مطياف NIR في التحليل الصيدلاني  مطيافية رامان وNIR مشاكل مطيافية NIR وكيفية حلها

الحيوان والبيطري

UDC 636.087.72:546.6.018.42 تطبيق التحليل الطيفي NIR لتحديد كمية المركبات العضوية وغير العضوية في التغذية

إس.آي. نيكولاييف، دكتوراه في العلوم الزراعية آي.أو. كولاجو، مرشح العلوم الكيميائية س.ن. روديونوف، مرشح العلوم الزراعية

جامعة فولغوجراد الحكومية الزراعية

يبحث هذا العمل في إمكانيات الطريقة السريعة للتحليل الطيفي NIR لتحديد كمية المركبات العضوية وغير العضوية في التغذية. ونتيجة لهذا البحث، تم اختبار أداء المعايرات التي تم إنشاؤها باستخدام خليط نموذجي من "الحبوب - البيشوفيت" لتحديد التركيب المعدني للعينات البيولوجية. أظهرت النتائج أنه يمكن استخدام بيانات المعايرة لتقييم التركيب المعدني لمخاليط الأعلاف.

الكلمات المفتاحية: طريقة NIR، نموذج المعايرة، البيشوفيت.

تعتمد طريقة NIR على قياس أطياف الانعكاس أو الإرسال للعينات في النطاق الطيفي لمظاهر ترددات المكونات ونغمات ترددات الاهتزاز الأساسية لجزيئات الماء والبروتين والدهون والألياف والنشا وغيرها من المكونات المهمة للعينات قيد الدراسة، يليها حساب قيمة المؤشر باستخدام نموذج المعايرة المدمج في المحلل. تغطي المنطقة الطيفية NIR نطاق الطول الموجي 750-2500 نانومتر (0.75-2.5 ميكرومتر) أو نطاق الرقم الموجي 14000-4000 سم -1. يتمتع الإشعاع في هذه المنطقة الطيفية بقدرة اختراق كبيرة وفي نفس الوقت آمن تمامًا للأجسام البيولوجية. وبفضل هذا، من الممكن تحليل الحبوب الكاملة لمختلف المحاصيل دون أي ضرر للعينة. المزايا الرئيسية لمحللات NIR هي: القياس السريع، ونقص إعداد العينات والكواشف. تستغرق عملية التحليل نفسها 2-3 دقائق.

أحد المجالات الجديدة لتطبيق طريقة NIR في دراسة الأجسام البيولوجية هو دراسة تكوين المحاليل المائية.

من المعروف من الأدبيات أن المحاليل الملحية غير نشطة بشكل مباشر في منطقة NIR وأن تسجيل الإشارة يعتمد على التغيرات في الروابط الهيدروجينية بين الأملاح.

من الأمثلة النموذجية لقياس "الخصائص غير الطيفية" لمادة ما باستخدام التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة هو تحديد التركيب الملحي لمياه البحر. وفي هذا الصدد، يصبح مفهوم عامل تحويل الأشعة تحت الحمراء مهمًا. يغير كلوريد الصوديوم بنية الماء عن طريق تعديل الروابط الهيدروجينية، وهو ما ينعكس في الأطياف في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة.

في التطورات العلمية في السنوات الأخيرة، تم تخصيص مكان مهم لدراسة آثار العناصر الكبيرة والصغرى المختلفة في المضافات المعدنية على العمليات الأيضية لجسم الحيوانات والدواجن وتأثير هذه المضافات على الجودة النوعية والكمية. مؤشرات المنتجات المصنعة.

كما يدل على ذلك نقص التغذية بالأحماض الأمينية والطاقة

وعادة ما يؤدي ذلك فقط إلى انخفاض في زيادة الوزن وتدهور في دفعات العلف، بينما

كيف يمكن لنقص المعادن والفيتامينات أن يسبب أمراضًا مختلفة وحتى نفوق حيوانات المزرعة.

المصدر الرئيسي للمعادن لحيوانات المزرعة هو الأعلاف النباتية (مع بعض الاستثناءات)، والتي يتم إدخالها في النظام الغذائي كمكملات معدنية (ملح الحيوانات، الطباشير، الأصداف للدواجن، إلخ). يختلف التركيب المعدني للأعلاف حسب جودتها وظروف نمو النبات ومستوى التكنولوجيا الزراعية وعدد من العوامل الأخرى، بما في ذلك ما يسمى بالمقاطعة البيوجيوكيميائية.

وبما أن الحيوانات تتلقى عناصر التغذية المعدنية مع الغذاء وجزئياً مع الماء، فقد أجريت في هذا العمل دراسات على المحاليل المائية للأملاح (كلوريد الصوديوم وكلوريد المغنيسيوم) وبعض المركبات العضوية (السكر والأحماض الأمينية) باستخدام الطرق الطيفية الحديثة مع التسجيل. الإشارات في NIR (بالقرب من IR) - المناطق.

لقياس تركيزات المحاليل المائية للبيشوفيت باستخدام طريقة NIR، تم بناء نموذج المعايرة:

1) أجريت قياسات في 4 نقاط (مواقع كوفيت)؛

2) تم مسح كل نقطة أربعًا وعشرين مرة؛

3) بدأت القياسات بأقل تركيز للبيشوفيت (1%)؛

4) تم قياس كل عينة ثلاث مرات، أول مرتين بنفس ملء الكوفيت، وفي المرة الثالثة تم ملء الكوفيت من جديد؛

5) تم اختيار العينات بطريقة تحدد نطاقات التركيز الثلاثة.

ونتيجة لذلك، تم الحصول على نموذج معايرة لتحديد تركيز البيشوفيت في الماء مع معامل ارتباط قدره 0.99 (الشكل 1).

SEC J SECV I SEV ] MD | عينات ذات تحليل كيميائي سيئ | حسابات | الطيف والأحمال | الكيمياء. تحميل | مجموع الأطياف: 99

القيمة المتوقعة

;-N" rk- RP.u.

قيمة مرجعية

معايير التحكم في الانبعاثات: 12"00001

استبعاد الأطياف المحددة

إلغاء كافة التغييرات

مؤشر سيك R2sec

الكمية 0.432567 0.999078

الاتجاه الحار ص = 0.0175+0.9991 س

الشكل 1 - نموذج معايرة البيشوفيت

يوضح الشكل 1 نموذج معايرة البيشوفيت المبني على أساس محاليل البيشوفيت بتركيزات من 1% إلى 10%، ومن 18% إلى 28%، ومن 32% إلى 42%.

نموذج المعايرة الكمية

سيك سيكف | سيف جي إم دي | العينات ذات الكيمياء الضعيفة مجموع الأطياف: 48

تحليل) الحسابات | الطيف والأحمال | الكيمياء. أنا

القيمة المتوقعة

أنا. . 0 5 . . ، . . . . 1 . . . . ، . 10 15 20

قيمة مرجعية

فِهرِس:

|الكمية

عرض البيانات كـ: | جدول

التحكم في الانبعاثات

المعيار: أنا 2-0000< *SECV Обновить |

استبعاد الأطياف المحددة

إلغاء كافة التغييرات

مؤشر SECV R2secv F خط الاتجاه

الكمية 0.092000 0.999799 72877.753658 ص = -0.0027+ 0.9996 X

الشكل 2 - نموذج معايرة كلوريد الصوديوم

وبنفس التسلسل، تم بناء نموذج معايرة لكلوريد الصوديوم للتقييم المقارن. وكان معامل الارتباط للنموذج 0.99.

ويبين الشكل 2 نموذج معايرة لمحلول كلوريد الصوديوم بتركيزات من 1% إلى 10%، ومن 18% إلى 20%.

لتحديد تركيز السكر المذاب في الماء المقطر، تم بناء نموذج المعايرة بالتسلسل أعلاه. وكان معامل الارتباط للنموذج 0.99 (الشكل 3).

كمية نموذج المعايرة

بس 5ES\/ | الاتحاد الأوروبي) مو | عينات ذات أطياف كيميائية رديئة للذكاء الاصطناعي: 107

م | الحسابات ] الطيف والأحمال | الكيمياء. تحميل |

القيمة المتوقعة 60-

قيمة مرجعية

كمية

عرض البيانات كـ: | جدول

التحكم في الانبعاثات

المعايير: | 2-0000("تحديث BESU |

استبعاد الأطياف المحددة

إلغاء كافة التغييرات

مؤشر BESU (ggees/ P الاتجاه المباشر

الكمية 0.218130 0.999851 230092.131072 ص = 0.0114 + 0.9996 س

الشكل 3 - نموذج معايرة السكر

ويبين الشكل 3 نموذج معايرة لمحلول سكر بتركيزات من 1% إلى 10%، ومن 18% إلى 28%، ومن 40% إلى 45%.

نموذج المعايرة النوعية

الشكل 4 - توزيع نماذج المعايرة: 1) ألانين، 2) السكر،

3) البيشوفيت، 4) كلوريد الصوديوم في نظام إحداثي واحد لتقييم النماذج التي تم الحصول عليها في إحداثيات مكونين رئيسيين، تم إجراء مقارنة نوعية لنقاط توزيع نماذج المعايرة: 1) P-alanine، 2) السكر ، 3) البيشوفيت، 4) كلوريد الصوديوم.

باستخدام هذه المعايرات، تم إجراء الدراسات التالية. تم تحضير محاليل البيشوفيت بجزء كتلة من المادة المذابة 2%، 4%، 10%، والتي تم ترطيب الحبوب بها (القمح، الشعير، الشوفان). عند قياس تركيز محلول البيشوفيت باستخدام طريقة NIR، والتي كانت تستخدم لترطيب الحبوب (القمح والشعير والشوفان)، تم الحصول على البيانات التالية (الجدول 1).

الجدول 1 - تركيز البيشوفيت

تركيز محلول البيشوفيت قبل ترطيب الحبوب (القمح والشعير والشوفان) تركيز محلول البيشوفيت بعد ترطيب الحبوب (القمح والشعير والشوفان)

الشوفان القمح والشعير

10 % 10,1 10,2 10,3

عند تبليل الحبوب (القمح، الشعير، الشوفان) بمحلول البيشوفيت بتراكيز مختلفة (2%، 4%، 10%) يتغير لون محلول البيشوفيت.

في كل حالة، تم تلوين محلول البيشوفيت الذي تم ترطيب الحبوب به، ربما بواسطة مادة عضوية (أصباغ) للحبوب، وكان للمحلول بصريًا لون أكثر تشبعًا عند تركيز البيشوفيت بنسبة 2٪؛ مع زيادة في التركيز لمحلول البيشوفيت، انخفضت شدة لون المحلول الذي تم ترطيب الحبوب به.

ومن تحليل النتائج في الجدول رقم 1 يتبين أن تركيز محلول البيشوفيت (2%، 4%، 10%) الذي تم ترطيب الحبوب به (القمح، الشعير، الشوفان) لم يتغير عمليا. امتصت الحبوب كمية معينة من السائل. بعد ذلك، يتم تجفيف المحلول غير المستخدم وقياس حجمه. ويمكن الافتراض أن كمية الملح المتبقية على الحبوب (القمح والشعير والشوفان) قد ذابت في الحجم المستهلك من البيشوفيت.

