制藥工業(yè)中近紅外光譜分析技術(shù)的研究

方超

摘 要：在國內(nèi)，隨著計算機技術(shù)和近紅外光譜技術(shù)的不斷完善，近紅外光譜逐漸成為了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的焦點課題，尤其是在制藥工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的潛力。為了更好地推動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域各項技術(shù)的發(fā)展進程，需要對近外光譜在制藥工業(yè)中的應(yīng)用進行具體的研究。在分析過程中，先要闡述近紅外光譜的基本原理，組建紅外光譜在藥品試樣測定定理回歸模型，在基礎(chǔ)上總結(jié)其技術(shù)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用，為推到醫(yī)療領(lǐng)域的建設(shè)進程奠定了扎實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：制藥工業(yè)；近紅外光譜；分析技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.011

1 引言

很長一段時間內(nèi)，紅外光譜（near-Infrared spectroscopy， NAIRS）分析技術(shù)以其穩(wěn)定性強、便捷、復(fù)雜度等優(yōu)勢被廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)、食品加工等多個行業(yè)領(lǐng)域的建設(shè)中，尤其是在藥品制造領(lǐng)域中對其生產(chǎn)起到了決定性的作用。在制藥過程中，紅外光譜可以使得供試樣品不需要任何繁瑣的預(yù)處理就可以直接檢測，有效地彌補了傳統(tǒng)技術(shù)測定過程繁瑣的弊端，降低了樣品測定所浪費的時間，受到了制藥領(lǐng)域的廣泛好評。在制藥工業(yè)的實際生產(chǎn)過程中，利用NAIRS技術(shù)將藥品的質(zhì)量參數(shù)和其樣品光譜向關(guān)聯(lián)，組建數(shù)學(xué)回歸模型，在依據(jù)對模型預(yù)測樣品成分和性質(zhì)進行分析，利用分析的結(jié)果對藥劑生產(chǎn)流程進行監(jiān)測，由此也成為了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的焦點課題，受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。

2 近紅外光譜基本原理

所謂近紅外光譜是分子振動的非諧振性會促使分子振動從低級狀態(tài)逐漸變?yōu)楦吣芗?，其主要記載是含氫基團振動倍頻和介頻的吸收。和傳統(tǒng)分析技術(shù)所不一樣的是，NIRS屬于間接分析技術(shù)，需要依據(jù)分析模型來對未知屬性的樣品進行詳細的理論分析。和傳統(tǒng)的分析技術(shù)相對比，近紅外光譜的優(yōu)勢在于可以在最短的時間內(nèi)，對被測樣品完成一次全面的NIRS的采集測量，并且在進行光譜測量的過程中，不需要對測量的樣品進行預(yù)處理，其消耗的樣本少，具有成本低、穩(wěn)定性高的優(yōu)勢。

3 制藥工業(yè)中近紅外光譜分析技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 新變量與待測性質(zhì)間的回歸模型

在建立新變量與待測性質(zhì)間的回歸模型過程中，先求取隱含層輸出矩陣與待測性質(zhì)間的權(quán)值，給出VIP值排序后的光譜數(shù)據(jù)集，組建新變量與待測性質(zhì)間的回歸模型。具體的步驟如下詳述：

假設(shè)，由代表激發(fā)函數(shù)，代表重排光譜數(shù)據(jù)，代表子區(qū)間的數(shù)量，則利用式（1）求取隱含層輸出矩陣與待測性質(zhì)間的權(quán)值：

在上式中，代表隱含層輸出權(quán)值。

假設(shè)，由代表光譜數(shù)據(jù)集的屬性集合，代表第個光譜變量在第個 PLS主成分中的負載權(quán)重，則利用式（2）組建新變量與待測性質(zhì)間的回歸模型：

3.2 紅外光譜分析技術(shù)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用分析

今年來，在國內(nèi)，在藥品制造過程中，隨著科技技術(shù)不斷提升，自動化程度也在相應(yīng)的提高，藥物的制備的流程主要分為混合、加工、成型、包裝，這就使得在每個加工步驟中對全部組分進行詳細的表述，任何小的失誤都會帶來嚴重的后果。傳統(tǒng)方法必須要將樣品提取到研究室內(nèi)進行專門的研究，由此在反饋出信息到生產(chǎn)車間進行控制加工。因為其研究的速度，會經(jīng)常延誤工期。部分固體藥劑就生產(chǎn)部分會將大量粉末混合物或顆粒壓片，在此基礎(chǔ)上進行隨機抽取，如此會造成樣品不合格，或者產(chǎn)品報廢的問題。近紅外光譜儀具有體積小，分析速快，不受外界干擾影響等特點，將其安裝在藥物流水線上，可以對加工過程中，每個組成分的含量進行全面的監(jiān)測，防治了大量產(chǎn)品的損失。圖1為紅外光譜測量儀。

4 結(jié)束語

對今年來的制藥工業(yè)中近紅外光譜分析技術(shù)進行分析，給出了其技術(shù)在藥劑生產(chǎn)中的主要應(yīng)用，為今后更好地推薦制劑領(lǐng)域的建設(shè)進程提供了科學(xué)的依據(jù)。

參考文獻：

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