Thermo傅里叶变换红外光谱仪 Summit在制药行业的应用

Thermo傅里叶变换红外光谱仪 Summit在制药行业的应用

红外光谱的高度特征性，早已成为药品鉴定的重要依据，被广泛应用于制药行业的质控和研发中。BP、EP、JP、ChP均收载红外对照光谱，如BP 2002 收载656个品种用对照光谱，JP 14 收载药品红外光谱图305幅，ChP 收载药品红外光谱图1027幅。对于大部分的药物而言：唯 一的分子结构式对应唯 一的红外光谱。

图1 药品红外光谱集

红外光谱法进行药物分析时可根据被测物的性质灵活应用，无论是固态、液态或气体样品，红外光谱法都可用相应方法进行分析。

药品红外光谱集中规定的红外测试制样方法：

1. 压片法  取供试品约1 mg，置玛瑙研钵中，加入干燥的溴化钾或氯化钾细粉约200 mg，充分研磨均匀，移置于直径为13 mm的压模中，使铺布均匀，抽真空约2 min后，加压至0.8~1 GPa，保持2~5 min，除去真空，取出制成的供试片，目视检查应均匀透明，无明显颗粒（也可采用其他直径的压模制片，样品与分散剂的用量可相应调整以制得浓度合适的片子）。将供试片置于仪器的样品光路中，并扣除用同法制成的空白溴化钾或氯化钾片的背景，录制光谱图。

对溴化钾或氯化钾的质量要求：用溴化钾或氯化钾制成空白片，录制光谱图，基线应大于75%透光率；除在3440 cm-1及1630 cm-1附近因残留或附着水而呈现一定的吸收峰外，其他区域不应出现大于基线3%透光率的吸收谱带。

图2  2T压片机 和12T压片机

2. 糊法  取供试品约5 mg，置玛瑙研钵中，滴加少量液状石蜡或其他适宜的液体，制成均匀的糊状物，取适量夹于两个溴化钾片（每片重约150 mg）之间，作为供试片；以溴化钾约300 mg制成空白片作为背景补偿，录制光谱图。亦可用其他适宜的盐片夹持糊状物。

图3  透射附件

3. 膜法  按照上述糊法所述的方法，将液体供试品铺展于溴化钾片或其他适宜的盐片中录制；或将供试品置于适宜的液体之内录制光谱图。若供试品为高分子聚合物，可先制成适宜厚度的薄膜，然后置样品光路中测定。

4. 溶液法  将供试品溶于适宜的溶剂内，制成1%~10%浓度的溶液，置于0.1~0.5 mm厚度的液体池中录制光谱图，并以相同厚度装有同一溶剂的液体池作为背景补偿。

图4  液体池

5. 衰减全反射法  将供试品均匀地铺展在衰减全反射棱镜的底面上，使紧密接触，依法录制反射光谱图。

图5  ATR（衰减全反射）附件

6. 气体法  采用光路长度约为10 cm的气体池，首先将气体池抽真空，然后充以适当压力（例如30~50 mmHg）的供试气体，录制光谱图。

赛默飞世尔Nicolet Summit傅里叶变换红外光谱仪可满足上述全部测试方法的要求，帮助使用部门自信地鉴定样品组分，并轻松、快速地验证材料，使用户可以迅速作出重要决策。下面，带大家看看Summit红外光谱仪在制药行业可以完美胜任哪些工作：

一、 原辅料的鉴定

原辅料的确认及鉴别是制药质量控制的首要环节，严格把控API 活性成分、填充剂、赋形剂和崩解剂等原辅料的质量，是质量控制的必须步骤。

1. 原料鉴定  对原料进行测试，并与标准谱图进行峰位、峰强的对比，从而确认其身份，并可在报告中直接标记峰位及峰强，如图5乳糖原料鉴定报告所示。 

图6 乳糖原料的红外检测报告示例

2. 活性成分鉴定  有的药物活性成分具有多个品种，如常见的活性成分维生素就具有多个品种，但每种维生素都具有独特的红外光谱，其峰位和强度明显不同，因此可以通过红外光谱技术对其进行有效识别，如图6所示。 