أظهرت الحسابات أنه عند ترطيب حبة قمح تزن 1000 جرام بمحلول البيشوفيت بتركيزات (2%، 4%، 10%) فإن كمية الماغنسيوم والكلور الموضحة في الجدول 2 يجب أن تبقى على الحبة (القمح والشعير والشوفان). ).

جدول 2 - المحتوى المحسوب لكاتيونات المغنيسيوم وأنيونات الكلور في الحبوب _______ (القمح والشعير والشوفان)، بعد معالجتها بمحلول البيشوفيت _______

كمية المغنسيوم g المتبقية على حبة وزنها 1000 جرام عند ترطيبها بالبيشوفيت كمية الكلور g المتبقية على حبة وزنها 1000 جرام عند ترطيبها بالبيشوفيت

2 % 4 % 10 % 2 % 4 % 10 %

حبوب القمح 2.4 5.0 11.2 7.1 14.8 33.2

حبة الشعير 2.0 4.2 10.6 6.1 12.6 31.6

حبوب الشوفان 4.8 9.8 21.2 14.2 29.2 62.8

لتحديد كمية كاتيونات المغنيسيوم وأنيونات الكلور من الحبوب (القمح والشعير والشوفان) المعالجة بمحلول البيشوفيت (2%، 4%، 10%)، تم استخدام طريقة الترحيل الكهربائي الشعري (CEP). تم إجراء الدراسات على محلل Kapel 105، باستخدام طريقة تحديد الكاتيونات في التغذية M 04-65-2010 المطورة (LUMEX LLC)، وطريقة تحديد الأنيونات في التغذية M 04-73-2011 المطور (LUMEX LLC). قمنا بدراسة الحبوب (القمح، الشعير، الشوفان) المبللة بمحلول البيشوفيت (2%، 4%، 10%). يتم عرض نتائج البحث في الجدول 3.

الجدول 3 - محتوى الكاتيونات والأنيونات في الحبوب (القمح والشعير والشوفان).

كمية الماغنسيوم جرام كمية الكلور جرام

في 1000 جرام من الحبوب في 1000 جرام من الحبوب

بدون بيشوفيت بيشوفيت 2% o4 4 t و & o sh و B بيشوفيت 10% بدون بيشوفيت o4 2 t و & o sh و B o4 4 t و & o sh و B بيشوفيت 10%

حبوب القمح 2.8 4.5 6.7 11.4 3.3 8.5 12.ج 22.7

حبوب الشعير 2.4 3.9 5.6 16.ج 4.5 5.6 1ج.4 26.ج

حبوب الشوفان 2.3 6.2 11.6 36.ج 4.1 1ج.ج 26.ج 44.ج

1. جرت العادة في تقييم جودة المياه والأعلاف على الأخذ في الاعتبار وجود كمية من معدن معين في الماء والأعلاف؛ وفي هذه الحالة، توصلنا إلى معرفة جودة تأثير المعدن على الحالة الفيزيائية والفيزيائية. الخواص الكيميائية للماء وربما على خليط العلف.

2. أظهرت مقارنة نموذجين للمعايرة (محاليل كلوريد الصوديوم وكلوريد المغنسيوم) أن نموذج معايرة كلوريد الصوديوم يعتمد على المدى الطيفي من 10400 إلى 10900 سم-1، وللبيشوفيت (كلوريد المغنسيوم) من 10100 إلى 10600. سم-1. من المعروف من الأدبيات أن المحاليل الملحية غير نشطة بشكل مباشر في منطقة NIR وأن تسجيل الإشارة يعتمد على التغيرات في الروابط الهيدروجينية بين الأملاح.

ولذلك فإن تأثير كلوريد الصوديوم على الروابط الهيدروجينية في نظام المياه المالحة يختلف عن تأثير كلوريد المغنيسيوم على الروابط الهيدروجينية في نفس النظام.

3. في نظام إحداثي واحد، يتم توزيع المكونات العضوية وغير العضوية بتسلسل معين، دون اختلاط.

4. الكمية المحسوبة من المغنيسيوم التي كان ينبغي أن تبقى على الحبوب (القمح والشعير والشوفان) تتطابق تمامًا تقريبًا مع الكمية الفعلية من المغنيسيوم المحددة باستخدام نظام الرحلان الكهربائي الشعري Capel-105.

كمية الكلور أقل بكثير من المحسوبة.

5. يوضح تحليل الجدول 3 أن البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام معايرة طريقة NIR تم تأكيدها من خلال دراسات CEF.

6. نتيجة للبحث، تم اختبار أداء المعايرات المبنية باستخدام خليط نموذجي من "الحبوب - البيشوفيت" لإجراء تقييم كمي للتركيب المعدني للعينات البيولوجية. أظهرت النتائج أنه يمكن استخدام بيانات المعايرة لتقييم التركيب المعدني لمخاليط الأعلاف.

فهرس

1. جورجيفسكي، ف. تأثير مستوى المغنيسيوم في النظام الغذائي على نمو وتطور الدجاج اللاحم [نص] / V.I. جورجيفسكي، أ.ك. عثمانيان ، آي تسيتسكييف // الكيمياء في الزراعة. - 1973. - العدد 10. - ص68-71.

2. شيبتون، ف.ل. مقدمة لطريقة التحليل الطيفي في المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء [النص]: دليل منهجي / V.L. الهامس. - كييف: مركز طرق التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء ذ.م.م "أناليت ستاندرد"، 2005. - 85 ص.

3. شميت، ف. التحليل الطيفي البصري للكيميائيين وعلماء الأحياء [النص] /V. شميدت. -م: تكنوسفير، 2007. - 368 ص.

ما هو بالقرب من الأشعة تحت الحمراء؟

تمتد منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) من الطيف الكهرومغناطيسي من 800 نانومتر إلى 2500 نانومتر (12500 إلى 4000 سم-1 ) وتقع بين منطقة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ذات الأطوال الموجية الأطول والمنطقة المرئية ذات الأطوال الموجية الأقصر. يمكن استخدام النطاقات المتوسطة والقريبة للتحليل الطيفي الاهتزازي. في حين أن أطياف الأشعة تحت الحمراء المتوسطة تسجل بشكل رئيسي الاهتزازات الذرية في الروابط الكيميائية الفردية لمعظم الجزيئات، فإن أطياف الأشعة تحت الحمراء المقابلة تظهر ما يسمى بالإيحاءات ونطاقات رامان.

على مقياس الرقم الموجي (انظر-1 ) تظهر هذه النغمات كشيء أقل من الترددات المكونة للاهتزازات الأساسية. على سبيل المثال، يحدث الاهتزاز الرئيسي لرابطة C-H (n) لجزيء ثلاثي كلورو الميثان (CHCl3) عند ارتفاع 3040 سم-1 ، تمت ملاحظة النغمات الثلاثة الأولى (2n و3n و4n) عند 5907 سم-1، 8666 سم -1 و11338 سم -1 على التوالى.

وفي الوقت نفسه، تقل قدرة الامتصاص مع زيادة الرقم المتراكب، على سبيل المثال، سلسلة من هذه القيم لـ CHCl3 هي 25000، 1620، 48،

1.7 سم-1 / مول على التوالي.

نظرًا للانخفاض الحاد في كثافة النغمات الأعلى، عادةً ما يتم قمع أطياف NIR من خلال النغمات المتداخلة ونطاقات رامان للمجموعات الأخف هيكليًا (على سبيل المثال، CH، N-H، وOH). توجد ضمن أطياف NIR هذه معلومات مهمة حول التركيب الجزيئي للعينة قيد الدراسة، ويمكن استخلاص هذه المعلومات عن طريق طرق معالجة البيانات الحديثة.

فوائد التحليل الطيفي NIR

السرعة (عادة 5 – 10 ثواني)

لا يلزم إعداد العينة

سهل القياس

دقة عالية واستنساخ التحليل

لا تلوث

تحكم العملية

إمكانية أخذ القياسات عن طريق التعبئة والتغليف الزجاجية والبلاستيكية

أتمتة القياسات

نقل الطريقة من جهاز إلى آخر

تحليل الخصائص الفيزيائية والكيميائية

بالمقارنة مع طرق التحليل الكيميائي السائلة، فإن التحليل الطيفي NIR أسرع وأبسط وأكثر دقة. يمكن إجراء القياسات بسرعة كبيرة، وعادة ما يكون وقت التحليل من 5 إلى 10 ثوانٍ فقط. لا يلزم إعداد أولي للعينات أو تدريب خاص للموظفين. قد تحتوي هذه الأطياف على معلومات حول الخصائص الفيزيائية للمادة، مثل حجم الجسيمات، والمعالجة الحرارية والميكانيكية، واللزوجة، والكثافة، وما إلى ذلك.

مقارنة مطيافية الأشعة تحت الحمراء

المدى القريب والمتوسط

يعد تقليل وقت إعداد العينة أحد المزايا الرئيسية للأشعة تحت الحمراء القريبة مقارنة بالأشعة تحت الحمراء المتوسطة. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى معامل الامتصاص المنخفض نسبيًا لمعظم المواد في نطاق NIR. يتم إجراء قياسات متوسطة المدى للعينات المسحوقة تقليديًا إما عن طريق الانعكاس المنتشر أو عن طريق ضغط العينات في أقراص وقياس الأطياف في وضع الإرسال. في كلتا الحالتين، يجب أولاً طحن العينات إلى مسحوق ناعم ثم خلطها بمادة غير ماصة مثل KBr. يتم وضع المساحيق، التي يتم سحقها وخلطها مع KBr، في قالب ويتم ضغطها على شكل أقراص تحت ضغط عالٍ باستخدام مكبس هيدروليكي أو يدوي. بالنسبة لقياسات الانعكاس المنتشر، يتم وضع العينة المسحوقة الممزوجة بـ KBr مباشرة في كوب العينة، ويتم تسوية سطح العينة، ثم يتم إدخالها في ملحق الانعكاس المنتشر لإجراء القياسات. يتم استخدام طرق تحضير العينات هذه على نطاق واسع وبنجاح، ولكن لها عيوب مثل أوقات إعداد العينة الأطول، واحتمالية أعلى لتلوث العينة، واحتمال انخفاض إمكانية تكرار عينة من عينة إلى أخرى، وإمكانية التكرار من مستخدم إلى مستخدم بسبب الاختلافات التي تمت مواجهتها أثناء إعداد العينة، والإضافات الإضافية تكلفة مخفف KBr

بالإضافة إلى ذلك، تتمثل ميزة التحليل الطيفي NIR في أنه يستخدم أليافًا ضوئية غير مكلفة إلى حد ما لقياس العينات الصلبة والسائلة. تكون ملحقات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة المماثلة إما محدودة بسبب مدى وصولها المادي أو بسبب هشاشتها وصعوبة التعامل معها. كل هذا يجعل التحليل الطيفي NIR أكثر جاذبية للاستخدام في عملية الإنتاج.

