红外光谱仪用于制药原料分析的应用有哪些?
国际医药法规协合会(ICH, The International Conference on Harmonisation)所制定的医药指南中,明确指出药品识别测试的重要性。目前在药典中,提到的制药原料分析测试方法包含:旋光法 (Optical Rotation)、高效液相色谱法 (HPLC)、和色层分析法 (Chromatography)。此外,红外光谱法也是种普遍用在制药原料识别测试的技术,用于制药原料的定性分析。在欧盟药典 (European Pharmacopoeia) 的第二章中,也可以查询到红外光谱法的分析技术介绍。
药厂普遍使用红外光谱法来执行进料检验的原因,是因为红外光谱法对样品前处理的要求没有其他的分析法这么高,通常只需要很基本的处理,甚至可以不用处理。有许多论文提到近红外光谱法 (NIR Spectroscopy) 应用在控制赋形剂 (Eexcipients),活性药物成分(API, Aactive Ppharmaceutical Iingredient)和最终产品 (Final Product) 的相关技术。
目前在这方面的技术,主要利用近红外光光谱法搭配具备主成份分析的软体,来鉴识不同种类的辅料,如淀粉,醣类,纤维素,中间体,活性成分。
微晶纤维素的鉴识
近红外光谱法常被用来鉴别AvicelR 的微晶纤维素产品,PH-101,PH-102,PH-200。近红外光谱仪在鉴识这些纤维素有显著的精确度。但对于分离出的甲基纤维素,以及带有甲基或羟烷基的纤维素醚,则不适合用近红外光谱仪分析。
聚维酮的进料分类
目前在这方面的技术,已经发展到能够使用近红外光谱法搭配软独立建模分析法 (SIMCA, Soft Independent Modelling of Class Analogies),作为各种聚乙烯?咯烷酮 (或称聚维酮 Povidones) 的进料分类工作。专为工厂用途设计,且具备在线功能的红外光谱仪,能够在黏接剂入库或分料生产的时候进行快速分类工作。
药物中间体的品管
药物中间体 (Pharmaceutical Intermediate) 的品管,可以使用红外光谱仪对湿化学分析法进行比较。如,7-氨基头孢烷酸 (7-Aminocephalosporanic acid) 的品质控制。
药品辅剂成份的识别
利用穿透反射近红外光谱法 (Transflectance NIRS),能够有效区分溶剂种类。从离散的资料中,利用二阶导函数取得最佳相关系数。目前已经有多种溶剂、苯二氮类原料(BZD, Benzodiazepines) 的二阶导函数的相关系数资料被研究公开,使用这种方法,已经能鉴识上百种的药物辅剂成份。
品质条件控管
除了原料分类的应用外,监测药物成份是否位于标准含量区间内,也是红外光谱法能够胜任的一环。利用对大数据的搜集,从抽测进化到全检全验,已经不是不可能的事情。
机器智能学习
现今当工业 4.0 的概念如日中天之际,药厂除了高端设备的投资外,更需要掌握软体上的关键技术(软实力)。除了竞争对手都能获得的产品之外,更需要一些独一无二的技术与设备。这些是药厂掌握独家关键技术的条件。
此外,一些关于机器学习公众软体的发展趋势,也值得密切关注,如:Scikit-learn ,Shogun 等等。

