探究近紅外漫反射光譜法快速測定氨芐西林膠囊的含量

成佳興

哈藥集團(tuán)制藥總廠科研開發(fā)中心 黑龍江哈爾濱 150000

探究近紅外漫反射光譜法快速測定氨芐西林膠囊的含量

成佳興

哈藥集團(tuán)制藥總廠科研開發(fā)中心 黑龍江哈爾濱 150000

目的：基于近紅外漫反射光譜法對氨芐西林膠囊含量進(jìn)行定量分析，并進(jìn)行快速測定。方法：以不同生產(chǎn)企業(yè)的氨芐西林膠囊作為研究對象，采用近紅外漫反射光譜法，對偏最小二乘法所建立數(shù)學(xué)模型的預(yù)測集進(jìn)行科學(xué)化預(yù)測。結(jié)果：在定量分析和快速測定后，建立定量分析模型后，以39個樣品進(jìn)行內(nèi)部交叉驗(yàn)證后，其濃度范圍在68.82%-84.93%之間；以16個樣品進(jìn)行外部驗(yàn)證后，得出濃度范圍為69.05%-84.41%之間，相關(guān)系數(shù)為0.9901.訓(xùn)練集外部檢驗(yàn)均方差為1.7，確定系數(shù)為R2=85.38，RANK為6；檢驗(yàn)集交叉驗(yàn)證均方差為1.67，確定系數(shù)R2=81.58，RANK為5。結(jié)論：定量模型可按照中國藥典要求對氨芐西林膠囊進(jìn)行快速預(yù)測分析，方法快速、簡便，可用于藥品的快速檢驗(yàn)。

近紅外漫反射光譜法；氨芐西林；定量分析；含量

近紅外漫反射光譜法在藥品研究中具有良好的應(yīng)用效果，分析速度快，且樣品測量過程簡潔，分析范圍廣泛且效率較高，促進(jìn)了無損檢測的真正實(shí)現(xiàn)，實(shí)際應(yīng)用中不會產(chǎn)生污染物，與生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念保持高度一致，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。與此同時(shí)，近紅外光導(dǎo)纖維具有較好的穿屬性，具有在線分析和檢測功能，為更好的對氨芐西林膠囊含量進(jìn)行準(zhǔn)確快速測定，本文主要利用近紅外漫反射光譜法對氨芐西林膠囊含量進(jìn)行快速測定，建立定量模型，以促進(jìn)現(xiàn)場檢驗(yàn)篩查工作的順利開展，僅供相關(guān)人員參考。

1 儀器

EQUINOX55型近紅外光譜儀(德國BRUKER公司)，光纖探頭測樣附件銦鎵砷(InCA)檢測器，BRUKER公司OPUS5.0光譜分析軟件。島津LC- 20AT型液相色譜儀，二極管陣列檢測器，色譜柱KromasilC18(4.6mm×250mm，5μm)。

2 樣品制備

本次研究中，以來自全國多個生產(chǎn)企業(yè)的57批樣品作為實(shí)驗(yàn)研究對象，依照2010年中國藥典方法對不同批次樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，基于HPLC法對氨芐西林進(jìn)行含量測定，明確樣品真值，并測得樣品純度范圍在68.82%-84.93%之間。

3 方法

3.1 光譜采集

在實(shí)驗(yàn)研究中，以近紅外漫發(fā)射光譜法對光譜進(jìn)行采集，以無損傷測定法對光譜進(jìn)行測定，在實(shí)際操作過程中，為避免對樣品報(bào)裝造成損壞，應(yīng)當(dāng)以漫反射光線探頭壓住膠囊，在12000-4000cm-1條件下，基于儀器內(nèi)置背景參比和8cm分辨率，對不同批次樣品分別進(jìn)行掃描，并對平均光譜進(jìn)行準(zhǔn)確測定，為后續(xù)含量測定工作打下良好的基礎(chǔ)。

3.2 訓(xùn)練集樣本的確定

在實(shí)驗(yàn)研究過程中，以39個樣品作為建模樣本進(jìn)行內(nèi)部交叉驗(yàn)證，其濃度范圍在68.82%-84.93%之間，建立校正模型，明確光譜預(yù)處理波段：6132.7-5496.2cm-1、4964-4134.8cm-1。多元散射校正，主因子數(shù)位13，內(nèi)部交叉驗(yàn)證的均方差為1.7，確定系數(shù)R2=85.38。

3.3 驗(yàn)證集樣本的確定

以16個樣品作為驗(yàn)證樣本進(jìn)行外部驗(yàn)證，濃度范圍為69.05%-84.41%之間，相關(guān)系數(shù)為0.9901。檢驗(yàn)集交叉驗(yàn)證均方差為1.67，確定系數(shù)R2=81.58，RANK為5。由表1可知:預(yù)測值與真實(shí)值的相關(guān)系數(shù)為0.9901，表明校正模型的預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確。

表1 IR定量分析模型對氨芐西林的預(yù)測結(jié)果

3.4 外部預(yù)測結(jié)果

用建立的模型對氨芐西林膠囊含量進(jìn)行預(yù)測,挑選不同濃度近紅外測試的預(yù)測結(jié)果與真值之間建立回歸方程:

3.5 精密度試驗(yàn)