مقارنة بير التحليل الطيفي

وأجهزة تشتيت

تختلف مقاييس طيف فورييه في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة بشكل كبير عن مقاييس الطيف المشتتة في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة في طريقة الحصول على الطيف. تستخدم أجهزة التشتيت شقًا ضيقًا وعنصر تشتيت، مثل الشبكة، لتحويل الضوء إلى طيف. يتم إسقاط هذا الطيف على جهاز استشعار أو مجموعة من أجهزة الاستشعار، حيث يتم تحديد شدة الضوء عند كل طول موجي. يتم تحديد الاستبانة الطيفية لأجهزة التشتيت من خلال عرض شق ثابت، عادة ما يكون من 6 إلى 10 نانومتر (من 15 سم-1 إلى 25 سم -1 ، عند 2000 نانومتر). لا يمكن تحديد الدقة في البرنامج، وتتطلب زيادة الدقة شقًا أضيق وتوهينًا للإشارة الناتجة. وبالتالي، توجد مشكلة في الاختيار بين الدقة ونسبة الإشارة إلى الضوضاء بالنسبة لجميع أجهزة التشتيت.

في المقابل، يستخدم مطياف تحويل فورييه مقياس تداخل لمسح مجموعات من الأطوال الموجية للضوء الخارجة من رقعة واسعة من مصدر الأشعة تحت الحمراء القريبة، ويرسل هذه المجموعات إلى كاشف واحد.

في كل مسح لمقياس التداخل، يتم جمع البيانات في شكل مخطط تداخل، حيث ترتبط شدة الإشارة بإزاحة الجزء المتحرك من مقياس التداخل. يرتبط إزاحة مقياس التداخل هذا ارتباطًا مباشرًا بطول الموجة، ويتم تطبيق تحويل رياضي (تحويل فورييه) لرسم شدة الإشارة كدالة لطول الموجة، والتي يتم من خلالها حساب مقياس الامتصاص الطيفي أو النفاذية الطيفية.

وفي الوقت نفسه، يمر شعاع ليزر HeNe عبر مقياس التداخل ويتم توجيهه إلى الكاشف الخاص به. يؤدي إزاحة مقياس التداخل إلى ظهور الحد الأقصى والحد الأدنى للإشارة عند كاشف الليزر هذا، والتي تحدث على فترات زمنية محددة بدقة تكون مضاعفات الطول الموجي لليزر. حيث تمر هذه الإشارة بالصفر يتم استخدامها كنقاط تجميع لرقمنة إشارة كاشف NIR. وبالتالي، نظرًا للتحكم في التحويل الرقمي، يتمتع مقياس الطيف FTIR بدقة طول موجية أعلى بكثير من أي أداة تشتيت أخرى. دقة الطول هذه لها تأثير مباشر على ظروف استقرار نماذج المعايرة المطورة على أنظمة فورييه، وكذلك على القدرة على نقل نموذج المعايرة إلى أدوات فورييه الأخرى، والتي سيتم وصفها أدناه.

يتم تحديد الدقة الطيفية لمقاييس فورييه الطيفية من خلال درجة حركة مقياس التداخل، والتي يتم التحكم فيها بواسطة برنامج، مما يجعل من الممكن زيادة الدقة بشكل كبير مقارنة بمقياس الطيف المشتت، وبمساعدة البرنامج، تحديد الدقة أثناء البحث. بالإضافة إلى ذلك، يتم توجيه شعاع الأشعة تحت الحمراء القريبة من الأشعة تحت الحمراء ذات النطاق العريض من خلال فتحات دائرية كبيرة بدلاً من الشق المستطيل الضيق المستخدم في الوثيقة المشتتة، مما يضيء مساحة أكبر من العينة ويزيد من شدة الضوء عند الكاشف. تؤدي ميزة الأداء هذه إلى ارتفاع نسبة الإشارة إلى الضوضاء لأجهزة قياس الطيف FTIR مقارنة بأدوات التشتيت. تؤدي نسبة الإشارة إلى الضوضاء الأفضل إلى انخفاض كبير في وقت الكشف، ونتيجة لذلك، الحصول على أطياف ذات جودة أعلى على أداة فورييه في أي دقة طيفية.

فورييه - التحليل الطيفي القريب من الأشعة تحت الحمراء للتحليل النوعي والكمي

اليوم، يسعى العديد من المصنعين ليس فقط لتقديم منتج نهائي عالي الجودة، ولكن أيضًا لتحسين كفاءة الإنتاج من خلال التحليل المعملي واستخدام النتائج الناتجة في الإنتاج. ومن خلال فرض رقابة أكثر صرامة على التكنولوجيا، من الممكن تحسين استخدام المواد عن طريق إضافتها أو إزالتها لإنتاج منتجات محددة، وبالتالي تقليل تكاليف التوزيع أو المعالجة.

NIR هي تقنية طيفية مثالية لمعالجة القياسات نظرًا لقدرتها على إجراء قياسات عن بعد بسرعة من خلال ألياف الكوارتز الضوئية عالية الأداء. ويكون توهين الإشارة داخل هذه الألياف منخفضًا جدًا (على سبيل المثال، 0.1 ديسيبل/كم)، كما أن كابلات الألياف الضوئية وأجهزة الاستشعار NIR متينة وغير مكلفة نسبيًا ومتاحة على نطاق واسع. يمكن وضع أجهزة استشعار المعالجة على بعد مئات الأمتار من مقياس الطيف، ويمكن توصيل أجهزة استشعار متعددة بمقياس طيفي واحد.

طرق قياس NIR

تعتمد طرق أخذ عينات NIR للمواد الصلبة إما على الانعكاس المنتشر أو قياسات النقل البسيطة. يتم إجراء قياسات الانعكاس المنتشر بشكل أساسي باستخدام مستشعر الألياف الضوئية أو المجال التكاملي.

في التين. يوضح الشكل 2 مقياس طيف NIR لتحويل فورييه MPA (تم تصنيعه بواسطة شركة Bruker Optik GmbH، ألمانيا)، والذي يحتوي على منفذين لمستشعر الألياف الضوئية وحجرة عينة منفصلة، ​​مما يسمح باستخدام طريقة النقل المباشر.

تُظهر هذه الصورة مستشعر الانعكاس الشائع المستخدم لتحليل عينات المسحوق في أنابيب الاختبار.

يتم تحليل العينات عن طريق ملامسة المستشعر لمادة العينة. تتم الإشارة إلى اكتمال التحليل بواسطة مصابيح LED المضيئة.

يتيح لك مجال التكامل (الشكل 3) جمع البيانات الطيفية من المواد غير المتجانسة، على سبيل المثال، المساحيق المختلطة والحبوب وحبيبات البوليمر، وما إلى ذلك. تمثل الأطياف الناتجة المتوسط ​​المكاني لجميع المواد الموجودة في نافذة قياس دائرية (قطرها 25 مم).

للحصول على متوسط ​​أفضل، يمكن استخدام كوب دوار وأجهزة أخذ العينات التلقائية.

ثورة بيك

في المستحضرات الصيدلانية

صناعة.

قضايا تقييم الجودة

تُعرف صناعة الأدوية بأنها واحدة من أكثر الصناعات الخاضعة للتنظيم الشديد في العالم، وتقوم شركة بروكر بتصنيع أدوات اختبار الجودة لمستهلكي الأدوية التي تمكن المستهلكين من التحقق مما إذا كانت أدويتهم تلبي المتطلبات المطلوبة. تتحكم حزمة برامج OPUS في جميع وظائف مقياس الطيف. تتضمن حزمة البرامج هذه اختبارًا شاملاً لمجموعة البرامج والأجهزة. سوف يقوم OPUS بالتحقق من الأداء الصحيح بشكل كامل عن طريق الضغط على المفتاح. يتضمن ذلك اختبار جهاز الاختبار الداخلي المدمج في المطياف.

يمكن تشغيل البرنامج في وضع "GLP" المحمي بكلمة مرور، مع تحكم كامل للمسؤول في وصول المستخدم إلى القوائم والإعدادات وبرامج الماكرو المخصصة. توفر كتلة البيانات تحكمًا كاملاً وتلقائيًا في جميع الإجراءات التي يتم تنفيذها باستخدام الأطياف. تم تضمين لغة برمجة قائمة على الأيقونات في البرنامج لأتمتة الإجراءات المعقدة. ونتيجة لذلك، تزداد التكرارية وتقل الأخطاء المحتملة.

Bruker هي شركة حاصلة على شهادة ISO9000، وتخضع جميع البرامج والأجهزة لمراقبة الجودة الصارمة، ومراحل متعددة من الاختبار النهائي والتحقق قبل تسليمها إلى العميل. يتم تركيب الجهاز في موقع العميل من قبل مهندسينا الفنيين ذوي الخبرة، الذين يقومون بتزويد العميل بجهاز يعمل عند التسليم ومن ثم بشكل مستمر طوال عمر الجهاز.

تحديد المواد الخام

تتمثل إحدى الخطوات الأولى في إنتاج أي منتج صيدلاني في تحديد والتحقق من أن المواد الخام المختلفة الواردة تلبي المتطلبات الضرورية. وسرعان ما أصبح التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) من خلال أجهزة استشعار الألياف الضوئية الطريقة القياسية لإجراء فحص الامتثال هذا، مما يوفر سرعة غير مسبوقة في التعرف على كل من المواد الصلبة والسوائل.

لإجراء هذا النوع من التحليل، يجب إنشاء نموذج معايرة يتضمن المواد محل الاهتمام. أولاً، من الضروري الحصول على عدة أطياف لكل مادة خام، مع الأخذ في الاعتبار أي اختلافات محتملة قد تحدث. ويشمل ذلك عادةً أنواع المواد الخام التي يتم الحصول عليها من بائعين مختلفين، ومن أماكن مختلفة، وما إلى ذلك. بمجرد قياس الأطياف، يتم إنشاء متوسط ​​الطيف لكل مادة، ويتم إنشاء مكتبة لجميع الأطياف المتوسطة، إلى جانب معايير (أو عتبات) مقبولة محددة إحصائيًا لجميع المواد الموجودة في المكتبة.

وتؤكد المكتبة بعد ذلك أن جميع المواد محددة بشكل فريد. ويمكن الآن استخدام المكتبة للتعرف على المواد الجديدة غير المعروفة من خلال مقارنة أطيافها مع أطياف المكتبة، وتحديد جودة الضربة لكل مادة في المكتبة. إذا كانت جودة الضربة هذه أقل من العتبة الخاصة بمادة واحدة وأكبر من العتبة لجميع المواد الأخرى، يتم تحديد المادة غير المعروفة.

يمكن قياس السوائل التي سيتم تحديدها إما عن طريق قياس الإرسال في حجرة العينة (كما هو موضح في الشكل 1) أو باستخدام مسبار غمر الألياف. على أية حال، فإن معاملات الامتصاص المنخفضة لـ NIR (مقارنة بمنتصف الأشعة تحت الحمراء) تسمح باستخدام أطوال مسار عينة أطول بكثير (أي 1-10 مم). وبسبب هذا الاختلاف في طول المسار، تصبح القياسات في حجرة العينة أكثر فائدة، لأنها تسمح باستخدام أنابيب زجاجية قياسية غير مكلفة بدلاً من الخلايا الدقيقة، مما يقلل من تكلفة القياسات ومدتها.

