建立快速準(zhǔn)確篩查假劣藥品的近紅外一致性檢驗(yàn)方法

韓吳琦，黃永麗，劉雙平，郭建偉

（1.河南省開(kāi)封市食品藥品檢驗(yàn)所，河南 開(kāi)封 475000； 2.河南大學(xué)淮河臨床學(xué)院，河南 開(kāi)封 475000；3.河南省開(kāi)封市食品藥品監(jiān)督管理局，河南 開(kāi)封 475000）

近紅外（near infrared，NIR）光譜技術(shù)非常適合于藥品原輔料及制劑的定性定量分析，與傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法相比，具有快速、準(zhǔn)確、無(wú)污染、非破壞等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)須預(yù)處理即可測(cè)定多種狀態(tài)的樣本，應(yīng)用范圍也幾乎涉及整個(gè)制藥領(lǐng)域。該技術(shù)能夠快速無(wú)損對(duì)樣本進(jìn)行分析，對(duì)在已知樣本中添加未知成分的情況具有極高的檢測(cè)靈敏度，由原料污染、物料配比異常等因素造成的藥品質(zhì)量影響，可在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)[1]。本試驗(yàn)建立的一致性檢驗(yàn)方法，可以顯著區(qū)分不同廠(chǎng)家同品種同規(guī)格的藥品，適用于藥品質(zhì)量控制和假劣藥品的快速篩查[2]。另外，藥品檢測(cè)車(chē)上配備的現(xiàn)有模型品種和劑型均較單一[3]，機(jī)動(dòng)性差，一些復(fù)方制劑、膏劑、中成藥、中藥材、顆粒劑、貼劑和水針劑等都沒(méi)有收錄到藥品檢車(chē)近紅外模型數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且部分收載模型還出現(xiàn)假陽(yáng)性。為進(jìn)一步加大打擊假劣藥品力度，保障人民用藥安全，筆者以建立某廠(chǎng)家復(fù)方甘草片為例，論述近紅外一致性檢驗(yàn)方法的建立及其在藥品生產(chǎn)在線(xiàn)監(jiān)控、假劣藥品的快速篩查中的可行性應(yīng)用，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 儀器與試藥

測(cè)量?jī)x使用Bruker Matrix.F近紅外光譜分析儀，分析軟件為OPUS 5.0英文版。樣本采集自8個(gè)廠(chǎng)家共計(jì)22批次，其中某廠(chǎng)家生產(chǎn)的11批復(fù)方甘草片用于建立模型，該廠(chǎng)家生產(chǎn)的2批復(fù)方甘草片和其他7個(gè)廠(chǎng)家的7批復(fù)方甘草片用于驗(yàn)證模型；2批標(biāo)示某廠(chǎng)家的假?gòu)?fù)方甘草片用于一致性檢驗(yàn)。

2 方法與結(jié)果

2.1 試驗(yàn)原理

一致性檢驗(yàn)的原理包括：1）計(jì)算參考光譜在每個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)i吸光度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差σ；2）對(duì)各個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)處吸光度平均值上下加減一定倍數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，作為該波長(zhǎng)點(diǎn)的可信區(qū)間（confidence band），該倍數(shù)即為一致性指數(shù) CI（conformity index：CI）的限度；3）測(cè)試光譜在該波長(zhǎng)點(diǎn)處的吸光度與平均值的差值除以標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，得到一致性指數(shù)CI；4）一致性檢驗(yàn)是將待測(cè)光譜的CI與之前設(shè)定的CI限度（CIlimit）進(jìn)行比較，從而快速簡(jiǎn)單地判斷待測(cè)光譜與參考光譜是否具有一致性。

不同廠(chǎng)家復(fù)方甘草片的原輔料配比、中間過(guò)程控制基本相同，但也有差異，用OPUS軟件選擇特定方法，計(jì)算結(jié)果可以明確區(qū)分不同廠(chǎng)家產(chǎn)品；對(duì)于同一廠(chǎng)家生產(chǎn)的不同批次產(chǎn)品，近紅外漫反射光譜所在空間分布概率區(qū)間則很接近[4]。如片劑生產(chǎn)過(guò)程中使用滑石粉，在某一確定廠(chǎng)家的同種復(fù)方甘草片不同批次之間投料比就存在差異（但差異不大，基本穩(wěn)定在一個(gè)幅度之內(nèi)），見(jiàn)圖1 A。對(duì)于不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的相同規(guī)格復(fù)方甘草片，滑石粉的使用同樣存在差異，見(jiàn)圖1 B。

