طیف سنجی NIR در آنالیز دارویی طیف سنجی رامان و NIR مسائل طیف سنجی NIR و نحوه حل آنها

دام و دامپزشکی

UDC 636.087.72:546.6.018.42 استفاده از طیف سنجی NIR برای تعیین مقدار ترکیبات معدنی و آلی در خوراک

S.I. نیکولایف، دکترای علوم کشاورزی I.O. کولاگو، کاندیدای علوم شیمی S.N. رودیونوف، کاندیدای علوم کشاورزی

دانشگاه کشاورزی دولتی ولگوگراد

این کار به بررسی امکانات روش بیان طیف‌سنجی NIR برای تعیین مقدار ترکیبات معدنی و آلی در خوراک می‌پردازد. در نتیجه تحقیق، عملکرد کالیبراسیون های ساخته شده با استفاده از مخلوط مدل دانه - بیشوفیت برای تعیین کمیت ترکیب معدنی نمونه های بیولوژیکی مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که داده های کالیبراسیون را می توان برای ارزیابی ترکیب معدنی مخلوط خوراک استفاده کرد.

کلمات کلیدی: روش NIR، مدل کالیبراسیون، بیشوفیت.

روش NIR مبتنی بر اندازه‌گیری بازتاب یا طیف‌های انتقال نمونه‌ها در محدوده طیفی تجلی فرکانس‌های مؤلفه‌ها و فرکانس‌های ارتعاش اساسی مولکول‌های آب، پروتئین، چربی، فیبر، نشاسته و سایر اجزای مهم نمونه‌ها است. تحت مطالعه، به دنبال محاسبه مقدار اندیکاتور با استفاده از مدل کالیبراسیون تعبیه شده در آنالایزر. ناحیه طیفی NIR محدوده طول موج 750-2500 نانومتر (0.75-2.5 میکرومتر) یا محدوده تعداد موج 14000-4000 سانتی متر -1 را پوشش می دهد. تابش در این ناحیه طیفی قدرت نفوذ بالایی دارد و در عین حال برای اجسام بیولوژیکی کاملا بی خطر است. به لطف این امکان تجزیه و تحلیل غلات کامل محصولات مختلف بدون آسیب به نمونه وجود دارد. مزایای اصلی آنالایزرهای NIR عبارتند از: اندازه گیری سریع، عدم آماده سازی نمونه و معرف. فرآیند تجزیه و تحلیل خود 2-3 دقیقه طول می کشد.

یکی از حوزه های جدید کاربرد روش NIR در مطالعه اجسام بیولوژیکی، مطالعه ترکیب محلول های آبی است.

از ادبیات مشخص شده است که محلول های نمک به طور مستقیم در منطقه NIR غیر فعال هستند و ثبت سیگنال بر اساس تغییرات در پیوندهای هیدروژنی بین نمک ها است.

یک مثال معمولی از اندازه گیری "خواص غیر طیفی" یک ماده با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز نزدیک، تعیین ترکیب نمک آب دریا است. در این راستا، مفهوم یک عامل تغییر IR قابل توجه می شود. کلرید سدیم ساختار آب را با اصلاح پیوندهای هیدروژنی تغییر می دهد که در طیف های ناحیه نزدیک به IR منعکس می شود.

در پیشرفت‌های علمی در سال‌های اخیر، جایگاه مهمی به بررسی تأثیر عناصر درشت و ریز مختلف در افزودنی‌های معدنی بر فرآیندهای متابولیکی بدن حیوانات و طیور و تأثیر این افزودنی‌ها بر کمی و کیفی آن اختصاص یافته است. شاخص های محصولات تولیدی

همانطور که توسط Ba11oi'^ کمبود خوراک در اسیدهای آمینه و انرژی نشان داده شده است

معمولاً تنها منجر به کاهش افزایش وزن و بدتر شدن پرداخت خوراک می شود، در حالی که

چگونه کمبود مواد معدنی و ویتامین ها می تواند باعث بیماری های مختلف و حتی مرگ حیوانات مزرعه شود.