التحليل الكمي للمكونات النشطة

جزء مهم آخر من التحليل النوعي/الكمي في صناعة الأدوية هو التحليل الكمي للمكونات النشطة المركزة. غالبًا ما يتطلب هذا النوع من التحليل اختبارات معملية واسعة النطاق لمطبوعات الاختبار للعينات التي يتم تدميرها أثناء الاختبار. في المقابل، يوفر نظام FTIR طريقة موفرة للوقت وغير مدمرة لإجراء تحليل كمي للمركزات في مخاليط المواد المسحوقة أو السائلة، وكذلك في الأقراص والكبسولات الصيدلانية المصنعة بالفعل.

أخذ العينات الفعالة

أحد العوامل الرئيسية في نجاح FTIR للتحليل الكمي هو اختيار طريقة أخذ العينات، والتي غالبًا ما تكون مزيجًا من أخذ العينات الآلي واليدوي. تقوم شركة Bruker بتصنيع ملحقات أخذ العينات خصيصًا لصناعة الأدوية. على سبيل المثال، يمكن تركيب جهاز أخذ العينات التلقائي (الشكل 5) في حجرة العينة لأي مطياف Bruker FTIR.

يتميز هذا الملحق بقرص عينة قابل للتخصيص يمكنه استيعاب ما يصل إلى 30 عينة. يقوم المستخدم بمعالجة فتحات الجهاز اللوحي وحركة القرص بواسطة برنامج OPUS أو أمر ماكرو يمكن تحديده من قبل المستخدم و/أو الاتصال مع نظام تحكم مركزي موزع داخل مصنع التصنيع.

أمثلة على تحليل المكونات النشطة

مثال على التحليل الكمي لتركيز العنصر النشط في منتج صيدلاني نهائي بواسطة Fourier Transform Infrared (NIR) هو تحديد تركيز حمض أسيتيل الساليسيليك (ASA) في أقراص الأسبرين. لإجراء هذا التحليل، تم استخدام طريقة المربعات الصغرى (OLS) لمعالجة الأطياف التي تم الحصول عليها من أقراص الأسبرين مع تركيز معروف من ASA. وتراوح تركيز ASA في العينات من 85% إلى 90%. بالإضافة إلى ASA، تحتوي الأقراص على نوعين من النشا في حدود 0%-10%.

لتثبيت نموذج OLS لهذا النظام متعدد المكونات، بدقة 8 سم فقط-1 تم تسجيل 44 طيفاً. تم تحديد النطاق الأمثل لـ ASA باستخدام حزمة برامج OPUS-Quant/2 (التحقق المتبادل). كان جذر متوسط ​​مربع الخطأ 0.35%، وكان التناقض R 2 - 93.8%. وكان هذا الخطأ ضمن الحدود التي حددها العميل. تظهر قطعة من التركيزات الحقيقية والمحسوبة في الشكل 6.

أخذ العينات من خلال التعبئة والتغليف

بالإضافة إلى ذلك، تم توضيح تحديد تركيز العنصر النشط لأقراص الأسبرين من خلال المواد البلاستيكية للعبوة الشفافة باستخدام مستشعر الانعكاس المنتشر بالألياف الضوئية، كما هو موضح في الشكل 7. وأظهرت الأطياف الناتجة نطاقات محدبة من مادة البوليمر العبوة الواضحة، ولكن منطقتين متميزتين (6070-5900 سم-1 و4730-4580 سم -1 ) التي تحتوي على قمم من الأسبرين لا تزال مرئية وتم استخدامها لإنشاء نموذج المعايرة.

يظهر رسم بياني للتركيزات الحقيقية والموجودة في الشكل 8). كان جذر متوسط ​​مربع الخطأ 0.46%، وكان التناقض R 2 - 91.30% هذه القيم مرة أخرى ضمن الحدود التي حددها العميل. وتظهر الأطياف التي تم الحصول عليها في هذا المثال في الشكل 9.

فوائد زيادة الدقة

في التحليل الطيفي

حتى وقت قريب، تم الحصول على معظم النتائج المنشورة في التحليل الطيفي NIR باستخدام أدوات تشتت منخفضة الدقة، مع دقة طيفية تتراوح بين 6 و10 نانومتر (من 15 سم-1 إلى 25 سم -1 ، عند 2000 نانومتر). أدى ظهور مقاييس الطيف FT-NIR إلى تقدم كبير في قدرات الدقة العالية (أفضل من 2 سم-1 ) التحليل الطيفي NIR.

تتميز أطياف NIR عادة بامتصاص طيفي عالي، وهو ما لا يتطلب دقة عالية. في ذلك الوقت، غالبًا ما تكون هناك حالات لا يمكن فيها إنشاء نموذج المعايرة المطلوب من الأطياف منخفضة الدقة. بالإضافة إلى ذلك، تؤثر الدقة العالية بشكل مباشر على دقة الطول الموجي للجهاز، وبالتالي على استقرار النتائج و"قابلية النقل" لنماذج المعايرة.

تجريبيًا، لإثبات قيمة زيادة الدقة في التحليل الطيفي، تم قياس أطياف NIR المكونة من 5 أقراص بتركيزات منخفضة مختلفة من العنصر النشط. تم قياس الأطياف بدقة 8 سم-1 و 2 سم -1 وبعد ذلك تم إنشاء نموذج تعريفي للأجهزة اللوحية باستخدام OPUS. وبدقة 2 سم-1 ، لم يتمكن النموذج إلا من التمييز بين الدواء الوهمي والأقراص التي تحتوي على مكونات نشطة، وبدقة أعلى تبلغ 8 سم-1 ، جميع التركيزات يمكن تمييزها بوضوح.

يوضح الشكل 10 أ الأطياف والمؤامرة التي تم الحصول عليها للمكونين الرئيسيين الأولين للقياسات عند 8 سم-1 . يوضح الشكل 10 ب الأطياف والمؤامرة التي تم الحصول عليها للمكونين الرئيسيين الأولين للقياسات عند 2 سم-1 . تشير المناطق الخمسة في الرسم البياني الأخير إلى أن النموذج ذو الدقة الأعلى يمكنه التمييز بوضوح بين مستويات التركيز الخمسة للمكون النشط.

تحديد سمك طبقة التغطية

كما تم استخدام التحليل الطيفي FTIR بنجاح لتحديد سماكة الطبقة على الأقراص الصيدلانية. تم إجراء العديد من الاختبارات في هذه الدراسة، بما في ذلك تجارب العلاقات غير الخطية بين مقياس امتصاص الضوء وسمك الطبقة، وتشابه تكوين مادة الطلاء الأساسية، وعدم وجود عينات معايرة كافية لمعايرة LSM القياسية. الذروة عند 7184 سم-1 ، الذي يميز المادة الأساسية عن مادة الطلاء، عندما تم جمع أطياف NIR عالية الدقة (2 سم -1، 0.4 نانومتر عند 7184 سم-1 ) على مطياف فورييه-نير IFS-28/N من بروكر (انظر الشكل 11).

تظهر الأبحاث أنه يمكن نمذجة سماكة الطبقة على أنها متعددة الحدود تناسب منطقة الذروة لذروة العينة تلك (انظر الشكل 12)، في حين أن معايرة المربعات الصغرى لنفس البيانات غير ممكنة بسبب عدم وجود عينات معايرة كافية. أيضًا، تم استخدام هذه المعايرة بنجاح لعدد من الكريات، ولكنها غير مقبولة لقياسات انعكاس الألياف الضوئية المنتشرة بسبب عدم كفاية اختراق الألياف في القلب.

معايرة النقل

يعد تطوير نموذج معايرة مستقر وموثوق به مهمة كثيفة الاستخدام للموارد والعمالة، وتتضمن إعداد وتحليل عدد كبير من العينات باستخدام طريقة قياسية، ثم تحليلها باستخدام طريقة فورييه-NIR. وبالتالي، من المهم تطوير نموذج معايرة يمكن استخدامه مع مرور الوقت، ولا يهم نوع الأداة أو نوع المصادر أو أجهزة الكشف أو أجهزة الاستشعار وما إلى ذلك.

بالإضافة إلى ذلك، هناك عدة عوامل تؤثر على نقل المعايرة من جهاز إلى آخر. ويشمل ذلك، على سبيل المثال، الطول الموجي والدقة الضوئية لمختلف الأجهزة. لذلك، بالنسبة لجميع نماذج المعايرة المنقولة من جهاز إلى آخر، من الضروري إعادة قياس مجموعة المعايرة الأصلية على الأقل (أو مجموعة المعايرة الكاملة) على الجهاز الجديد لتحديد عوامل التصحيح التي ستسمح للنموذج العمل على الأداة الجديدة.

في بعض الأحيان يؤدي ذلك إلى صعوبات في نقل نموذج المعايرة، وأحيانا في حالة عينات المعايرة النادرة أو المتغيرة، فإن هذا النقل غير ممكن على الإطلاق.

عادةً ما تكون صعوبة نقل نموذج المعايرة هي دقة الطول الموجي لهذين الجهازين. يعد عدم وجود محور طول موجي ثابت عاملاً يحد بشكل كبير من القدرة على نقل نموذج المعايرة بين أدوات التشتت. ولذلك، فإن خط إنتاج مطياف FT-NIR ذو الأجهزة عالية الدقة من Brooker يتمتع بميزة كبيرة تتمثل في استخدام محور الطول الموجي كطريقة معايرة.

وللقيام بذلك، يتم أخذ منطقة ضيقة في طيف بخار الماء في الغلاف الجوي ذات طول موجي ثابت معروف، والتي تستخدم كمعيار للطول الموجي. وهذا يسمح لأجهزة قياس الطيف FT-NIR (المصنعة بواسطة شركة Bruker Optik GmbH، ألمانيا) بتوفير دقة طول موجية أعلى بكثير من أي أداة تشتيت. ونتيجة لذلك، من الممكن النقل المباشر للمعايرة من جهاز فورييه-نير إلى آخر. ولا يمكن الاستهانة بفوائد هذه الميزة، التي تتجنب إعادة المعايرة المكلفة مع توفير الوقت والمال والجهد.

يظهر في الجدول 1 أحد الأمثلة على نقل نموذج معايرة لقياس محتوى الكحول في المشروبات الروحية. تم إجراء المعايرة على مطياف بروكر IFS-28/N مع مسبار الغمر A، وتم نقلها لاحقًا إلى Vector 22/N مطياف بروكر مع مسبار الغمر B. بعد الإرسال، قارن R 2 وأظهرت أخطاء الانحراف المعياري نجاح نقل المعايرة المباشرة. وقد أظهرت الاختبارات الإضافية نجاح النقل المباشر لنماذج المعايرة الأخرى من جهاز إلى آخر، وكذلك النقل المباشر للنماذج على جهاز واحد، بعد استبدال جميع مكونات النظام الرئيسية، بما في ذلك مصدر NIR، وليزر HeNe، والكاشف، وأجهزة الاستشعار والإلكترونيات.

