藥品檢測中近紅外光譜分析的應(yīng)用價值分析

柳洪勝（天津市濱海新區(qū)檢驗檢測中心,天津 300270）

隨著藥品的研發(fā)種類和生產(chǎn)數(shù)量逐年遞增，我國醫(yī)藥部門對藥品質(zhì)量及安全性的要求也越來越高，從生產(chǎn)研發(fā)到進(jìn)入市場[1]，藥品檢測是保證藥品安全性的核心環(huán)節(jié)。藥品檢測工作包含對藥品進(jìn)行質(zhì)量檢測、成分檢測、安全檢測和缺陷檢測等[2]。為了防止不合格藥品流入市場，確保藥品的安全性，檢測結(jié)果務(wù)必真實可靠。傳統(tǒng)的藥品檢測技術(shù)不僅無法滿足檢測質(zhì)量和效率[3]，還會對藥品造成損害，為此引入近紅外光譜分析技術(shù)對藥品進(jìn)行檢測。近紅外光譜是存在于紅外光譜和可見光之間的一種介質(zhì)[4]，具有極強的穿透力，且吸收系數(shù)低、發(fā)熱少，可以將其作為信息獲取的載體。在藥品檢測工作中，應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)對藥品全面性掃描，根據(jù)近紅外光譜吸收紅外光的方式來確定近紅外光譜的頻率是否等于藥品的振動頻率[5]，如果藥品吸收紅外線，那么頻率不同；如果它不吸收紅外線，則頻率相同[6]。通過分析不可吸收的紅外線來檢測特定的結(jié)構(gòu)信息、有機成分和成分含量[7]，可以實現(xiàn)更全面地進(jìn)行藥品檢測?；诖?，本文針對傳統(tǒng)藥品檢測技術(shù)，根據(jù)近紅外光譜分析的作用原理和技術(shù)特點，對其在藥品檢測方面的應(yīng)用展開對照分析?，F(xiàn)研究如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取從2021年3月-2021年11月于我藥檢部門參與檢驗工作的藥檢員共80名，納入標(biāo)準(zhǔn)：①手指、手臂靈活；②色、味、嗅、聽等感官正常；③具有一定的觀察、判斷和理解能力；④取得職業(yè)資格證書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①工作態(tài)度散漫；②不聽從工作安排；③專業(yè)能力不足；④身體殘疾；⑤有嚴(yán)重疾病史。根據(jù)入職時間的先后順序，將80名藥檢員分為對照組和研究組，兩組各40名。其中研究組的藥檢員中男性26名，女性14名；年齡25-51歲，平均年齡（37.37±7.32）歲。對照組的藥檢員中男性29名，女性11名；年齡23-50歲，平均年齡（36.58±6.94）歲。同時兩組各取同一時間生產(chǎn)的同種藥品100份進(jìn)行檢測研究。此次研究經(jīng)由藥品監(jiān)督管理部門批準(zhǔn)，且兩組藥檢員對照資料數(shù)值無明顯差異（P＞0.05），可進(jìn)一步研究比較。

1.2 近紅外光譜分析技術(shù)的主要特點 ①具有良好的結(jié)構(gòu)性能[8]：紅外光譜具有非常好的穿透性和高效的檢測率，因此，在近紅外光譜分析中，可以采用多種檢測方法來提高近紅外光譜分析的速度；②無損檢測方式：近紅外光譜技術(shù)也被稱為無損檢測技術(shù)，通過近紅外光譜分析技術(shù)對藥品進(jìn)行檢測不會對藥品造成內(nèi)部或外部損傷，同時可以保證藥品檢測的準(zhǔn)確性。即使將近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于活體檢測，也不會對檢測目標(biāo)造成損傷；③高效的分析速度[9]：在使用近紅外光譜進(jìn)行藥品檢測分析的情況下，無需對待測藥品進(jìn)行預(yù)處理，一次性即可同時檢測多個樣品組，且檢測分析率高。通過將近紅外光譜應(yīng)用于藥品檢測，大大縮短了檢測時間，只需幾秒鐘即可獲得檢測結(jié)果。了解近紅外光譜的特性，并積極利用這些特性進(jìn)行藥品檢測，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的藥品檢驗方法；④適用性強[10]：近紅外光譜可用于固體藥品、半固體和液體藥品檢測。與傳統(tǒng)的藥品檢測技術(shù)相比，提高了適用性，同時對提高藥品生產(chǎn)效率起到了一定的作用；⑤節(jié)約成本：近紅外光譜分析技術(shù)用于藥品檢測，不會損傷藥品，降低公司成本，提高公司經(jīng)濟效益。而傳統(tǒng)的藥品檢測方法會造成樣品丟失或損壞，并相應(yīng)的增加成本。此外，與其他方法相比，近紅外光譜方法消耗的功率最少，從而全方位降低成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。近紅外光譜的優(yōu)勢在于可以快速監(jiān)測樣品的物理特性，無論是固體、液體還是其他物質(zhì)，這也有助于提高藥品的生產(chǎn)效率。所以，近紅外光譜的優(yōu)勢十分明顯；⑥綠色環(huán)保：由于近紅外光譜技術(shù)只需要一個樣品進(jìn)行藥品檢測，無需化學(xué)干預(yù)即可完成檢測分析，間接地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，因此近紅外光譜技術(shù)也被稱為綠色分析技術(shù)。隨著中國醫(yī)藥工業(yè)的逐步發(fā)展，近紅外光譜逐漸被應(yīng)用于藥品檢測。與傳統(tǒng)藥品檢測技術(shù)相比，近紅外光譜分析技術(shù)提高了藥品檢測的效率和質(zhì)量，促進(jìn)了我國醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展。