منبع اصلی مواد معدنی برای حیوانات مزرعه، خوراک گیاهی است (به استثنای برخی موارد) که به عنوان مکمل های معدنی (نمک لیس برای حیوانات، گچ، پوسته برای طیور و غیره) وارد رژیم غذایی می شود. ترکیب معدنی خوراک بسته به کیفیت آنها، شرایط رشد گیاه، سطح فناوری کشاورزی آنها و تعدادی از عوامل دیگر، از جمله استان به اصطلاح بیوژئوشیمیایی، متفاوت است.

از آنجایی که حیوانات عناصر غذایی معدنی را با غذا و تا حدودی با آب دریافت می‌کنند، در این کار مطالعاتی بر روی محلول‌های آبی نمک‌ها (کلرید سدیم و کلرید منیزیم) و برخی ترکیبات آلی (قند، اسید آمینه) با استفاده از روش‌های طیفی مدرن با ثبت انجام شد. سیگنال ها در NIR (نزدیک به IR) - مناطق.

برای اندازه گیری غلظت محلول های آبی بیشوفیت با استفاده از روش NIR، یک مدل کالیبراسیون ساخته شد:

1) اندازه گیری ها در 4 نقطه (موقعیت های کووت) انجام شد.

2) هر نقطه بیست و چهار بار اسکن شد.

3) اندازه گیری با کمترین غلظت بیشوفیت (1٪) شروع شد.

4) هر نمونه سه بار اندازه گیری شد، دو بار اول با همان پر کردن کووت، بار سوم کووت دوباره پر شد.

5) نمونه ها به گونه ای انتخاب شدند که سه محدوده غلظت را مشخص کنند.

در نتیجه یک مدل کالیبراسیون برای تعیین غلظت بیشوفیت در آب با ضریب همبستگی 99/0 به دست آمد (شکل 1).

SEC J SECV I SEV ] MD | نمونه هایی با آنالیز شیمیایی ضعیف | حساب ها | طیف، بارها | شیمی. بار | طیف کل: 99

ارزش پیش بینی شده

;-N" rk- RP. u.

ارزش مرجع

معیارهای کنترل انتشار: 12 "00001

طیف های انتخابی را حذف کنید

همه تغییرات را لغو کنید

نشانگر SEC R2sec

مقدار 0.432567 0.999078

روند تند y = 0.0175+0.9991 x

شکل 1 - مدل کالیبراسیون بیشوفیت

شکل 1 یک مدل کالیبراسیون بیشوفیت را نشان می دهد که بر اساس محلول های بیشوفیت با غلظت های 1٪ تا 10٪، از 18٪ تا 28٪، از 32٪ تا 42٪ ساخته شده است.

مدل کالیبراسیون کمی

SEC SECV | SEV J MD | نمونه با شیمی ضعیف طیف کل: 48

تجزیه و تحلیل) حساب ها | طیف، بارها | شیمی. من

ارزش پیش بینی شده

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

ارزش مرجع

فهرست مطالب:

| مقدار

نمایش داده ها به صورت: | برنامه

کنترل انتشار

معیار: من 2-0000< *SECV Обновить |

طیف های انتخابی را حذف کنید

همه تغییرات را لغو کنید

نشانگر SECV R2secv F خط روند

مقدار 0.092000 0.999799 72877.753658 y = -0.0027+ 0.9996 X

شکل 2 - مدل کالیبراسیون کلرید سدیم

در همان دنباله، یک مدل کالیبراسیون برای کلرید سدیم برای ارزیابی مقایسه‌ای ساخته شد. ضریب همبستگی مدل 99/0 بود.

شکل 2 مدل کالیبراسیون محلول کلرید سدیم را با غلظت های 1% تا 10% از 18% تا 20% نشان می دهد.

برای تعیین غلظت قند محلول در آب مقطر، یک مدل کالیبراسیون به ترتیب بالا ساخته شد. ضریب همبستگی مدل 0.99 بود (شکل 3).

مدل کالیبراسیون کمیت

BES 5ES\/ | BEU) MO | نمونه با هوش مصنوعی شیمیایی ضعیف طیف کل: 107

m | حساب ها ] طیف، بارها | شیمی. بار |

مقدار پیش بینی شده 60-

ارزش مرجع

تعداد

نمایش داده ها به صورت: | برنامه

کنترل انتشار

معیارها: | 2-0000("به روز رسانی BESU |

طیف های انتخابی را حذف کنید

همه تغییرات را لغو کنید

نشانگر BESU (ggees/P روند مستقیم

مقدار 0.218130 0.999851 230092.131072 y = 0.0114 + 0.9996 x

شکل 3 - مدل کالیبراسیون شکر

شکل 3 یک مدل کالیبراسیون محلول قند را با غلظت های 1% تا 10%، از 18% تا 28%، از 40% تا 45% نشان می دهد.