圖1 某廠(chǎng)家相同規(guī)格不同批次復(fù)方甘草片的近紅外漫反射光譜

可見(jiàn)，在藥品輔料的使用上，相同廠(chǎng)家不同批次復(fù)方甘草片或不同廠(chǎng)家相同規(guī)格復(fù)方甘草片同樣存在差異。但是同一廠(chǎng)家生產(chǎn)的同規(guī)格藥品的原輔料相對(duì)來(lái)說(shuō)比較固定，其近紅外漫反射光譜差異不大，控制在一個(gè)固定范圍之內(nèi)。本試驗(yàn)要建立一種能夠區(qū)分藥品在工藝改變、原輔料不同或原輔料配比發(fā)生顯著變化時(shí)的檢測(cè)方法。如果某一批次藥品原料有變化，這種在線(xiàn)檢驗(yàn)方法可以通過(guò)計(jì)算近紅外漫反射光譜一致性指數(shù) CI并與之前設(shè)定的 CI限度（CI limit）進(jìn)行比較，快速簡(jiǎn)單地判斷待測(cè)光譜與參考光譜是否具有一致性，在很短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而保證藥品在生產(chǎn)、流通、使用過(guò)程中的質(zhì)量穩(wěn)定和品質(zhì)均一。

2.2 光譜采集

從某廠(chǎng)家的13批復(fù)方甘草片、其他7個(gè)廠(chǎng)家的7批復(fù)方甘草片、標(biāo)示某廠(chǎng)家的假?gòu)?fù)方甘草片中每批抽取3片，用儀器的漫反射光纖探頭壓住藥片，在12 000～4 000 cm－1區(qū)間對(duì)樣本掃描，掃描次數(shù)為32次，每片掃描1次，得到66張近紅外漫反射光譜圖。

2.3 光譜數(shù)據(jù)處理方法

對(duì)于藥品的限度控制，通常采用3種計(jì)算方法：一是最大 CI法，即直觀(guān)的指定 CI限度值；二是Sum 1方法，即超出 CI限度的所有 Y值除以所選譜段內(nèi)的波長(zhǎng)點(diǎn)個(gè)數(shù)得到的Sum數(shù)值，對(duì)其進(jìn)行限定；三是Sum 2方法，即超出 CI限度的所有 Y值除以超過(guò) CI限度的波長(zhǎng)點(diǎn)個(gè)數(shù)得到的Sum數(shù)值，對(duì)其進(jìn)行限定。優(yōu)化模型后，決定采用最大 CI法。

2.4 光譜處理

一般選擇11 000～4 200 cm－1譜段，為了能看清楚光譜的全圖，筆者選擇了12 000～4 000 cm－1譜段，選擇預(yù)處理方法為矢量歸一化，CI分別嘗試選擇2，3，4，5，最終確定為3.1。光譜圖見(jiàn)圖2?？梢?jiàn)，設(shè)定 CI為3.1，由于工藝、原輔料和物料配比基本穩(wěn)定，同一廠(chǎng)家的樣品光譜都在一個(gè)區(qū)域內(nèi)波動(dòng)，表明采用一致性檢驗(yàn)方法有很好的篩查效果。

圖2 某廠(chǎng)家11批樣本33張光譜圖在3.1倍 CI值的范圍計(jì)算結(jié)果

2.5 校正模型的建立與驗(yàn)證

使用某廠(chǎng)家復(fù)方甘草片11批樣本33張光譜建立一致性檢驗(yàn)方法；其他7個(gè)廠(chǎng)家7批樣本21張光譜、某廠(chǎng)家的2批樣本6張光譜作為驗(yàn)證光譜，對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果見(jiàn)圖3和圖4?？梢?jiàn)，某廠(chǎng)家11批復(fù)方甘草片光譜的 CI值都在3.1范圍內(nèi)，某廠(chǎng)家2批樣品6個(gè)驗(yàn)證光譜的 CI值也在3.1范圍內(nèi)，而其余7個(gè)廠(chǎng)家樣品光譜的 CI值都大于3.1，在限定的范圍外，差異明顯，分離良好。從圖4可以更直觀(guān)地看到區(qū)分效果。圖4中兩條黑線(xiàn)間的灰線(xiàn)為該廠(chǎng)家復(fù)方甘草片11批33張光譜，兩條黑線(xiàn)之間的黑線(xiàn)是該廠(chǎng)家的2批6張驗(yàn)證光譜，其余在兩黑線(xiàn)附近波動(dòng)的黑線(xiàn)是另外7個(gè)廠(chǎng)家的21張光譜圖。