اختبار المطابقة

غالبًا ما يكون من الضروري تحديد ما إذا كان المنتج النهائي يلبي معيارًا معينًا. من السهل القيام بذلك باستخدام مطياف بروكر، باستخدام اختبار الامتثال . يتم قياس سلسلة من الأطياف لعدد قليل من العينات المختارة من كل مادة وسيتم فحصها مقابل الأطياف المحددة بشكل مستقل بطريقة قياسية. لكل مادة، إلى جانب طيف الانحراف المعياري، يتم إنشاء متوسط ​​الطيف. يتم بعد ذلك تحليل عينات جديدة من المادة، ومقارنة أطيافها مع متوسط ​​الطيف المخزن، ويتم إجراء تقييم لمعرفة ما إذا كان الطيف الجديد ضمن الحدود المقبولة التي يحددها طيف الانحراف المعياري والعامل القابل للتعديل من قبل العميل. يظهر تقرير اختبار الامتثال النموذجي في الشكل 13.

تحليل الخليط

في العديد من العمليات الصيدلانية، غالبًا ما يكون تحليل عملية الخلط لمكونين أو أكثر ضروريًا. ويلعب تحليل الخليط دوراً مهماً عند خلط المساحيق، حيث تتميز العينات بعدم التجانس. تحدد النسبة المثالية في الخليط المنتج النهائي. يجب التحقق من عملية الخلط في الوقت الحقيقي باستخدام التحليل الطيفي FTIR. يتم أخذ الأطياف من الخلائط المرجعية الصحيحة، ومن ثم يتم حساب متوسط ​​الطيف والطيف الانحراف المعياري. بعد ذلك، يتم أخذ الأطياف أثناء الخلط ومعالجتها ومقارنتها مع متوسط ​​الطيف. يتم إيقاف عملية الخلط إذا انخفض الطيف الناتج عن الحد الأدنى المحدد من قبل المستخدم لمتوسط ​​طيف الخليط المطلوب.

خاتمة

يعد التحليل الطيفي FT-NIR أداة سريعة وسهلة الاستخدام وموثوقة لضمان الجودة ومراقبة الجودة في صناعة الأدوية. يتيح الأداء المتقدم لتقنية تحويل فورييه إجراء دراسات أكثر تعقيدًا ويسمح بنقل المعايرة مباشرة. بالإضافة إلى ذلك، فإن طرق مثل تحديد المواد الخام واختبار الجودة، وتحديد تركيز العنصر النشط، واختبار مطابقة المنتجات النهائية، وتحليل خليط المنتجات شائعة بين المستهلكين في صناعة المستحضرات الصيدلانية.

كمخطوطة

دولبنيف ديمتري فلاديميروفيتش

تحديد الأدوية عن طريق التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة

14/04/02 - الكيمياء الصيدلانية وعلم العقاقير

أطروحات للحصول على درجة أكاديمية

مرشح للعلوم الصيدلانية

موسكو – 2010

تم تنفيذ العمل في المؤسسة التعليمية الحكومية للتعليم المهني العالي التي سميت باسم جامعة موسكو الطبية الحكومية الأولى

المشرفون العلميون:

دكتوراه في العلوم الصيدلانية، أكاديمي في الأكاديمية الروسية للعلوم الطبية، أستاذ

دكتوراه في العلوم الصيدلانية، أستاذ

المعارضون الرسميون:

المنظمة الرائدة:

المركز العلمي لعموم روسيا لسلامة المواد النشطة بيولوجيا (VSC BAV)

سيتم الدفاع "____"______2010 الساعة ____ في اجتماع لمجلس الأطروحة (D 208.040.09) في جامعة موسكو الطبية الحكومية الأولى التي تحمل اسم موسكو، شارع نيكيتسكي، 13.

يمكن العثور على الأطروحة في مكتبة جامعة موسكو الطبية الحكومية التي سميت باسمها. موسكو، احتمال ناخيموفسكي، 49.

السكرتير العلمي للأطروحة

المجلس د 208.040.09

دكتوراه في العلوم الصيدلانية،

أستاذ

أهمية موضوع البحث. على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية، تطور التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) بسرعة ووجد تطبيقًا في مجموعة واسعة من الصناعات. يُعرف التحليل الطيفي NIR بأنه وسيلة فعالة للتحليل النوعي والكمي. تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في الزراعة (لتحديد جودة التربة، ومحتوى البروتين والدهون، وما إلى ذلك في المنتجات الغذائية)، وفي الصناعة (لتحديد تركيبة المنتجات البترولية، وجودة منتجات النسيج، وما إلى ذلك)، في الطب (لتحديد الدهون والأكسجين في الدم ودراسات تطور الورم). في الوقت الحالي، أصبح التحليل الطيفي NIR أحد طرق التحكم أثناء العملية في صناعة الأدوية في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية.

يتم استخدامه لفحص المواد الخام المدخلة، تجانس الخلط، تحديد نقطة نهاية التحبيب، محتوى رطوبة التجفيف، تجانس الأقراص، قياس سمك الطلاء.

تم وصف طريقة التحليل الطيفي NIR في دستور الأدوية الأوروبي ودستور الأدوية الأمريكي، ولكنها لا تزال تستخدم بشكل نادر نسبيًا في تحليل دستور الأدوية: بشكل رئيسي عند تحديد محتوى الماء في المستحضرات التي يتم الحصول عليها من الدم.

وفي هذا الصدد، فإن تطوير طرق موحدة لتحليل المواد الصيدلانية والأدوية لاستخدامها مرة أخرى في تحليل دستور الأدوية له أهمية كبيرة.

تتمتع هذه المشكلة بأهمية خاصة فيما يتعلق بنشر الطبعة الثانية عشرة من دستور الأدوية الحكومي للاتحاد الروسي.

ومن الضروري أيضًا الإشارة إلى مشكلة الأدوية المزيفة المستمرة، والتي من طرق حلها تطوير طرق التحليل السريع.

وبالنظر إلى ما سبق، فإن المشكلة الملحة هي تطوير طرق موحدة لتحليل المواد والمستحضرات وتحديد الأدوية المزيفة باستخدام طريقة التحليل الطيفي NIR.

الغرض وأهداف الدراسة. وكان الهدف من الدراسة هو تطوير طرق موحدة لتحليل المواد والمستحضرات والتعرف على الأدوية المزيفة باستخدام طريقة التحليل الطيفي NIR.

ولتحقيق هذا الهدف تم حل المهام التالية:

- دراسة إمكانية الحصول على أطياف NIR للمواد والأقراص والكبسولات باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ومجال متكامل؛

- مقارنة أطياف NIR للمواد والأدوية؛

- مقارنة أطياف NIR للأدوية بمحتويات مختلفة من المادة الفعالة؛

– دراسة إمكانية استخدام التحليل الطيفي NIR للتحقق من صحة المواد والمستحضرات من شركات تصنيع معينة، وكذلك لتحديد الأدوية المزيفة؛

- تطوير مكتبة إلكترونية لأطياف NIR للمواد والأدوية.

الجدة العلمية لنتائج الأبحاث. لأول مرة، ثبت أنه يمكن استخدام طريقة التحليل الطيفي NIR لتحديد صحة المواد الصيدلانية والمنتجات الطبية النهائية (الأقراص والكبسولات). لقد ثبت أن أطياف NIR للمواد والأدوية تختلف بشكل عام. يمكن الحصول على الأطياف باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ومجال متكامل. وقد تبين أنه إذا كانت غلاف الكبسولة أو عبوة الأقراص (البثور) شفافة فيمكن الحصول على طيف دون إزالة الكبسولات أو إزالة الأقراص من العبوة. لقد ثبت أنه يمكن استخدام طريقة التحليل الطيفي NIR لتحديد الأدوية المزيفة، بشرط مقارنة أطياف الأدوية الأصلية والأدوية التجريبية. يمكن تخزين أطياف المواد والأدوية كمكتبة إلكترونية. لقد ثبت أنه لإجراء مقارنة أكثر موثوقية بين طيف دواء الاختبار والطيف القياسي، يلزم استخدام معالجة البيانات الرياضية.

الأهمية العملية للعمل. تم اقتراح طرق مطورة لتحليل الأدوية باستخدام التحليل الطيفي NIR لإثبات صحة المواد الصيدلانية والأدوية على شكل أقراص وكبسولات. تسمح التقنيات باستخدام كرة متكاملة ومستشعر ألياف بصرية ("بندقية").

ويمكن أيضًا استخدام الأساليب المطورة لتحديد هوية الأدوية المزيفة بشكل سريع وللرقابة الواردة والصادرة على المواد الصيدلانية والمواد الوسيطة في شركات الأدوية. تسمح الطرق في بعض الحالات بإجراء مراقبة الجودة غير المدمرة دون فتح العبوة الأولية.

يمكن استخدام المكتبة المطورة لأطياف NIR لتحديد المواد والأقراص والكبسولات باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية") ومجال متكامل.

تم اختبار نتائج العمل واستخدامها في قسم مراقبة الجودة.

الموافقة على العمل. تم الإبلاغ عن الأحكام الرئيسية لأعمال الأطروحة ومناقشتها في المؤتمر الوطني الروسي الثاني عشر "الإنسان والطب" (موسكو، 2005)، والمؤتمر الدولي للكيمياء التحليلية ICAS (موسكو، 2006) والمؤتمر الوطني الروسي الرابع عشر "الإنسان والطب" " (موسكو، 2007). تم اختبار العمل في اجتماع علمي وعملي لقسم الكيمياء الصيدلانية مع دورة الكيمياء السمية بكلية العلوم الصيدلانية بجامعة موسكو الطبية الحكومية. 22 مارس 2010

المنشورات. تم نشر 5 أعمال مطبوعة حول موضوع الأطروحة.

ربط البحث بتصميم مشكلة العلوم الصيدلانية. تم تنفيذ عمل الأطروحة في إطار موضوع معقد لقسم الكيمياء الصيدلانية بجامعة موسكو الطبية الحكومية الذي سمي باسمه. "تحسين مراقبة جودة الأدوية (الجوانب الصيدلانية والبيئية)" (تسجيل الدولة رقم 01.200.110.54.5).

هيكل ونطاق الأطروحة. يتم تقديم الأطروحة في 110 صفحة من النص المكتوب، وتتكون من مقدمة، ومراجعة الأدبيات، و5 فصول من الدراسات التجريبية، والاستنتاجات العامة، وقائمة المراجع، وتتضمن أيضًا ملحقًا واحدًا بشكل منفصل. تم توضيح عمل الأطروحة بثلاثة جداول و54 شكلاً. وتضم قائمة المراجع 153 مصدرًا، منها 42 مصدرًا أجنبيًا.

أحكام الدفاع:

– نتائج دراسة إمكانية الحصول على أطياف NIR للمواد والأقراص والكبسولات باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ومجال التكامل؛

- نتائج دراسة مقارنة لأطياف NIR للمواد والأدوية، وكذلك أطياف NIR للأدوية ذات المحتويات المختلفة للمادة الفعالة؛

– نتائج دراسة إمكانية استخدام التحليل الطيفي NIR للتحقق من صحة المواد والمستحضرات من شركات مصنعة محددة، وكذلك التعرف على الأدوية المزيفة.

