近红外光谱一致性检验模型快速鉴别乳块消片
2020-12-03张银花万林春吴燕红
张银花,万林春,吴燕红
江西省药品检验检测研究院,国家药品监督管理局中成药质量评价重点实验室,江西省药品与医疗器械质量工程技术研究中心,南昌 330029
乳块消片由橘叶、丹参、皂角刺、王不留行、川栋子、地龙组成。具有疏肝理气,活血化瘀,消散乳块的功效。用于肝气郁结,气滞血瘀,乳腺增生,乳房胀痛。
近红外光谱(NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术,越来越引起国内外分析专家的注目,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命[1]。近红外漫反射光谱分析技术具有操作简便、分析速度快、无需耗损样品和其他化学试剂、易于实现现场分析的特点,近年来不仅在药物分析领域被广泛应用[2-4],在打击假劣药品方面也渐显优势[5-7]。近红外光谱一致性检验技术是一种快捷的质量控制方法,通过为每个波长点的吸光度设置CI阈值来检验未知样品的光谱,来判断未知样品与已知样品的质量是否具有一致性[8-10]。采用一致性评价方式,即一厂一品一规,建立一种快捷的图谱比较方法,通过比较待测样品的光谱与已知样品的一组参考光谱是否具有一致性,以此来判断待测样品与已知样品是否来自同一厂家。
1 仪器与试药
BRUKER公司的傅里叶变换近红外光谱仪(Matrix-F)、铟镓砷(InGaAs)检测器、1.5 m的光纤以及1.0 cm的红外探头及漫反射装置,33批乳消块片,详细信息见表1。
表1 样品信息表
(续表)
2 近红外光谱的采集
由于中成药组分复杂,难以找到特征吸收,故考虑利用近红外漫反射技术。因乳块消片为糖衣片或薄膜衣片,每批样品随机取3片,先用砂轮把表面的糖衣或薄膜衣磨掉后,采用漫反射采样方式,以固体光纤探头抵住片子的中心部位,以仪器内置背景为参比,波数范围12 000~4 000 cm-1,分辨率8 cm-1扫描次数32次,每个样品重复测定3次,扫描,采集样品的近红外漫反射光谱,得到四个企业的乳块消片原始光谱图如下图1。
3 一致性建模
根据一厂一品一规的要求,分别对上述4家企业的乳块消片进行了一致性建模过程,根据不同厂家样品的光谱特点,建模时,在选定的谱段区域通过比较各种预处理方法(一阶导数,二阶导数,矢量归一化,多元散射校正及其组合),分别考察不同预处理方法对不同厂家生产的乳块消片的区分效果,试验发现,四家企业的乳块消片均采用一阶导数+矢量归一化预处理方法最理想,具体模型参数如下表2。
表2 四家企业的乳块消片一致性模型参数
4 模型验证
针对四个企业的模型,分别把目标企业的光谱作为参考光谱,把其他企业的光谱作为验证光谱,再调用每个模型进行验证,结果所建的四个模型使得参考光谱与验证光谱均能得到很好的区分,其验证结果如图2。
5 结论
本实验通过建立乳块消片的一致性检验模型,选择表征不同厂家乳块消片的特征谱段,建立了江西博士达药业有限责任公司、安康正大制药有限公司、西安碑林药业股份有限公司、亚宝北中大(北京)制药有限公司的近红外一致性检验模型。结果表明,模型对不同样品均实现了正确判别,即每个企业的样品均能与其他三个企业的样品区分开来,所建模型可以很好地用于乳块消片的快速筛查。
近红外漫反射的谱区范围是4 000-12 000 cm-1,在该区域内,主要是合频吸收和大量的含氢基团振动光谱的倍频,如O-H、N-H、C-H、S-H等[11-13]。因此,当红外的光谱对药品进行一次扫描后,就可得到各种化学成分的定性或定量的数据,并且可以对多种化学成分进行分析。对于合格的化学药品的近红外光谱,其特点都是单一固定的,但中成药因其成分多样,光谱信号复杂,因此光谱需要在不同的谱段范围采用不同的预处理方法才能很好地区分开每个企业的样品的不同之处。一致性检验主要是对比两种光谱中的每一个波数点的CI值,即测试光谱与参照光谱的,直观、准确地区别劣药或假药与真药。