圖3 某廠(chǎng)家11批樣本和2批驗(yàn)證樣本與其余7個(gè)廠(chǎng)家7批樣本的最大 CI法區(qū)分效果

圖4 某廠(chǎng)家11批樣本和2批驗(yàn)證樣本與其余7個(gè)廠(chǎng)家7批樣本的最大 CI法 CI光譜區(qū)分效果

2.6 模型使用

使用某廠(chǎng)家復(fù)方甘草片11批33張光譜建立的一致性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?duì)標(biāo)示某廠(chǎng)家的2批假?gòu)?fù)方甘草片進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。結(jié)果2批假?gòu)?fù)方甘草片的光譜 CI值分別在38.82～45.73和16.16～19.29之間，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于某廠(chǎng)家復(fù)方甘草片設(shè)定的 CI值3.1，差異明顯，分離良好。結(jié)果見(jiàn)圖5和圖6。

圖5 使用一致性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜋z驗(yàn)標(biāo)示某廠(chǎng)家2批假藥樣本的區(qū)分效果

圖6 使用一致性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜋z驗(yàn)標(biāo)示某廠(chǎng)家2批假藥樣本的CI光譜區(qū)分效果

3 討論

CI限度和CI閾值的設(shè)定應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)藥品質(zhì)量的要求來(lái)選擇，使用嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)條件來(lái)研究藥品質(zhì)量變化與光譜CI值變化的關(guān)系。在摸索階段，建議對(duì)（非）鋁塑片劑設(shè)定CI限度為3、（非）鋁塑膠囊劑和粉針劑設(shè)定為5，收集大量數(shù)據(jù)后再進(jìn)行分析、研究，最后確定CI值限度。建模針對(duì)的是特定廠(chǎng)家的特定品種，收集實(shí)際樣品的數(shù)量應(yīng)為6～12批，也就是說(shuō)采樣必須能反映總體樣本的分布情況，具有代表性，這樣得到的 SD才可信，在此基礎(chǔ)上再研究設(shè)定CI限度就比較合理。本方法對(duì)于檢測(cè)假冒偽劣藥品非常有效，尤其對(duì)于打擊假冒知名廠(chǎng)家的藥品具有不可替代的作用。但要注意對(duì)過(guò)期藥品和舊藥翻新的鑒別，這是一個(gè)如何嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卦O(shè)定 CI限度的問(wèn)題。

近紅外圖譜反映的是制劑中活性成分和輔料的綜合信息，無(wú)論是活性成分發(fā)生的化學(xué)變化，還是輔料發(fā)生的物理性質(zhì)改變，以及假冒知名廠(chǎng)家的藥品，都會(huì)在近紅外光譜中有所體現(xiàn)[5～6]。一致性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢葬槍?duì)特定廠(chǎng)家的特定品種給出高效、準(zhǔn)確的結(jié)論。近紅外一致性模型分析是一種方便、快速、無(wú)損的分析技術(shù)，特性穩(wěn)定，信息量大，在很多領(lǐng)域均有成功應(yīng)用[7]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，用近紅外一致性模型控制藥品質(zhì)量的穩(wěn)定性、快速篩查假劣藥品，操作簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確，可在藥品快檢車(chē)和制藥企業(yè)中推廣應(yīng)用。

[1]蘆永軍.近紅外光譜分析技術(shù)及其在藥物上業(yè)中的應(yīng)用[J].光機(jī)電信息，2003（5）：30.

[2]胡昌勤，馮艷春.近紅外光譜假藥識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)想及可行性探討[J].中國(guó)藥事，2004，18（4）：250.

[3]胡昌勤.藥品檢測(cè)車(chē)運(yùn)行模式的探討[J].中國(guó)藥事，2008，22（8）：43.

[4]馮軍文，高集馥.近紅外光潛技術(shù)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)藥學(xué)雜志，1998，33（8）：497.

[5]王 靜，耿仲樂(lè)，王鵬超.利用近紅外光譜鑒別多潘立酮片的真?zhèn)蝃J].中國(guó)藥業(yè)，2008，17（17）：83.

[6]王良金，李松賓，孟建生，等.近紅外圖譜直觀(guān)分析法鑒別假藥[J].中國(guó)藥事，2008，22（8）：668－671，691.

[7]鐘建理，饒偉文，張治軍.蒲黃近紅外光譜法鑒別初探[J].中國(guó)藥業(yè)，2009，18（4）：32－33.