1. كائنات الدراسة

تمت دراسة المواد والمستحضرات الخاصة بعدد من الأدوية. تم استخدام ما مجموعه 35 مادة في الدراسة: هيدروكسيد الألومنيوم، كبريتات أميكاسين، حمض الأسكوربيك، أسكوربات الصوديوم، وارفارين الصوديوم، فيتامين ب 12، جيمفيبروزيل، هيدروكسيد المغنيسيوم، جلورينورم، د-بيوتين، جلوكونات الحديد، زوبيكلون، كالسيوم د بانثينوات، كليندامايسين. فوسفات، ليدوكائين هيدروكلوريد، ميتوبرولول طرطرات، نيكوتيناميد، باراسيتامول، هيدروكلوريد البيريدوكسين، بيبيراسيلين، رانيتيدين هيدروكلوريد، ريبوفلافين، أحادي نيترات الثيامين، تيروثريسين، فاموتيدين، حمض الفوليك، سيفادروكسيل، سيفازولين ملح الصوديوم، سيفتيزوكسيم ملح الصوديوم، سيبروفلوكساسين هيدروكلوريد، سيانوكوبل. أمين، مختلف الشركات المصنعة و 59 دواء من شركات مصنعة مختلفة تحتوي على: أيزونيازيد، ميلوكسيكام، أوميبرازول، رانيتيدين هيدروكلوريد، ريفامبيسين، فاموتيدين، سيبروفلوكساسين، إيزوميبرازول، إيثامبوتول، بالإضافة إلى عينتين مزيفتين (أوميز 20 ملغ، مختبر دكتور ريدي وريفامبيسين 150 ملغ،) .

2. المعدات وشروط الاختبار

تم استخدام جهاز MPA في العمل - مطياف فورييه للأشعة تحت الحمراء القريبة (Bruker Optics GmbH، ألمانيا). معلمات التسجيل: النطاق الطيفي من 800 نانومتر إلى 2500 نانومتر (سم-1 إلى 4000 سم-1)، عدد عمليات المسح 16، الدقة الطيفية 4 سم-1. تم التحكم في الأداة ومعالجة الأطياف التي تم الحصول عليها باستخدام حزمة برامج OPUS 6.0 (Bruker Optics GmbH، ألمانيا). تم الحصول على أطياف NIR بطريقتين:

1) باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية")،

2)

تم استخدام كلتا الطريقتين للحصول على أطياف NIR للمواد والأقراص والكبسولات.

يسمح مستشعر الألياف الضوئية ("المدفع") بقياسات الانعكاس فقط، بينما يسمح المجال المدمج بقياسات الانعكاس والإرسال. في هذا العمل، تم الحصول على أطياف الانعكاس NIR.

2.1. طرق الحصول على أطياف NIR:

باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية").

2.1.1. مواد . تم سكب مادة المسحوق في كفيت شفاف بسماكة طبقة من 1 إلى 3 سم، ثم تم ضغط حساس الألياف الضوئية بشكل عمودي على سطح المسحوق. تم بدء إجراء تسجيل الطيف بالضغط على زر موجود على مستشعر الألياف الضوئية. تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات من مناطق مختلفة للحصول على نتائج تحليل موثوقة إحصائيًا.

2.1.2. أقراص إزالتها من نفطة . تم الضغط على مستشعر الألياف الضوئية بشكل عمودي على الجهاز اللوحي. تم بدء إجراء تسجيل الطيف بالضغط على زر موجود على مستشعر الألياف الضوئية. تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات من مناطق مختلفة من الجهاز اللوحي للحصول على نتائج تحليل موثوقة إحصائيًا.

2.1.3. أقراص في نفطة . إذا كانت البثرة شفافة، يتم إجراء القياس على النحو التالي، حيث يتم الضغط على مستشعر الألياف الضوئية بشكل عمودي على سطح القرص في البثرة. تم بدء إجراء تسجيل الطيف بالضغط على زر موجود على مستشعر الألياف الضوئية. تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات من مناطق مختلفة من القرص في البثرة للحصول على نتائج تحليل موثوقة إحصائيًا. إذا كانت البثرة معتمة أو من الألومنيوم، تتم إزالة القرص أولاً من البثرة ومن ثم يتم الحصول على طيف NIR.

2.1.4. كبسولات . إذا كانت غلاف الكبسولة شفافة، فسيتم إجراء القياس على النحو التالي: تم الضغط على مستشعر الألياف الضوئية بشكل عمودي على سطح الكبسولة في البثرة. تم بدء إجراء تسجيل الطيف بالضغط على زر موجود على مستشعر الألياف الضوئية. تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات من أجزاء مختلفة من الكبسولة في البثرة للحصول على نتائج تحليل موثوقة إحصائياً. إذا لم يكن غلاف الكبسولة شفافًا، فسيتم فتح الكبسولة أولاً ثم يتم قياس طيف المحتويات في كفيت زجاجي.

2.2. طرق الحصول على أطياف NIR:

باستخدام مجال التكامل.

الحصول على أطياف NIR في وضع الانعكاس

2.2.1. مواد . تم صب المادة المسحوقة في كفيت شفاف بسماكة طبقة تتراوح من 1 إلى 3 سم، ثم تم وضع الكوفيت أعلى النافذة البصرية للكرة المتكاملة. بدأت عملية القياس على جهاز كمبيوتر باستخدام برنامج OPUS أو مباشرة على الجهاز نفسه (زر "ابدأ"). تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات للحصول على نتائج تحليل موثوقة إحصائيًا.

2.2.2. أقراص إزالتها من نفطة . تم وضع الجهاز اللوحي في حامل خاص. تم تثبيت حامل مزود بجهاز لوحي أعلى النافذة البصرية للكرة المدمجة. بدأت عملية القياس على جهاز كمبيوتر باستخدام برنامج OPUS أو مباشرة على الجهاز نفسه (زر "ابدأ"). تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات من مناطق مختلفة من الجهاز اللوحي للحصول على نتائج تحليل موثوقة إحصائيًا.

2.2.3. كبسولات . إذا كانت قذيفة الكبسولة شفافة، فسيتم إجراء القياس على النحو التالي: تم وضع الكبسولة في حامل خاص. تم تركيب حامل به كبسولة أعلى النافذة البصرية للكرة المدمجة. بدأت عملية القياس على جهاز كمبيوتر باستخدام برنامج OPUS أو مباشرة على الجهاز نفسه (زر "ابدأ"). تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات من أجزاء مختلفة من الكبسولة للحصول على نتائج تحليل موثوقة إحصائيًا. إذا لم يكن غلاف الكبسولة شفافًا، فسيتم فتح الكبسولة أولاً، ومن ثم يتم قياس طيف المحتويات الموجودة في خلية زجاجية عن طريق وضع الخلية أعلى النافذة البصرية للكرة المتكاملة.

3. المعالجة الرياضية لأطياف NIR.

تم إجراء المعالجة الرياضية للأطياف التي تم الحصول عليها باستخدام برنامج OPUS IDENT، المضمن في حزمة برامج OPUS 6.0 (Bruker Optics GmbH، ألمانيا). تمت مقارنة الطيف المجهول مع طيف المكتبة المرجعية عن طريق حساب المسافة الطيفية. يحدد IDENT أطياف المقارنة الأقرب إلى الطيف الذي تم تحليله ويحدد الانحرافات بين هذه الأطياف والطيف الذي تم تحليله. وهذا يسمح لـ IDENT بتحديد المواد غير المعروفة وتقييم درجة استيفاء المادة للمعيار المرجعي.

استخدمنا طريقتين للمعالجة الرياضية لأطياف NIR: 1) تحليل الهوية، الذي يربط الطيف بمادة محددة، و2) التحليل العنقودي، الذي يربط الطيف ومجموعة من المواد.

بمجرد قياس الأطياف، يتم إنشاء متوسط ​​الطيف لكل مادة ويتم إنشاء مكتبة لجميع الأطياف المتوسطة، إلى جانب معايير القبول المحددة إحصائيًا (أو العتبات) لجميع المواد الموجودة في المكتبة. وتمت مقارنة طيف الاختبار بجميع الأطياف المرجعية الموجودة في المكتبة الإلكترونية. وتنتهي نتيجة المقارنة بين الطيفين A وB بمخرج المسافة الطيفية D، والتي تسمى "عامل جودة المطابقة" في برنامج IDENT. تشير المسافة الطيفية إلى درجة التشابه الطيفي. طيفان بمسافة طيفية تساوي الصفر متطابقان تمامًا. كلما زادت المسافة بين طيفين، زادت المسافة الطيفية. إذا كانت المسافة الطيفية أقل من العتبة لمادة واحدة وأكبر من العتبة لجميع المواد الأخرى، يتم تحديد المادة المجهولة.

يتيح لك التحليل العنقودي فحص أطياف NIR بحثًا عن التشابه وتقسيم الأطياف المتشابهة إلى مجموعات. تسمى هذه المجموعات فئات أو مجموعات. تم إجراء هذا النوع من التحليل لتقديم عرض أكثر ملاءمة للبيانات في شكل رسوم بيانية.

يتم تنفيذ خوارزميات الكتلة الهرمية وفقًا للمخطط التالي:

أولا، حساب المسافات الطيفية بين جميع الأطياف،

· ثم يتم دمج الطيفين الأكثر تشابهاً في كتلة،

· حساب المسافات بين هذا العنقود وجميع الأطياف الأخرى،

· يندمج الطيفان ذوا المسافة الأقصر مرة أخرى في كتلة جديدة،

· حساب المسافات بين هذا العنقود الجديد وجميع الأطياف الأخرى،

· اندماج طيفين في كتلة جديدة

يتم تكرار هذا الإجراء حتى تبقى مجموعة كبيرة واحدة فقط.

4 . نتائج البحث

تمت دراسة إمكانية استخدام طريقة التحليل الطيفي NIR للتعرف على المواد والأدوية من عدد من الشركات المصنعة المحلية والأجنبية.

ونتيجة لهذا البحث، تم إنشاء ست مكتبات إلكترونية مختلفة لأطياف NIR:

1) أطياف NIR لمحتويات الكبسولة التي تم الحصول عليها باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية")،

2) أطياف NIR لمحتويات الكبسولة التي تم الحصول عليها باستخدام مجال التكامل،

3) أطياف NIR للأقراص التي تم الحصول عليها باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية")،

4) أطياف NIR من الأقراص التي تم الحصول عليها باستخدام مجال التكامل،

5) أطياف NIR للمواد التي تم الحصول عليها باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية")،

6) أطياف NIR للمواد التي تم الحصول عليها باستخدام مجال التكامل.

4.1. اعتماد أطياف NIR للمواد والمستحضرات على طريقة التحضير (باستخدام "مسدس" ومجال متكامل).

في التين. يوضح الشكل 1 أطياف NIR لمادة رانيتيدين هيدروكلوريد من مختبرات فيرا (الهند)، والتي تم الحصول عليها باستخدام "مسدس" وكرة متكاملة. يوضح الشكل أن الأطياف تختلف في شدة نطاقات الامتصاص، لكن نطاقات الامتصاص نفسها تتطابق في قيم عدد الموجات.

