成佳興

哈藥集團制藥總廠科研開發(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行定量分析，并進行快速測定。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)學模型的預測集進行科學化預測。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個樣品進行內(nèi)部交叉驗證后，其濃度范圍在68.82%-84.93%之間；以16個樣品進行外部驗證后，得出濃度范圍為69.05%-84.41%之間，相關(guān)系數(shù)為0.9901.訓練集外部檢驗均方差為1.7，確定系數(shù)為R2=85.38，RANK為6；檢驗集交叉驗證均方差為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行快速預測分析，方法快速、簡便，可用于藥品的快速檢驗。

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，促進了無損檢測的真正實現(xiàn)，實際應用中不會產(chǎn)生污染物，與生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念保持高度一致，具有良好的推廣應用價值。與此同時，近紅外光導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行準確快速測定，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行快速測定，建立定量模型，以促進現(xiàn)場檢驗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批樣品作為實驗研究對象，依照2010年中國藥典方法對不同批次樣品進行實驗研究，基于HPLC法對氨芐西林進行含量測定，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

在實驗研究中，以近紅外漫發(fā)射光譜法對光譜進行采集，以無損傷測定法對光譜進行測定，在實際操作過程中，為避免對樣品報裝造成損壞，應當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行掃描，并對平均光譜進行準確測定，為后續(xù)含量測定工作打下良好的基礎(chǔ)。

3.2 訓練集樣本的確定

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

3.3 驗證集樣本的確定

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

表1 IR定量分析模型對氨芐西林的預測結(jié)果

3.4 外部預測結(jié)果

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

3.5 精密度試驗

取1批樣品,重復掃描測定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行氨芐西林膠囊的含量計算，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)不同時間采集的近紅外光譜，分別代入定量模型中計算氨芐西林的含量，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，基本可判斷為標示廠家生產(chǎn)。

4 討論

4.1 模型的建立

在本次實驗研究中，基于偏最小二乘法并合理運用定量分析軟件對樣品進行全光譜掃描測定，以12000-4000cm-1作為掃描范圍，通過交叉驗證與外部驗證方式的有機結(jié)合，建立定量分析模型。待交叉驗證均方差最小結(jié)果得以優(yōu)化后，就驗證集樣品進行優(yōu)化，明確外部驗證均方差，以此為依據(jù)選取最佳的譜段和預處理方式，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

實驗研究表明，在光譜區(qū)一級倍頻1440nm以及合頻1440nm條件下，水分子具有較強的吸收效果，為保證氨芐西林膠囊含量測定的精準度，應當在譜段選擇過程中盡可能避開水分子吸收波段，以促進無損、快速測定的順利實現(xiàn)。通過對圖1和圖2進行觀察和分析可知，9000cm-1以上的圖譜信號較弱，因此在譜段選擇過程中應當充分體現(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，是當前國內(nèi)基層應用較為廣泛的抗生素之一。氨芐西林對草綠色鏈球菌、對白喉桿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行測定，實際測定結(jié)果的精準度以及穩(wěn)定性與中國藥典方法測定結(jié)果具有高度一致性，其準確度高且專屬性強，具有良好的重復性，促進了無損、快速定量分析的順利實現(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用價值，無需化學試劑，對樣品無損壞，實際操作便捷程度高。

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，在今后研究中應當不斷補充樣本數(shù)量，切實保證氨芐西林膠囊含量測定真正實現(xiàn)無損、快速測定。

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1672-5018（2016）10-249-02