近紅外過程分析技術(shù)在制藥行業(yè)質(zhì)量控制中的應(yīng)用

1、近紅外過程分析技術(shù)在制藥行業(yè)質(zhì)量控制中的應(yīng)用近紅外過程分析技術(shù)在制藥行業(yè)質(zhì)量控制中的應(yīng)用劉全?賽默飛世爾科技（上海）有限公司科學(xué)儀器部，上海201216近年來，過程分析技術(shù)（PAT）在制藥行業(yè)越來越受到重視，包括美國FDA在內(nèi)的官方機構(gòu)正在積極推動應(yīng)用PAT技術(shù)，力圖從過程、工藝上保證藥品的質(zhì)量，改變目前只能依靠嚴(yán)格和生硬的認(rèn)證規(guī)范的現(xiàn)狀[1]。我國實施《良好藥品生產(chǎn)管理規(guī)范》（GMP）的目的也是“要把藥品質(zhì)量問題消除在生產(chǎn)過程之中”。

2、PAT技術(shù)能夠為制藥行業(yè)帶來：a.消除產(chǎn)品質(zhì)量隱患；b.提高生產(chǎn)效率；c.實現(xiàn)“產(chǎn)品質(zhì)量是可以從生產(chǎn)過程中預(yù)見的，而不只是檢測出來的”；d.節(jié)省分析成本。近紅外（NearIRNIR）光譜與經(jīng)典的中紅外光譜具有相似的信息來源，主要包含分子中CH、NH、OH等含氫化學(xué)鍵的倍頻和合頻吸收信息，非常適合于藥品等有機組成物質(zhì)的質(zhì)量分析和控制[2]。與中紅外相比，NIR具有穿透力強、無需制樣、不破壞樣品、適于定量分析、可通過光纖進行遠距離在線檢測等

3、特點。由于具有這些特點，近年來NIR已經(jīng)發(fā)展成了一種應(yīng)用最普遍的PAT技術(shù)之一。在制藥行業(yè)，NIR目前已廣泛用于原料進貨驗收時的質(zhì)量鑒別、原料投放前的質(zhì)量分析，混合、干燥、壓片、包衣等過程在線檢測及終產(chǎn)品原位非破壞性分析；另外，NIR技術(shù)還被原料藥生產(chǎn)企業(yè)用于化學(xué)反應(yīng)過程在線檢測，生化制藥企業(yè)將其用于發(fā)酵過程以實時檢測發(fā)酵罐中各種營養(yǎng)成分和發(fā)酵產(chǎn)物的變化。圖1以固體制劑生產(chǎn)過程為例，顯示近紅外技術(shù)在各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制中的作用。化學(xué)反應(yīng)過程在

4、線檢測原料供應(yīng)商生化底物制造商生化發(fā)酵過程在線檢測原料質(zhì)量鑒別原料進庫原料投放生產(chǎn)前的檢驗原料投放生產(chǎn)混合終點判斷；混合一致性確認(rèn)混合過程濕度測定濕法造粒過程濕度測定干燥過程含量一致性；硬度等參數(shù)測定干法造粒過程含量一致性；包衣厚度測定包衣過程含量一致性檢測，其它指標(biāo)檢測終產(chǎn)品圖1近紅外技術(shù)在固體制劑生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制中的應(yīng)用?作者信息：從事近紅外技術(shù)應(yīng)用推廣和方法開發(fā)工作，Email:quan.liu@NIR技術(shù)用于混合過程在線檢

5、測實現(xiàn)了從研究到實際應(yīng)用。該儀器采用了多項專利技術(shù)，是世界上體積最小、重量最輕的傅立葉在線混合過程分析儀，能夠直接安裝于混合灌頂部，隨混合罐一起轉(zhuǎn)動，自動采集混料過程物料的NIR光譜，采用軟件內(nèi)置的移動窗口平均算法[4]計算光譜間的標(biāo)準(zhǔn)偏差，通過無線通訊，在工作站上實時顯示物料均勻度動態(tài)變換趨勢圖；通過建立校正模型還可以對特定指標(biāo)含量隨時間的變化進行在線檢測。2.22.2干燥過程干燥過程干燥是固體制劑生產(chǎn)過程中最普遍的單元操作之一，濕度

6、是干燥過程最關(guān)鍵的指標(biāo)[6]，通常必須采用濕化學(xué)方法在干燥終點對物料進行檢測以判斷是否達到要求。有許多研究已經(jīng)顯示NIR技術(shù)適合于對流化床干燥過程中物料濕度的變化情況進行在線檢測[68]。圖5是一個使用NIR光纖探頭在線檢測流化床干燥過程的示意圖[7]。圖5流化床干燥過程NIR在線檢測示意圖圖6AntarisMX過程分析儀圖6是ThermoFisher公司最新的AntarisMX多通道過程分析儀，它采用了最先進的ParaLuxNIRIl

7、lumination系統(tǒng)，能夠同步監(jiān)測流化床干燥器各個部位物料濕度變化情況，專業(yè)的光纖探頭能夠自動撤回和清洗，通過與DCS等控制系統(tǒng)集成，能夠?qū)崿F(xiàn)流化床干燥器的全自動控制。2.3其它過程檢測其它過程檢測原料藥廠家經(jīng)常需要對反應(yīng)釜或發(fā)酵罐進行過程監(jiān)測，以保證最佳的產(chǎn)品收率。在化學(xué)反應(yīng)過程中，NIR技術(shù)可以實時檢測反應(yīng)釜中底物濃度和反應(yīng)產(chǎn)物濃度隨時間變化的趨勢[910]，在發(fā)酵過程中，NIR技術(shù)可用于實時監(jiān)測各種營養(yǎng)成分、菌體及發(fā)酵產(chǎn)物的狀