車(chē)載近紅外快篩系統(tǒng)在藥品快速檢測(cè)中的應(yīng)用

楊永剛，王震紅

(遼寧省食品藥品檢驗(yàn)所，遼寧 沈陽(yáng) 110023)

假劣藥品是世界各國(guó)特別是發(fā)展中國(guó)家共同面臨的問(wèn)題之一[1]。藥品的制假、售假行為不僅嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，給合法企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還嚴(yán)重危害人類(lèi)的健康。2003年，世界衛(wèi)生組織在日內(nèi)瓦發(fā)表公報(bào)稱(chēng):世界上10%以上的藥是假藥;假藥的銷(xiāo)售總額每年高達(dá)320億美元，其中60%在發(fā)展中國(guó)家。美國(guó)符合公共利益藥物中心曾發(fā)布報(bào)告，預(yù)測(cè)2010年假藥銷(xiāo)售將達(dá)750億美元，比2005年增加92%[2]。故如何有效打擊藥品的制假、售假已成為各國(guó)政府關(guān)注的焦點(diǎn)。2007年，由中國(guó)藥品生物制品檢定所研制開(kāi)發(fā)的藥品快速檢測(cè)車(chē)正式投入使用。該車(chē)采用科學(xué)、先進(jìn)的技術(shù)手段，并利用車(chē)輛流動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，提高了監(jiān)督檢查的范圍和密度，增加了抽驗(yàn)的針對(duì)性，有效降低了政府監(jiān)督管理的成本，顯著提高了監(jiān)管效能，達(dá)到以最小的投入，取得最大的監(jiān)管效果的目的。從2003年11月30日第一臺(tái)藥品快速檢測(cè)車(chē)下線(xiàn)[3]到2010年9月，全國(guó)已有330個(gè)地級(jí)市、33個(gè)縣級(jí)市配備了共400輛藥品快速檢測(cè)車(chē)。遼寧省自2007年國(guó)家局配發(fā)16輛藥品快檢車(chē)投入使用以來(lái)，總行程達(dá)59 638 km，共檢測(cè)藥品2 419個(gè)品種、22 623批次，其中1 954批次實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)不符合規(guī)定，初篩率47.13%。實(shí)踐證明，藥品快檢車(chē)為基層藥品監(jiān)督提供了有效的技術(shù)支持，拓寬了藥品監(jiān)督檢測(cè)工作的范圍，有效提高了基層監(jiān)管的針對(duì)性[3－4]。

1 藥品快速檢測(cè)車(chē)

1.1 車(chē)載配套儀器

2007年，遼寧省配備的藥品快速檢測(cè)車(chē)為第1代藥品檢測(cè)車(chē)，車(chē)上統(tǒng)一配置的藥品快速檢測(cè)儀器設(shè)備有Matrix－F近紅外光譜儀、卡瑪薄層分析套裝、徠卡CME顯微鏡、DELL D610筆記本電腦、佳能A520數(shù)碼照相機(jī)。2009年，具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、加載綠色車(chē)載HPLC系統(tǒng)的第2代藥品檢測(cè)車(chē)已研制成功。目前已經(jīng)建立了7大類(lèi)共186種藥物的HPLC快速檢測(cè)系統(tǒng)，并達(dá)到實(shí)際應(yīng)用水平。同時(shí)，第2代藥品檢測(cè)車(chē)已經(jīng)在廣東省完成試運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果良好。

1.2 車(chē)載系統(tǒng)

藥品檢測(cè)車(chē)車(chē)載系統(tǒng)由中國(guó)藥品生物制品檢定所開(kāi)發(fā)研制。為配合藥品快速檢測(cè)車(chē)在全國(guó)范圍內(nèi)的應(yīng)用及推廣，該系統(tǒng)由藥品信息查詢(xún)系統(tǒng)和藥品快速篩查系統(tǒng)兩部分組成，將藥品快速篩查工作、車(chē)載儀器及車(chē)輛日常維護(hù)工作及檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能整合為一體，規(guī)范了藥品檢測(cè)車(chē)的使用流程，同時(shí)在日常使用中能夠起到指導(dǎo)作用，極大地提高了車(chē)載人員的工作效率。目前，與藥品檢測(cè)車(chē)配套使用的2008年版《藥品快檢工作手冊(cè)》中收錄了中成藥快檢方法182個(gè)，中藥材快檢方法229個(gè)，化學(xué)藥品快檢方法503個(gè)，近紅外模型包括近紅外定性模型441個(gè)(涉及品種453個(gè))，定量模型93個(gè)(涉及品種79個(gè))以及品牌藥品的一對(duì)一模型120個(gè)，基本覆蓋了基層農(nóng)村的常用藥(其中屬于2009年國(guó)家基本藥物的品種有198個(gè)、制劑392個(gè))。同時(shí)，車(chē)載信息系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了每3個(gè)月更新1次，車(chē)載系統(tǒng)軟件還包含了國(guó)家局批準(zhǔn)的所有最新國(guó)產(chǎn)藥品批準(zhǔn)文號(hào)信息。該項(xiàng)目共獲得發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利1項(xiàng)，登記著作權(quán)3項(xiàng)，出版專(zhuān)著1本，發(fā)表論文101篇，編撰有關(guān)快檢手冊(cè)和培訓(xùn)材料20冊(cè)，培養(yǎng)博士5名、碩士13名。

