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上海斯邁歐分析儀器有限公司
主營產(chǎn)品： 氣相色譜、液相色譜、氣質(zhì)聯(lián)用儀、液質(zhì)聯(lián)用儀、原子吸收光譜儀、紫外分光光度計 |
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安捷倫Cary 630 FTIR光譜儀對藥物的快速鑒定與定性分析
2022-2-16 閱讀(556)
言：在制藥行業(yè)中，對原材料（活性成分和賦形劑）、中間產(chǎn)物和終產(chǎn)品進行正確鑒定和準 確定性是質(zhì)量控制和質(zhì)量重要內(nèi)容。此外，隨著原材料供應的全球化程度不斷提 高，人們?nèi)找骊P(guān)注能夠在特定檢查點快速檢測純度和鑒別真?zhèn)蔚姆椒?，希望避免不合格、受污染或標識錯誤的成分進入生產(chǎn)過程。 FTIR 光譜儀能夠快速、無損地對原材料進行準確鑒定和定性分析，是確保材料可接受性 的有效方法。例如，您可以采用簡單的譜圖匹配法（如紅外譜庫搜索）對給定的未知樣 品進行陽性鑒定。譜庫搜索法使用數(shù)學算法測量給定材料的譜圖與譜庫數(shù)據(jù)庫中可用參 考譜圖之間的相關(guān)性。譜庫搜索法能夠檢出樣品與相似的參考譜圖之間 5-10% 范圍內(nèi)的 差異。但是，在進行定性分析時，我們需要執(zhí)行、更嚴格的分析才能區(qū)分相似類 型的材料，特別是那些差異僅為 1-5% 的材料。 在本應用簡報中，我們將偏小二乘判別分析 (PLS-DA) 這種非常靈敏的分類方法與安捷 倫創(chuàng)新的 MicroLab 軟件相結(jié)合用于目標材料的分類和定性分析，并采用簡單的譜庫搜索 法獲得了高靈敏度和高特異性。本文展示了受到三種不同賦形劑污染的乙酰 水楊酸樣品中純活性成分（乙酰水楊酸）的定性分析過程。這種靈敏的技術(shù)適用于認證 材料的可接受性以及鑒定超標材料。
儀器 本研究采用 Agilent Cary 630 FTIR（圖 1），這是一款多用途的高 性能緊湊型 FTIR 光譜儀，適用于制藥行業(yè)的 QA/QC 或方法開發(fā) 應用。此光譜儀滿足美國、歐洲、日本、中國、印度和國際藥典 所規(guī)定的性能指標要求 [1]。這款儀器操作簡單、穩(wěn)定耐用、結(jié)構(gòu) 緊湊（便攜式設(shè)計），還配備了為該系統(tǒng)設(shè)計的預校準采樣接 口，在質(zhì)量控制/質(zhì)量的常規(guī)測量中具有重要優(yōu)勢。
我們采用了單次反射鉆石晶體衰減全反射 (ATR) 采樣接口，這種 采樣接口不要求對樣品進行處理，非常適用于分析制藥材料。 分析人員只需將樣品置于鉆石晶體傳感器上，并使用樣品壓頭確 保接觸良好，即可獲得高質(zhì)量的譜圖。鉆石晶體 ATR 傳感器能夠 防磨蝕，只需使用少量的樣品，而且樣品之間的清潔操作非常 簡單。USP 已經(jīng)引用了使用 ATR 分析制藥材料的方法 [2]。
Agilent Cary 630 和 Agilent MicroLab 軟件 在制藥應用中的優(yōu)勢 • Cary 630 FTIR 的波長準確度、分辨率及其他性能指標均達到 或超出了美國、歐洲、日本、中國、印度和國際藥典的要求 • Cary 630 FTIR 可配備美國及其他藥典中規(guī)定的 ATR、漫反射 和透射采樣接口用于鑒定 • Cary 630 FTIR 只需少的維護，并且只占小的實驗室臺面 或裝卸空間 • Cary 630 FTIR 配備的 Agilent 21 CFR Part 11 MicroLab PC 軟 件具備制藥行業(yè)所需的數(shù)據(jù)安全和記錄功能 • 自動安裝認證/操作認證 (Auto IQ/OQ) 軟件可用于儀器性能 的常規(guī)驗證 • MicroLab 軟件由方法驅(qū)動，高度可視化并且非常直觀，能夠大程度降低培訓成本和用戶操作失誤的風險，即使經(jīng)驗不足 的用戶也能立即完成準備工作并開始運行 我們從同一供應商處購買了兩個不同批次的純乙酰水楊酸 (? 