والفرق الرئيسي بين التحليل الطيفي NIR والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء متوسط ​​المدى هو أنه لا يمكن مقارنة الأطياف بصريًا. والحقيقة هي أنه، بشكل عام، لا يوجد عدد كاف من النطاقات في طيف NIR، وكثافة العديد من النطاقات منخفضة (خاصة النغمات الثانية والثالثة)، لذا فإن المعالجة الرياضية للأطياف مطلوبة.

https://pandia.ru/text/78/375/images/image003_173.jpg" width="624" height="388">

أرز. 2. نتيجة تحليل IDENT لطيف NIR لأقراص Ulfamid 40 mg، KRKA (سلوفينيا)، تم الحصول عليها باستخدام "مسدس" باستخدام مكتبة إلكترونية لأطياف NIR تم الحصول عليها باستخدام كرة متكاملة.

أرز. 3. نتيجة تحليل IDENT لطيف NIR لأقراص Ulfamid 40 mg، KRKA (سلوفينيا)، تم الحصول عليها باستخدام كرة متكاملة باستخدام مكتبة إلكترونية لأطياف NIR تم الحصول عليها باستخدام "بندقية".

4.2. تحديد المادة الفعالة بواسطة طيف NIR من المستحضرات المحتوية على هذه المادة.

https://pandia.ru/text/78/375/images/image008_152.gif" width="648" height="234"> .gif" العرض = "648" الارتفاع = "244">.jpg" العرض = "649" الارتفاع = "235 src = ">

أرز. 7. نتيجة تحليل IDENT لطيف NIR لأقراص سيبروفلوكساسين 250 ملغ، شركة Cypress Pharmaceutical Inc. (الولايات المتحدة الأمريكية)، باستخدام مكتبة تتكون من أطياف NIR لمواد مختلفة.

وهكذا، فقد أثبتنا أنه مع وجود نسبة عالية من المادة الفعالة (40٪ على الأقل) في الدواء، فمن الممكن إثبات صحة الدواء من خلال طيف NIR للمادة.

4.3. تحديد الأدوية بجرعات مختلفة باستخدام أطياف NIR.

وفي الجزء الثالث من الدراسة وجدنا أنه يمكن استخدام طريقة التحليل الطيفي NIR لتحديد جرعات مختلفة من دواء معين، إذا كانت متوفرة في المكتبة الإلكترونية لأطياف NIR. لهذا الغرض، تم إنشاء مكتبة إلكترونية لأطياف NIR من الأدوية التي تحتوي على فاموتيدين كعنصر نشط، والتي تضمنت 27 عينة من 7 شركات مصنعة مختلفة بجرعات 10 ملغ و20 ملغ و40 ملغ (الشكل 8).

https://pandia.ru/text/78/375/images/image016_63.jpg" width = "648" height = "216 src = ">

https://pandia.ru/text/78/375/images/image018_70.jpg" width = "648" height = "223 src = ">

أرز. 9. نتائج تحليل IDENT أقراص كواممج 20 ملغ و 40 ملغ Gedeon Richter Plc. (المجر) باستخدام مكتبة تتكون من أطياف NIR لأدوية مختلفة بجرعات مختلفة.

4.4. التعرف على المخدرات من خلال البثرة.

لإثبات إمكانية تحديد الأدوية باستخدام التحليل الطيفي NIR من خلال نفطة، تم إنشاء مكتبتين إضافيتين لأطياف NIR رقم 7 ورقم 8:

7) أطياف NIR للكبسولات التي تم الحصول عليها باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية") مباشرة من خلال البثرة،

8) أطياف NIR للأقراص التي تم الحصول عليها باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية") مباشرة من خلال البثرة.

أثناء التحليل، تمت مقارنة أطياف NIR للأدوية التي تم الحصول عليها من خلال البثرة مع أطياف NIR التي تم الحصول عليها من سطح الأقراص أو الكبسولات بدون البثرة. في التين. ويبين الشكل 10 هذه المقارنة بين أطياف كبسولات الريفامبيسين.

https://pandia.ru/text/78/375/images/image020_58.jpg" width = "624" height = "268 src = ">

أرز. 11. نتيجة تحليل IDENT لطيف NIR لكبسولات الريفامبيسين 150 ملغ، (روسيا)، تم الحصول عليها باستخدام "مسدس" مباشرة من خلال البثرة باستخدام مكتبة إلكترونية تم الحصول عليها من خلال البثرة.

https://pandia.ru/text/78/375/images/image013_124.gif" width="14" height="136">

أرز. 13 طيف NIR لمحتويات كبسولات أوميبرازول 20 ملغ من 14 مصنعًا مختلفًا مقارنة بعينة مزيفة، تم الحصول عليها باستخدام كرة متكاملة.

ومن الواضح من البيانات التي تم الحصول عليها أنه بدون معالجة رياضية، يمكن فقط تمييز طيف المنتجات المزيفة بشكل موثوق.

باستخدام برنامج "OPUS IDENT" لنموذج ثلاثي الأبعاد للمعالجة الإحصائية للأطياف ("التحليل العنقودي")، حصلنا على توزيع أطياف NIR لكبسولات أوميبرازول 20 ملغ العامة، والتي يمكن تقديمها في شكل مخطط شجيري ( الشكل 14).

أرز. 14. التحليل العنقودي للعينات المدروسة المأخوذة في ثلاث نسخ من 14 مصنعاً مختلفاً.

ونتيجة للتحليل العنقودي، تم تقسيم جميع الأدوية جيدًا إلى فئاتها ووفقًا للشركة المصنعة لها (الشكل 14).

أظهرت المعالجة الرياضية للنتائج التي تم الحصول عليها باستخدام تحليل IDENT وجود دواء مزيف. قرر برنامج OPUS أن هذه العينة X مزورة بالفعل وأن "معامل جودة المطابقة" (المسافة الطيفية) أعلى بكثير من العتبة لجميع الأدوية في هذه المجموعة (أوميبرازول، كبسولات 20 ملغ) من 14 مصنعًا مختلفًا، منها جهاز إلكتروني. تم إنشاء المكتبة (الشكل 15).

أرز. 15. نتيجة تحليل IDENT لعينة مزيفة من دواء OMEZ 20 mg د. مختبر ريدي. (الهند).

نتيجة لتحليل IDENT، تم تحديد سلسلة من جميع العينات الأصلية لكبسولات أوميبرازول 20 ملغ بشكل فريد، وقمنا بتجميع جدول ملخص للنتائج لجميع العينات، بما في ذلك العينة المزورة (الجدول 1).

طاولة 1. جدول ملخص لنتائج تحليل IDENT في مجموعة أوميبرازول 20 ملغ.

اسم عينة	المسافة الطيفية
عينة مزورة
عينة من KRKA
عينة من شركة اكريخين
عينة من مختبرات رانباكسي
عينة من د. مختبر ريدي.
عينة من إم جي بويفارم
شركة عينة
شركة عينة
شركة عينة
عينة من شركة "فارما"
عينة من شركة Obolenskoye"
شركة عينة. فيتامين. مصنع"

وهكذا، نتيجة للبحث الذي تم إجراؤه لتحديد المنتجات الطبية للأوميبرازول من مختلف الشركات المصنعة باستخدام التحليل الطيفي NIR، تمكنا من الحصول على نتائج حول تحديد المنتجات المقلدة للعقار المزيف OMEZ 20 mg، كما قال الدكتور. مختبر ريدي. (الهند)، وكذلك تحديد كل نوع بشكل فريد وفقًا للشركة المصنعة له. لقد حصلنا أيضًا على نتائج تحليل IDENT إيجابية لجميع الأقراص التي تحتوي على رانيتيدين هيدروكلوريد (12 عينة) وفاموتيدين (9 عينات)، مما يسمح لنا بتحديد الشركة المصنعة لكل عينة بشكل فريد.

استنتاجات عامة

1. لقد تبين أنه يمكن الحصول على أطياف NIR للمواد والأقراص والكبسولات باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ومجال متكامل. في هذه الحالة، لإثبات الأصالة، يجب عليك استخدام مكتبة إلكترونية تم الحصول عليها بنفس الطريقة المستخدمة لأخذ طيف NIR لعينة الاختبار.

2. لقد ثبت أنه مع وجود نسبة عالية (40٪ على الأقل) من المادة الفعالة في الدواء، فمن الممكن إثبات صحة الدواء بناءً على طيف المادة. ومع ذلك، بشكل عام، لتحديد الأدوية، ينبغي للمرء استخدام مكتبة إلكترونية تم تجميعها على أساس أطياف NIR للأدوية المقابلة.

3. لقد ثبت أنه يمكن استخدام طريقة التحليل الطيفي NIR لتمييز الأدوية من مصنع معين والتي تحتوي على نفس المادة الفعالة بجرعات مختلفة. وفي الوقت نفسه، يكون من الصعب في بعض الحالات تحديد المادة الفعالة في الأدوية من مختلف الشركات باستخدام طريقة التحليل الطيفي NIR.

4. لقد ثبت أنه يمكن استخدام طريقة التحليل الطيفي NIR لتحديد الشركة المصنعة للمادة أو الدواء. في هذه الحالة، ينبغي إجراء تحليل مواز للمنتج الذي تم اختباره من سلسلة معينة ومنتج معروف من نفس السلسلة.

5. تم تطوير مكتبة إلكترونية لأطياف NIR للمواد والمستحضرات التي تحتوي على مكونات نشطة مختلفة ويتم تصنيعها من قبل شركات مصنعة مختلفة.

1. , تقييم مقارن لجودة الأدوية باستخدام التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة // الملخصات. تقرير الوطني الروسي الثاني عشر congr. "الإنسان والطب." - م، 18-22 أبريل. 2005.- ص 780.

2. , الكشف عن الأدوية المزيفة باستخدام التحليل الطيفي NIR // Proc. تقرير الرابع عشر الوطني الروسي congr. "الإنسان والطب." - م، 16-20 أبريل. 2007.- ص 17.

3. , طريقة التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة كإتجاه واعد في تقييم جودة الأدوية // مسائل الكيمياء البيولوجية والطبية والصيدلانية. – 2008. – العدد 4. – ص 7-9.

4. , تطبيق طريقة التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة للتعرف على الأدوية // مسائل في الكيمياء البيولوجية والطبية والصيدلانية.- 2008.- العدد 6.- ص27-30.

5. Arzamastsev A. P.، Dorofeyev V. L.، Dolbnev D. V.، Houmoller L.، Rodionova O. Ye.الطرق التحليلية للكشف السريع عن الأدوية المزيفة. المؤتمر الدولي للعلوم التحليلية (ICAS-2006)، موسكو، 2006. كتاب الملخصات. خامسا 1. ص 108.