2 藥品近紅外快速篩查系統(tǒng)

2.1 近紅外光譜原理及特點(diǎn)

近紅外光是指介于可見(jiàn)光與中紅外之間的電磁波，譜區(qū)范圍為780～2 526 nm。與中紅外相比，其譜帶寬，重疊較嚴(yán)重，信號(hào)吸收弱，信息解析復(fù)雜，所以盡管該譜區(qū)被發(fā)現(xiàn)較早，但分析價(jià)值一直未能得到足夠重視。近年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)與化學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件的發(fā)展，特別是化學(xué)計(jì)量學(xué)的深入研究和廣泛應(yīng)用，使近紅外成為發(fā)展最快、最引人注目的光譜技術(shù)。與傳統(tǒng)的分析方法比較，近紅外光譜分析技術(shù)擁有許多獨(dú)到之處:樣品預(yù)處理簡(jiǎn)單或無(wú)需預(yù)處理，適用于各種固體、液體和氣體樣品分析;分析時(shí)間短，每張光譜的掃描時(shí)間少于1 min;1次全光譜掃描，可獲得各類(lèi)化學(xué)成分定性或定量的數(shù)據(jù)，因此具有同時(shí)分析多種化學(xué)成分的能力;可以透過(guò)玻璃和塑料包裝直接進(jìn)行測(cè)量，屬于非破壞性方法。

2.2 近紅外光譜模型的建立方法

2.2.1 定性模型

代表性樣品選擇:收集不同廠(chǎng)家、不同工藝的樣品，采集近紅外光譜圖。

平均光譜計(jì)算:確定合理的閾值。用收集到的統(tǒng)一品種所有樣品的譜圖計(jì)算出1張平均光譜，再分別計(jì)算每張譜圖到平均光譜的距離，通過(guò)計(jì)算確定一個(gè)合理的距離作為評(píng)判是否為該品種的閾值。當(dāng)一張未知樣品的譜圖距平均光譜的距離小于該閾值時(shí)，則判定該未知樣品歸為此類(lèi);如果大于該品種的閾值，則認(rèn)為不是該品種。

對(duì)所建立的模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，判斷其預(yù)測(cè)能力:當(dāng)一個(gè)定性模型建立好后，還要用該模型對(duì)一定數(shù)量未參加建模的樣品(包括建模的品種和非建模的品種)進(jìn)行鑒別，以評(píng)價(jià)該模型的好壞，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)閾值作適當(dāng)調(diào)整，來(lái)增強(qiáng)模型的適用性。

2.2.2 定量模型

代表性樣品選擇:用參考方法測(cè)定待分析品種的含量(真值)并采集這些樣品的近紅外光譜圖。

構(gòu)建多元線(xiàn)性方程:構(gòu)建真值與這些近紅外光譜圖吸收值之間的多元線(xiàn)性方程。

對(duì)所建立的定量模型進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)化:車(chē)載近紅外藥品快速檢測(cè)系統(tǒng)中所建立的上述兩種模型均為通用性模型，由于應(yīng)用范圍較廣，面對(duì)的是全國(guó)市場(chǎng)上同一品種不同生產(chǎn)企業(yè)的藥品。因此建立模型時(shí)，代表性樣品的選擇及閾值的確定都存在一定難度。在建模過(guò)程中，對(duì)于某一特定品種，或許不能一次完全收集到所有代表性的樣品，為了增強(qiáng)模型的鑒別能力，根據(jù)模型中閾值的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律和不同品種的具體情況，要對(duì)模型的閾值作出適當(dāng)調(diào)整。雖然調(diào)整后的閾值不一定能保證對(duì)該品種100%的鑒別正確率，但可滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)初篩的要求。同樣，任意一個(gè)近紅外模型的建立過(guò)程不是一蹴而就的，需要在應(yīng)用過(guò)程中隨著樣品的不斷收集，樣品圖譜的不斷增加而不斷完善。

3 流通領(lǐng)域快速篩查假劣藥品的近紅外分析技術(shù)

3.1 近紅外圖譜直觀(guān)分析法

此方法利用近紅外光譜可同時(shí)分析制劑中活性成分和輔料的指紋信息的特性，用已知真品藥物的近紅外圖譜為參比光譜。對(duì)于監(jiān)督抽驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的可疑樣品，測(cè)試其近紅外圖譜，通過(guò)直接對(duì)其近紅外光譜與參比光譜的比較，篩查假藥。大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在沒(méi)有近紅外光譜模型的情況下，采用近紅外圖譜直觀(guān)分析法篩查目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的假藥是可行的，尤其是對(duì)于篩查仿冒藥品及多組分復(fù)方制劑具有重要意義。該方法一方面可極大地發(fā)揮基層藥檢工作人員的主觀(guān)能動(dòng)性，另一方面可在一定程度上克服現(xiàn)有藥品檢測(cè)車(chē)模型不足的問(wèn)題。但其缺點(diǎn)是受主觀(guān)因素影響比較大，如能收集到足夠的具有代表性的樣品，可采用近紅外相似系數(shù)法建立模型，以解決對(duì)一般化學(xué)藥假冒藥品的快速篩查問(wèn)題。