99%)。 第yi批乙酰水楊酸中含有三種不同的常見賦形劑污染物：玉米淀 粉、微晶纖維素和乳糖一水合物。將重量百分比約為 1-20% 的各 種賦形劑分別加入純乙酰水楊酸中，制得校準標準品和驗證標準 品。通過分析兩個批次的不同純乙酰水楊酸樣品，我們共獲得了 14 張譜圖，代表純化合物。類似地，通過分析含玉米淀粉、微晶 纖維素和乳糖一水合物污染物的乙酰水楊酸樣品組，我們分別獲 得了 18、13 和 19 張譜圖，代表不純的乙酰水楊酸類樣品。 純乙酰水楊酸和受污染的乙酰水楊酸均不進行任何研磨處理，采 用配備單次反射鉆石晶體 ATR 采樣附件的 Cary 630 FTIR 光譜儀 直接記錄譜圖。在 4000 - 650 cm-1 光譜范圍內(nèi)采集的各譜圖均為 4 cm-1 分辨率下 74 次掃描疊加的結(jié)果，總測量時間為 30 。
驗證標準品中含有純乙酰水楊酸、受到校準模型中所含賦形劑污 染的材料，以及校準樣品中沒有的材料（甲基纖維素、 碳酸鈣和水楊酸）。分類方法基于 PLS-DA，以均值中心化和九點 Savitzky-Golay 一階導數(shù)法作為預處理算法。
結(jié)果與討論 PLS-DA 是一種監(jiān)督分類技術(shù)，當分離譜圖幾乎一致時與主成分分 析 (PCA) 和簇類獨立軟模式法 (SIMCA) 相比更加靈敏 [3]。要建 立 PLS-DA 校準模型，必須獲得各類化合物的代表性樣品譜圖。 為了獲得特定原材料的穩(wěn)定校準模型，代表純樣品的校準樣品組 應包含這種特定材料中常見的變異來源，例如購自多家供應商、 來自不同批次或采用不同生產(chǎn)工藝的樣品。 在大多數(shù) PLS-DA 分類分析中，我們將某一目標組與其他組分離。 但在本研究中，我們將一組純乙酰水楊酸的譜圖分別與不同的受 污染物乙酰水楊酸樣品的譜圖進行比較。單獨建立校準曲線的主 要優(yōu)勢在于能夠區(qū)分污染物含量較低的樣品與純乙酰水楊酸樣品。 圖 2 展示了使用交叉驗證法對一組純乙酰水楊酸譜圖與不同污染 樣品譜圖進行分類的結(jié)果。為了實現(xiàn)純乙酰水楊酸樣品與含有玉 米淀粉、微晶纖維素和乳糖一水合物污染物的乙酰水楊酸樣品的 良好分離，所需的因子數(shù)分別為 5、6 和 5。 圖 2 表明數(shù)據(jù)集明顯地分為了兩組。應用 PLS 回歸進行分類時， 分別為純樣品和受污染的樣品賦予任意值 10 和 20。選擇基于曲 線圖分布假設(shè)的閾值（y 值）來設(shè)置 MicroLab 軟件的條件，用于 純乙酰水楊酸與不純乙酰水楊酸的分類和定性分析。
將單獨的模型與使用 MicroLab *的邏輯設(shè)置功能的單一方法 相結(jié)合，用于分類和驗證未知驗證樣品是純乙酰水楊酸還是不純 的乙酰水楊酸（圖 3）。
終的方法成功完成了待測樣品分類，正確率為 100%，無論樣 品為純樣品還是僅含 0.5% 污染物的樣品。本研究所用的方法能 夠提供豐富的信息，并以簡單明了的方式顯示結(jié)果。結(jié)果為可接 受的樣品以綠色突出顯示，而不純的樣品則以紅色突出顯示，如 MicroLab 方法的結(jié)果屏幕所示（圖 4）。
結(jié)論：我們的研究結(jié)果表明，配備 ATR 采樣技術(shù)的 Agilent Cary 630 FTIR 光譜儀和 PLS-DA 方法適用于制藥應用中原材料與活性成分 的分析、表征和驗證。 本研究開發(fā)的方法將靈敏的 PLS-DA 分類技術(shù)與 Agilent MicroLab 軟件邏輯設(shè)置功能相結(jié)合，能夠在純活性成分、賦形劑和 混合物的定性分析中實現(xiàn)高靈敏度和高特異性。用戶還可針對藥 品開發(fā)涉及的其他目標活性成分輕松開發(fā)類似的定性分析方法。 防止不合格的原材料進入制造過程對于確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全而言 至關(guān)重要。在特定的應用中，無論您是需要通過譜庫搜索、判別 分析還是定量分析來驗證材料的種類和性能指標，Cary 630 FTIR 均能夠有效滿足需求 [4]。