取1批樣品,重復(fù)掃描測定6次，得到近紅外光譜，分別將所得光譜代入建立好的定量模型中進(jìn)行氨芐西林膠囊的含量計(jì)算，以考察精密度,結(jié)果RSD為0.15%，回收率為99.6%。

3.6 穩(wěn)定性考察

將1份樣品在1個星期內(nèi)不同時(shí)間采集的近紅外光譜，分別代入定量模型中計(jì)算氨芐西林的含量，以考察方法的穩(wěn)定性，結(jié)果RSD為0.12%。

3.7 聚類分析模型

對34個廠家57批樣品氨芐西林膠囊近紅外圖譜進(jìn)行聚類分析，采用每個廠家的平均光譜建模，結(jié)果最終分為兩大類，18個廠家聚為一類，另外的16個廠家聚為一類。采用聚類分析的方法使所選樣品生產(chǎn)工藝分布均勻，由聚類分析結(jié)果可以看出所收集到的不同廠家的樣品雖然具體工藝各不相同，但還是有相似之處。由于近紅外圖譜不僅能反映主要活性成分的信息,還能反映輔料、工藝等的樣品信息,這為是否為標(biāo)示廠家生產(chǎn)的判斷提供了有力的依據(jù)，從而為藥品鑒別提供新的方法。從本次采集的近紅外圖譜比較可以看出同一個廠家的樣品(膠囊)近紅外圖譜基本一致，基本可判斷為標(biāo)示廠家生產(chǎn)。

4 討論

4.1 模型的建立

在本次實(shí)驗(yàn)研究中，基于偏最小二乘法并合理運(yùn)用定量分析軟件對樣品進(jìn)行全光譜掃描測定，以12000-4000cm-1作為掃描范圍，通過交叉驗(yàn)證與外部驗(yàn)證方式的有機(jī)結(jié)合，建立定量分析模型。待交叉驗(yàn)證均方差最小結(jié)果得以優(yōu)化后，就驗(yàn)證集樣品進(jìn)行優(yōu)化，明確外部驗(yàn)證均方差，以此為依據(jù)選取最佳的譜段和預(yù)處理方式，手動調(diào)整波段，確保波段內(nèi)包含較大的待測組分信息量，并且所受背景和輔料等因素的影響較小。通過研究分析和處理，選出最佳波段為6132.7-5496.2cm-1、4964-4134.8cm-1，待妥善處理后，基于最小二乘法回歸建立模型。

4.2 譜段的選擇

實(shí)驗(yàn)研究表明，在光譜區(qū)一級倍頻1440nm以及合頻1440nm條件下，水分子具有較強(qiáng)的吸收效果，為保證氨芐西林膠囊含量測定的精準(zhǔn)度，應(yīng)當(dāng)在譜段選擇過程中盡可能避開水分子吸收波段，以促進(jìn)無損、快速測定的順利實(shí)現(xiàn)。通過對圖1和圖2進(jìn)行觀察和分析可知，9000cm-1以上的圖譜信號較弱，因此在譜段選擇過程中應(yīng)當(dāng)充分體現(xiàn)藥物活性成分 6132.7-5496.2cm-1、4964-4134.8cm-1。

圖1 原始光譜圖

圖2 適量歸一化圖譜光譜圖

5 結(jié)論

氨芐西林是一種毒性較低的光譜半合成青霉素，其抗菌譜與青霉素具有高度相似性，是當(dāng)前國內(nèi)基層應(yīng)用較為廣泛的抗生素之一。氨芐西林對草綠色鏈球菌、對白喉?xiàng)U菌以及放線菌的抗菌作用與青霉素相仿，但其對青霉素敏感的細(xì)菌效力較低。研究表明，通過近紅外漫反射光譜法對氨芐西林膠囊含量進(jìn)行測定，實(shí)際測定結(jié)果的精準(zhǔn)度以及穩(wěn)定性與中國藥典方法測定結(jié)果具有高度一致性，其準(zhǔn)確度高且專屬性強(qiáng)，具有良好的重復(fù)性，促進(jìn)了無損、快速定量分析的順利實(shí)現(xiàn)。近紅外漫反射光譜法在產(chǎn)品質(zhì)量在線控制上具有良好的應(yīng)用價(jià)值，無需化學(xué)試劑，對樣品無損壞，實(shí)際操作便捷程度高。

近紅外定量分析的方法并非通用型方法,局限性在于該模型只能對該品種該劑型適用,其準(zhǔn)確性和參與建立模型的樣本的數(shù)量和質(zhì)量存在密切的關(guān)系。本文所涉及的樣品涉及到全國范圍內(nèi)的氨芐西林膠囊品種，具有較強(qiáng)的代表性，但樣品數(shù)量有限，為保證研究的可靠性，在今后研究中應(yīng)當(dāng)不斷補(bǔ)充樣本數(shù)量，切實(shí)保證氨芐西林膠囊含量測定真正實(shí)現(xiàn)無損、快速測定。

[1]鞠朋舉,宋繼紅. 高效液相色譜法測定氨芐西林膠囊的含量[J]. 黑龍江科技信息. 2010(04)

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[3]邢俊生，張學(xué)博 近紅外漫反射光譜法快速測定氨芐西林膠囊的含量[J]. 《藥物分析雜志》, 2010(12):2408-2411

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1672-5018（2016）10-249-02