3.2 近紅外圖譜逆向相似系數(shù)法

國(guó)內(nèi)中成藥的制假主要以非法添加化學(xué)藥品為主，由于中成藥的成分復(fù)雜且中藥材本身的變異性較大，使用常規(guī)方法收集代表性樣品，方法很難得到穩(wěn)定可靠的近紅外模型。針對(duì)中成藥非法添加化學(xué)藥的特點(diǎn)，采用逆向思維，以被添加的化學(xué)藥的近紅外圖譜作為參照光譜，建立相似系數(shù)法快速篩查中成藥中是否非法添加了該化學(xué)藥。

3.3 近紅外一致性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

一致性檢驗(yàn)是一種快捷的圖譜比較方法，用于比較未知光譜與某一組參考光譜是否具有一致性。與一般的定性鑒別和聚類(lèi)分析方法不同，一致性檢驗(yàn)是通過(guò)比較每一個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)的吸光度值來(lái)達(dá)到比較圖譜一致性的目的。針對(duì)市場(chǎng)中具有一定的市場(chǎng)占有率，且被公眾認(rèn)可的特定生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的特定產(chǎn)品，使用一致性檢驗(yàn)的方法，建立一致性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，可以進(jìn)行針對(duì)性的樣品檢測(cè)，提高監(jiān)管工作效率。同時(shí)，采用一致性檢驗(yàn)原理結(jié)合與含量相關(guān)的特征譜段建立一致性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，則具有對(duì)樣品的含量變化進(jìn)行快速預(yù)測(cè)的能力。

4 對(duì)深入開(kāi)展快速檢測(cè)工作的幾點(diǎn)建議

4.1 繼續(xù)加大工作力度

我國(guó)制售假劣藥品的違法行為80%發(fā)生在廣大農(nóng)村地區(qū)[5]。農(nóng)村醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)量多且分散，進(jìn)貨渠道多，藥品品種多、數(shù)量少，因而監(jiān)管難度大。為確保藥品在流通過(guò)程中的質(zhì)量，國(guó)家正在進(jìn)行覆蓋全國(guó)范圍的，特別是廣大農(nóng)村地區(qū)的“藥品供應(yīng)網(wǎng)”和“藥品監(jiān)督網(wǎng)”的建設(shè)。充分利用藥品快速檢測(cè)車(chē)為載體的“車(chē)載近紅外藥品快速檢測(cè)系統(tǒng)”，運(yùn)用車(chē)輛流動(dòng)性強(qiáng)，近紅外分析快速、無(wú)損傷的特點(diǎn)，解決基層藥品監(jiān)督難題，可以賦予“藥品監(jiān)督網(wǎng)”更為先進(jìn)的技術(shù)內(nèi)涵，進(jìn)而為“藥品供應(yīng)網(wǎng)”提供有效的技術(shù)保障是新形勢(shì)下對(duì)藥品監(jiān)督檢驗(yàn)部門(mén)提出的新要求。

4.2 大力推動(dòng)省級(jí)近紅外模型建立

通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)的方法建立全國(guó)性通用定量或定性模型的過(guò)程需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，因而很難保證近紅外模型的實(shí)時(shí)性。且通用性模型只能用于辨別藥品的真?zhèn)?，?duì)于含有同種活性成分但仿冒知名企業(yè)品牌藥品的造假行為則無(wú)法甄別。因而根據(jù)地區(qū)用藥習(xí)慣建立省級(jí)近紅外模型，及根據(jù)監(jiān)管需要建立知名品牌藥品的專(zhuān)用模型，可以成為全面發(fā)揮“車(chē)載近紅外藥品快速檢測(cè)系統(tǒng)”功能的有效補(bǔ)充。

4.3 關(guān)注近紅外光譜技術(shù)在其他方面的應(yīng)用

近年來(lái)，近紅外光譜作為一種快速掃描技術(shù)，以其無(wú)需預(yù)處理樣品及收集信息量大等諸多特點(diǎn)，不僅在假劣藥品的識(shí)別、鑒定方面正在成為國(guó)內(nèi)外藥物分析領(lǐng)域的熱點(diǎn)，而且逐漸受到制藥工業(yè)的重視，成為藥品生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施生產(chǎn)過(guò)程全程在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的手段。幫助藥品生產(chǎn)企業(yè)，利用先進(jìn)光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)工藝中關(guān)鍵環(huán)節(jié)或生產(chǎn)全過(guò)程的有效控制，對(duì)于保證藥品質(zhì)量意義重大。

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[2]胡昌勤，馮艷春.近紅外光譜法快速分析藥品[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009:1.

[3]金少鴻.藥品檢測(cè)車(chē)的研制及其作用[J].中國(guó)藥事，2007，21(1):8－11.

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