1.3 方法 對照組采取傳統(tǒng)的藥品檢測分析，研究組則采用近紅外光譜對藥品進(jìn)行分析檢驗，內(nèi)容如下。

1.3.1 光譜預(yù)處理 使用近紅外光譜分析前需進(jìn)行預(yù)處理：①剔除異常樣品；②消除光譜噪聲和其他譜圖不規(guī)則因素的影響，如消除隨機噪聲、樣品背景的干擾、光程的變化、測樣器件引起光譜的差異等因素對校正結(jié)果產(chǎn)生的影響；③優(yōu)化光譜范圍，凈化譜圖信息。

1.3.2 藥品檢測中近紅外光譜分析技術(shù)的應(yīng)用 ①定性分析：近紅外光譜可以鑒別大部分藥品，通過構(gòu)建近紅外光譜快速識別系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了鑒別假藥的能力和速度。目前，傳統(tǒng)的藥品檢測方法包括相關(guān)系數(shù)法、判別分析法和主成分分析法。在選擇正確的檢測方法時，應(yīng)根據(jù)實際藥品檢測要求及具體情況進(jìn)行選擇，以確保檢測結(jié)果的有效性；②定量分析：近紅外光譜在藥品質(zhì)量檢測中的定量分析首先需要建立數(shù)字模型，然后確認(rèn)所建立模型的穩(wěn)定性，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)模型，完成藥品的定量鑒定。經(jīng)過特定的篩選和處理，以獲得更準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，便于對結(jié)果進(jìn)行分析，其中，主成分回歸法、多元線性回歸法和偏最小二乘法是幾種常用的近紅外光譜定量分析方法；③藥品質(zhì)量控制及在線監(jiān)測：傳統(tǒng)的藥品質(zhì)量控制主要集中在將樣品帶到實驗室進(jìn)行分析，并將獲得的信息反饋給生產(chǎn)車間以管理加工過程。這種檢測方法速度較慢，且檢測前無法保證樣品是否被污染，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，經(jīng)濟損失較大。隨著制藥領(lǐng)域的飛速發(fā)展，特別是近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用在藥品質(zhì)量控制和在線檢測中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步的提升。在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，頻率和倍頻吸收的結(jié)合，水分子在近紅外光譜中的成像比其他分子強，對于近紅外光譜檢測藥品的質(zhì)量也十分有效。此外，近紅外光譜可用于草藥提取、濃縮和純化過程中的在線檢測，有效地識別每個過程中可能出現(xiàn)的問題，并避免對藥品質(zhì)量產(chǎn)生任何影響，保證了藥品的整體質(zhì)量。

1.4 觀察指標(biāo) ①由藥檢員負(fù)責(zé)統(tǒng)計并驗證兩組藥品的雜質(zhì)檢測精確度和檢驗時間，雜質(zhì)檢測精確度按照藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分，滿分10分；檢驗時間由藥檢員計時并進(jìn)行評估，以秒作為單位。②由藥檢員負(fù)責(zé)統(tǒng)計兩組對藥品檢測后的損壞程度并進(jìn)行評估，分為完全損壞、基本損壞和無損壞三類，總損壞率=完全損壞+基本損壞。③采用自擬問卷調(diào)查表評估兩組藥檢員對工作的滿意度評分，內(nèi)容包括工作環(huán)境和工作效率，評估標(biāo)準(zhǔn)均為非常不滿意、不滿意、一般、滿意、非常滿意五個指標(biāo)，總分為5分，分別從1-5進(jìn)行計分，以調(diào)查結(jié)果分析為根據(jù)進(jìn)行評估。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 利用SPSS24.0軟件包進(jìn)行分析，計量數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示，兩兩比較采用t檢驗，多組獨立樣本比較采用方差分析；計數(shù)數(shù)據(jù)占比采用百分率(%)表示，組間采用χ2檢驗；P＜0.05表示具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組藥品的雜質(zhì)檢測精確度和檢驗效率比較 經(jīng)檢測后，研究組的雜質(zhì)檢測精確度評分顯著高于對照組（P＜0.05），且檢驗時間明顯短于對照組（P＜0.05），見表1。