图7 不同品种维生素的红外光谱对比

3. 添加剂鉴定  药物中通常含有多种添加剂，不同添加剂作用不同，如有利于药物吸收、增强稳定性、增强产品味道等，主要分为填充剂、赋形剂、粘合剂和崩解剂等。通过红外光谱可以对不同添加剂进行鉴别，轻松识别添加剂成分，如图7测定了赋形剂(结晶纤维素)、解体剂(L-HPC)、滑泽剂(硬脂酸镁)等成分。 

图8 几种添加剂的红外光谱对比

4. 多糖类鉴定  多糖在抗肿瘤、抗炎、抗病毒、降血糖、抗衰老、抗凝血、免疫促进等方面发挥着生物活性作用，多糖类药物结构较为复杂，用红外光谱加以区分和鉴别是很方便的手段，如图8所示。

图9 几种多糖的红外光谱对比

二、成品质控

药物成品的质量与患者健康和生命安全息息相关，因此药物成品质控至关重要。

1. 药品一致性检测  如图9所示，红色光谱为对乙酰氨基酚粉末的红外光谱，紫色为标准光谱，此测试无需样品制备和前处理，粉末直接测样，整个光谱采集时间只需25秒，即可完成比对鉴定。

图10 对乙酰氨基酚的红外光谱比对

2. 混合物分析  对于多组成成分的药品，可以利用Specta混合物分析软件进行组分鉴别，该软件可有效提高红外光谱对混合物的鉴别能力。如图10所示，用Specta软件分析某感冒药片的红外光谱, 分析出其中含有阿司匹林, 对乙酰氨基酚以及咖啡因, 并且可以给出三种成分的光谱贡献百分比分别为52.73%, 21.72% 和25.55%。

图11 Specta混合物分析软件鉴别某感冒药的成分

三、晶型的鉴别和筛选

1. 晶型鉴别  部分构成药物的有机化合物具有多种晶型或晶形不稳定。同一药物的不同晶型，在外观、溶解度、熔点、溶出度、生物有效性等方面会有差异，会影响药物的稳定性、生物利用度及疗效，所以晶型鉴别越来越受到重视。

图12 三种不同晶型的扑热息痛（对乙酰氨基酚）

不同晶型的同种药物的红外光谱有些相似度很高，普通红外测试不易鉴别，需采用较高分辨率的红外光谱仪及高精度的比对功能，才能将其差异进行准确鉴别。

图13 抗癫痫药卡马西平的不同晶型的红外光谱对比

2. 晶型筛选  传统方法无法鉴别的不同晶型或同分异构体，可以用Summit红外光谱仪的高精度Qcheck 软件模块进行识别。如下图案例所示，A、B、C、D四种不同西咪替丁药物晶型的红外光谱肉眼所见十分相似，但用高精度Qcheck功能，以B为标准，其他三个样品与其匹配度分别为2%，83%，12%。

图14 四种不同西咪替丁药物晶型的红外光谱

图15  A、C、D三个样品与B匹配度计算

四、添加剂的定量测试

Summit红外光谱仪不仅是药物定性分析的理想选择，也是定量分析的有力工具，无需对样品进行繁琐的前处理，对样品可达到无损伤、非破坏的快速检测，加之突出的性能更能充分体现出红外光谱法较其他方法的优越性。例如用Summit 透射及TQ智能自动定量软件，对咳痰净散中成药中的苯甲酸进行定量分析。

图16  咳痰净散中苯甲酸的定量标准曲线

综上所述，Summit傅立叶变换红外光谱仪拥有全面快速的药物分析检测方案，其操作简单、方便快捷透射样品仓，高灵敏度ATR附件，QCheck高精度识别技术，Specta混合物识别技术以及TQ Analyst定量分析软件，可在更短时间内完成更多工作，令使用部门在工作效率上达到新的高度。