تشمل الطرق الحديثة لتقييم جودة المواد الخام الطبية والمنتجات النهائية قياس طيف الأشعة تحت الحمراء القريبة. تتميز الطريقة بعدد من المزايا المهمة، منها:

بساطة تحضير العينة أو الغياب التام لحاجتها. يتيح لك إلغاء هذه الخطوة توفير ما يصل إلى 80% من الوقت الذي تقضيه في فحص العينة. سرعة عالية في التحليل. عند استخدام أحدث أجهزة التحليل، مثل، على سبيل المثال، مطياف PT IM100 NIR، تستغرق العملية بأكملها 15 دقيقة فقط. إمكانية دراسة الدواء دون فتح العبوة. تعد هذه الميزة الخاصة بمقياس الطيف NIR ذات قيمة خاصة عند تحليل الأدوية باهظة الثمن والمواد السامة (على سبيل المثال، أدوية العلاج الكيميائي)، وما إلى ذلك. ويمكن فحص الأدوية الموجودة في عبوات بلاستيكية أو زجاجية شفافة دون فتحها.

• التحليل المتزامن لمختلف مكونات المخاليط المعقدة، بما في ذلك المعلومات حول تركيزاتها. على سبيل المثال، باستخدام هذه الطريقة من الممكن تحليل النسبة المئوية للمياه والمذيبات العضوية والمكونات الأخرى في الأنظمة الدقيقة غير المتجانسة، مثل مستحلبات الزيت في الماء أو مستحلبات الماء في الزيت.
• إمكانية تنظيم التحكم عن بعد للعينات في الوقت الحقيقي مباشرة في سير العملية (التحكم عن بعد). ولهذه الأغراض، يتم استخدام مقاييس الطيف الثابتة أو المحمولة. يتم تركيب الأجهزة الثابتة في مرافق الإنتاج الخاصة بمؤسسات الأدوية، حيث يتم دمجها مباشرة في خطوط الإنتاج، وتركيب أجهزة الاستشعار فوق سيور النقل، وفي المفاعلات الكيميائية، وغرف الخلط. يتيح لك ذلك تلقي المعلومات عبر الإنترنت واستخدام البيانات المستلمة في نظام التحكم الآلي. غالبًا ما تكون مختبرات مراقبة جودة الأدوية المتنقلة مجهزة بمطياف NIR محمول يعمل بالبطارية.

طرق الحصول على الأطياف في منطقة NIR

في المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء، يتم الحصول على الأطياف باستخدام الإرسال أو الانعكاس المنتشر.

يمكن استخدام طريقة النقل لتحليل المواد السائلة والصلبة. في هذه الحالة، يتم وضع السوائل في التربيعات أو غيرها من الحاويات المتخصصة المرفقة مع الجهاز. يمكن تصنيع أوعية القياس هذه من الزجاج العادي أو الكوارتز. لاختبار نقل العينات الصلبة، يمكن استخدام مسبار أو كرة.

ومع ذلك، فإن تحليل الانعكاس المنتشر القائم على المسبار له عدد من المزايا الهامة، لأنه يوفر طيفًا أكثر تفصيلاً ونتائج أكثر دقة. ويتحقق ذلك بسبب حقيقة أن المستوى المائل لطرف مسبار الألياف الضوئية يقلل من التأثير المرآوي، مما يسمح بتشتت المزيد من الضوء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن دمج وحدة في الألياف الضوئية لقراءة الرموز الشريطية من عبوات العينات. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه فقط بمساعدة المسبار يمكن التعرف على العينات عن بعد من الجهاز نفسه.

لاختبار العينات ذات التشتت والانعكاس المنخفض، يتم استخدام طريقة انعكاس الإرسال المدمجة. وهذا يتطلب وجود كوفيتات وأجهزة استشعار ذات تصميم خاص، والتي بفضلها يمر تدفق الشعاع عبر العينة التي تم تحليلها مرتين.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن الحصول على أطياف "التفاعل" في المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء.

مشاكل مطياف NIR وطرق حلها

كانت المشاكل الرئيسية لهذه الطريقة التحليلية في صناعة الأدوية لفترة طويلة هي صعوبة تحليل الطيف، الذي يتميز بنطاقات امتصاص أقل كثافة وأوسع نسبيًا مقارنة بالنطاقات الأساسية في منطقة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة.

إن الجمع بين الأساليب الرياضية لمعالجة البيانات (القياسات الكيميائية) ونتائج التحليل الآلي جعل من الممكن القضاء على هذا العيب. ولهذه الأغراض، تم تجهيز المحللات الحديثة بحزم برامج خاصة تعتمد على طريقة عنقودية أو تمييزية لمعالجة النتائج.

من أجل أن تكون قادرة على مراعاة مختلف المصادر المحتملة للتغيرات في الطيف في التحليل الكيميائي، يتم إنشاء مكتبات خاصة للأطياف في شركات الأدوية، مع مراعاة الشركة المصنعة للمواد الخام، والعملية التكنولوجية لإنتاجها، وتجانس المواد من دفعات مختلفة، ودرجة الحرارة، وطريقة الحصول على الطيف وعوامل أخرى.

وفقا للمتطلبات التنظيمية الأوروبية، لتجميع المكتبات، من الضروري دراسة 3 عينات على الأقل من المادة الدوائية للحصول على 3 أطياف أو أكثر.

هناك مشكلة محتملة أخرى - وهي إمكانية حدوث تغيير في الطيف بسبب ميزات تصميم مقياس الطيف NIR - ويتم حلها عن طريق تأهيل الجهاز وفقًا لمتطلبات دستور الأدوية.

الأشياء التي يجب تذكرها عند إجراء البحوث

في التحليل الطيفي NIR للعينات السائلة وغيرها من العينات الحرارية، تعتمد طبيعة الطيف على درجة تسخينه. يمكن لفارق بضع درجات فقط أن يغير الطيف بشكل كبير. ويجب أن تؤخذ هذه النقطة بعين الاعتبار عند تطوير الوصفة واختبار التكنولوجيا. على سبيل المثال، عند إنشاء دواء جديد أو منتج تجميلي باستخدام جهاز تجانس مختبري تجريبي، غالبًا ما يكون من الضروري تسخين الخليط المتجانس. يجب تبريد عينة المستحلب التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة قبل فحصها في مطياف NIR.

عند دراسة المواد الخام المسحوقة، يمكن أن يؤثر وجود الكميات المتبقية من المذيبات (الماء، وما إلى ذلك) على نتائج التحليل. ولذلك، تشير الدراسات الدوائية إلى الحاجة والتكنولوجيا لتجفيف هذه العينات. تتأثر نتائج التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة بسمك طبقة المسحوق، مما يؤثر بشكل مباشر على درجة النفاذية. كلما زادت سماكة الطبقة، كلما زاد الامتصاص. لذلك، إذا كانت مهمة الاختبار هي مقارنة عينات مختلفة باستخدام طريقة الإرسال، فمن الضروري تحضير عينات بنفس سماكة الطبقة أو أخذ هذا المؤشر في الاعتبار عند مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها. إذا تم تحليل درجة الانعكاس، فيمكن أن يكون سمك الطبقة (ولكن ليس أقل من عمق اختراق الحزمة). لتحليل عينة من المسحوق باستخدام طريقة الانعكاس المنتشر، التي يكون سمك الطبقة فيها أقل من عمق اختراق الشعاع، يجب أن تكون العينة محمية. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد خصائص الطيف على الخصائص البصرية والكثافة وتعدد الأشكال للمواد قيد الدراسة.

فوائد التحليل الطيفي NIR

• سهل القياس
• دقة عالية وإمكانية تكرار نتائج التحليل (يتم تحديد دقة التحليل من خلال جودة معالجة الطيف ورد الفعل العكسي ودقة معايرة الأجزاء الميكانيكية ومعايرة مصدر الإشعاع)
• لا تلوث
• إمكانية أخذ القياسات من خلال العبوات الزجاجية والبلاستيكية
• أتمتة القياسات. يتم استخدام برنامج OPUS. يتطلب العمل مع هذا البرنامج مستخدمًا مؤهلاً تأهيلاً عاليًا
• نقل الطريقة من جهاز إلى آخر
• تحليل الخصائص الفيزيائية والكيميائية

فوائد التحليل الطيفي رامان

• لا يلزم إعداد العينة
• نظرًا لغياب الأجزاء الميكانيكية والخصائص الطيفية الأكثر تحديدًا، فإن قياسات أطياف رامان أبسط بكثير من قياسات NIR
• تعتبر قياسات التحليل الطيفي للرامان بمثابة بصمات كيميائية (أي الأكثر دقة المتوفرة اليوم). إن غياب الأجزاء المتحركة واستقلال طيف رامان عن التقلبات في تردد وشدة الباعث يوفر إمكانية تكرار عالية للغاية للقياسات.
• لا تلوث
• من الممكن إجراء القياسات من خلال الزجاج (بما في ذلك الزجاج الملون) والتعبئة البلاستيكية، كما أن تحديد العناصر الفردية (العبوة والأدوية) أكثر موثوقية بكثير من طريقة NIR
• أتمتة القياسات. تم إنشاء واجهة برنامج مستخدم تسمح لمستخدم غير مدرب بتشغيل الجهاز. يتم تكييف البرنامج بسهولة للمستخدم النهائي. هذه النقطة مهمة جدًا لعمل الصيادلة والأطباء
• أطياف رامان المسجلة على جهازين مختلفين بنفس الدقة الطيفية تتطابق دائمًا. لذلك، لا توجد مشكلة في نقل الأسلوب
• من الممكن إجراء تحليل أكثر دقة للخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد قيد الدراسة، نظرًا لأن تقنية NIR تقيس نغمات الاهتزازات الأساسية، حيث يعد الحصول المباشر على المعلومات الفيزيائية من الطاقة والمقاطع العرضية المتناثرة أمرًا صعبًا للغاية، إن لم يكن مستحيلًا . يحلل مطياف رامان الاهتزازات الأساسية للجزيئات الكيميائية، والمعلومات الكاملة عنها متاحة بالفعل أو يمكن الحصول عليها بطرق تجريبية ونظرية بسيطة

خصائص الجهاز

بيك

• السرعة (عادة 5 – 10 ثواني)
• أبعاد مدمجة
• الدقة تحدد بعرض الخطوط المدروسة (حوالي 100 سم-1)
• الحد الأدنى لكمية المادة للتحليل هو حوالي 0.1 ملغ
• لا توجد قاعدة بيانات. لقد ظهرت هذه الطريقة مؤخرًا وهناك عدد قليل جدًا من أطياف NIR المُعايرة. وهذا يعني أنه يجب القيام بقدر كبير من العمل (يقوم به موظفون مؤهلون) لإنشاء قاعدة بيانات مناسبة للأدوية

إنسبيكتر

• سريع (عادة أقل من ثانية واحدة)
• يتميز مجمع رامان المحمول InSpectr بأبعاد ووزن أصغر بكثير من مطياف NIR
• الدقة تتحدد بعرض الخطوط المدروسة (حوالي 6 سم-1). وهذا يعني أنه يمكن تحديد عدد أكبر بكثير من المواد
• الحد الأدنى لكمية المادة للتحليل هو حوالي 0.001 ملغم (أي أقل بـ 100 مرة). ويرجع ذلك إلى الحساسية الأفضل لنظام الاستقبال في النطاق المرئي
• تم تطوير الطريقة بشكل جيد. تم تجميع قاعدة بيانات للأطياف المعايرة لعدد كبير من الأدوية والمواد الكيميائية