表1 兩組藥品的雜質(zhì)檢測精確度和檢驗效率比較()

表1 兩組藥品的雜質(zhì)檢測精確度和檢驗效率比較()

2.2 兩組藥品檢測后的損壞程度評估 經(jīng)檢測后，研究組的藥品損壞率顯著低于對照組（P＜0.05），見表2。

表2 兩組藥品檢測后的損壞程度評估[n(%)]

2.3 兩組藥檢員對工作的滿意度評分比較 研究組藥檢員對于工作環(huán)境及工作效率的評分均高于對照組，差異顯著（P＜0.05），見表3。

表3 兩組藥檢員對工作的滿意度評分比較(,分)

表3 兩組藥檢員對工作的滿意度評分比較(,分)

3 討論

隨著藥品加工自動化程度的提高，藥品制劑的混合、加工、成型、包裝等一系列工藝流程逐漸一體化，并且需要在每個處理階段對所有組件進(jìn)行徹底的表征。傳統(tǒng)的藥品檢測方法需要將樣品帶入實驗室進(jìn)行分析，然后再返回生產(chǎn)車間控制過程，嚴(yán)重影響了藥品的生產(chǎn)效率及質(zhì)量。而近紅外光譜技術(shù)不僅能在極短的時間內(nèi)對藥品進(jìn)行掃描[11]，還能同時監(jiān)測多種藥品，保證整批的質(zhì)量。此外，近紅外光譜儀可以隨時檢測各種可能流入工藝過程的污染物，其快速、無損的特性允許進(jìn)行全面的質(zhì)量監(jiān)測[12]，不會對藥品的檢測環(huán)節(jié)造成影響。在藥品生產(chǎn)線上安裝近紅外光譜儀，直接無損監(jiān)測各成分含量，通過自然及時地發(fā)現(xiàn)和調(diào)整問題，可以防止整個產(chǎn)品的批次損失[13]。為此，本研究著重探討將近紅外光譜分析技術(shù)應(yīng)用于藥品檢測過程中，分析近紅外光譜在藥品檢測中的應(yīng)用效果。

本研究結(jié)果顯示，經(jīng)檢測后，研究組的雜質(zhì)檢測精確度評分顯著高于對照組，且檢驗時間明顯短于對照組，說明近紅外光譜分析技術(shù)與傳統(tǒng)的藥品檢測相比，藥品的雜質(zhì)檢測更為精確，檢測效率高。由于近紅外光譜分析技術(shù)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、光譜重疊多的特點，因此在使用近紅外光譜對藥品進(jìn)行定量檢測時，需要在多個波長處采集數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理。近紅外光譜是一種間接分析技術(shù)[14]，可以進(jìn)行定性和定量分析，使用該技術(shù)時，需要建立待測樣品的物性值與近紅外光譜數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性模型，建立模型時需要一定數(shù)量的訓(xùn)練集樣本和近紅外光譜，將待測樣品的近紅外光譜帶入模型分析，如果樣品具有相同的數(shù)據(jù)值，則光譜是相同的。在此基礎(chǔ)上建立分析模型時，只要測量樣品的光譜數(shù)據(jù)，通過光譜數(shù)據(jù)和樣本值之間的對應(yīng)關(guān)系即可快速做出判斷。從藥品檢測后的損壞程度評估中可以看出，研究組的藥品損壞率顯著低于對照組，證實了采用近紅外光譜分析技術(shù)進(jìn)行藥品檢測不會對藥品造成內(nèi)部或外部損傷。此外，近紅外光譜的工作光譜區(qū)域信息量大，穿透能力強，可在短時間內(nèi)快速完成待測樣品的光譜采集和測量[15]。在分析過程中消耗其他材料而無污染，不破壞樣品，分析重現(xiàn)性好，且近紅外光譜分析在無損檢測、微破壞分析、在線分析以及瞬時分析等方面效果極為顯著。為了進(jìn)一步證實近紅外光譜分析的優(yōu)良效果，本研究最后對兩組藥檢員對工作的滿意度評分比較，研究組藥檢員對于工作環(huán)境及工作效率的評分均高于對照組，更有力地證實了將近紅外光譜分析應(yīng)用于藥品檢測，提高了藥品檢測的效率和質(zhì)量，環(huán)保無害，促進(jìn)了我國醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展。

綜上所述，近紅外光譜技術(shù)在藥品檢測中的應(yīng)用，簡化了藥品檢測流程，進(jìn)一步提高了藥品檢測的準(zhǔn)確性。但本研究尚有不足之處，雖然近紅外光譜技術(shù)可以對各類藥物樣品進(jìn)行完整的成分檢測，但無法對預(yù)檢檢測方法、藥物樣品形狀等因素進(jìn)行有效處理，務(wù)必會對樣品檢測結(jié)果產(chǎn)生影響，且本研究僅研究一種藥品的檢測效果，有待進(jìn)一步提高。