析磺胺脒.计算机与应用化学,1999,16(1):54

32 田丽容,等.近红外光谱—人工神经网络法用于粉末药品阿司匹林的非破坏定量分析.分

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33 任瑞雪,等.人工神经网络—近红外光谱法用于粉末药品扑热息痛的非破坏定量分析.

  光谱学与光谱分析,2001,21(4):521

34 郭晔,等.人工神经网络—近红外光谱法用于粉末药品美的康非破坏定量分析.分析化学

  研究报告,2001,29(1):121

35 史永刚,等.近红外光谱分析中应考虑的几个问题.光谱实验室,2001,18(4):435

36 Dreassi E.，et al.Application of near-infrared reflectance analysis to the integrated control of

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37 Report Group. Official Methods of Analysis (AOAC), 1990, 1:553

38 Near-Infrared Spectrophotometry .USP25-NF second supplement, p2903-2907

由于医药安全的严肃和重要性，用近红外技术时时监控的确很重要．

国家花费很多资金用于药品快检工作，而真正操作NIR仪器的人员有许多不是这方面的专业人员，导致这方面的工作声势大，而实际的业绩不足。。。给老百姓造成一种“形象工程”的印象。。。。主要都是好大喜功，不能够沉下心，踏踏实实做事的心态在作怪。。。。。一部好经，被有些人念歪了 。。。浪费人力、物力、财力。。。没有达到预期的效果。。。。真的很可惜。。。。

如果是国家花钱，不是企业花钱，可能会出现这样和那样的问题。就是企业花钱，如果仅仅为了面子和验证时使用，也很难做好应用的。关键问题是技术能为使用者带来时间、效率和资金方面的改进。

近红外打假车的开展可谓如火如荼，但我个人认为这项工作应该非常艰巨，药品品种繁多，厂家繁多，特别是中药成分复杂，不同产地，不同生长部位，不同日照，雨水，季节等等多种因素影响，差异非常大，不同厂家，不同批次的产品都存在很大的差异，这样的模型建立如何开展？

应该根据药典的规定建立相关产品的标准，根据标准就某一种或多种成分进行检测建立模型。正因为有很多因素影响产品质量，才需要近红外这样的快速检测技术么。打假车如果是建立在大量科研基础上而不是几个简单的样品检测上，应该很有效的。

建立模型，是一项很难的工作

谢谢啊，虽然成功率很低，但是文章好发，呵呵