مدل کالیبراسیون کیفی

شکل 4 - توزیع مدل های کالیبراسیون: 1) پی آلانین، 2) شکر،

3) بی شوفیت، 4) کلرید سدیم در یک سیستم مختصات واحد برای ارزیابی مدل های به دست آمده در مختصات دو جزء اصلی، مقایسه کیفی نقاط توزیع مدل های کالیبراسیون انجام شد: 1) P-آلانین، 2) شکر. ، 3) بیشوفیت ، 4) کلرید سدیم.

با استفاده از این کالیبراسیون ها، مطالعات زیر انجام شد. محلول های بیشوفیت با کسر جرمی ماده محلول 2٪، 4٪، 10٪ تهیه شد که با آن دانه (گندم، جو، جو دوسر) مرطوب شد. هنگام اندازه گیری غلظت محلول بیشوفیت با استفاده از روش NIR که برای مرطوب کردن غلات (گندم، جو، جو دوسر) استفاده شد، داده های زیر به دست آمد (جدول 1).

جدول 1 - غلظت بیشوفیت

غلظت محلول بیشوفیت قبل از خیس شدن دانه (گندم، جو، جو) غلظت محلول بیشوفیت بعد از خیس شدن دانه (گندم، جو، جو)

جو گندمی

10 % 10,1 10,2 10,3

هنگام خیس کردن دانه (گندم، جو، جو) با محلول بیشوفیت با غلظت های مختلف (2٪، 4٪، 10٪)، رنگ محلول بیشوفیت تغییر کرد.

در هر مورد، محلول بیشوفیتی که دانه با آن خیس شده بود، احتمالاً توسط مواد آلی (رنگدانه‌های) دانه رنگ می‌شد و از نظر بصری، محلول در غلظت بیشوفیت 2 درصد، با افزایش غلظت، رنگ اشباع‌تری داشت. از محلول بیشوفیت، شدت رنگ محلولی که دانه با آن خیس شد کاهش یافت.

از تجزیه و تحلیل نتایج جدول 1 می توان دریافت که غلظت محلول بیشوفیت (2٪، 4٪، 10٪) که دانه (گندم، جو، جو دوسر) با آن مرطوب شده است عملاً تغییری نکرده است. دانه مقداری مایع را جذب کرد. پس از این، محلول استفاده نشده تخلیه و حجم آن اندازه گیری شد. می توان فرض کرد که مقدار نمک باقیمانده روی دانه (گندم، جو، جو) در حجم مصرفی بیشوفیت حل شده است.

محاسبات نشان داده است که وقتی یک دانه گندم به وزن 1000 گرم با محلول بیشوفیت با غلظت (2٪، 4٪، 10٪) خیس می شود، مقدار منیزیم و کلر نشان داده شده در جدول 2 باید روی دانه (گندم، جو، جو دوسر) باقی بماند. ).

جدول 2 - مقدار محاسبه شده کاتیون های منیزیم و آنیون های کلر در دانه _______ (گندم، جو، جو)، پس از تیمار با محلول بیشوفیت_______

مقدار منیزیم گرم باقیمانده بر روی دانه ای با وزن 1000 گرم هنگام خیس شدن با بیشوفیت مقدار کلر گرم باقیمانده بر روی دانه ای با وزن 1000 گرم هنگام خیس شدن با بیشوفیت

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

دانه گندم 2.4 5.0 11.2 7.1 14.8 33.2

دانه جو 2.0 4.2 10.6 6.1 12.6 31.6

دانه جو 4.8 9.8 21.2 14.2 29.2 62.8

برای تعیین میزان کاتیون های منیزیم و آنیون های کلر دانه (گندم، جو، جو) تیمار شده با محلول بیشوفیت (2%، 4%، 10%) از روش الکتروفورز مویرگی (CEP) استفاده شد. مطالعات بر روی یک آنالایزر Kapel 105 با استفاده از روش تعیین کاتیون‌ها در خوراک M 04-65-2010 توسعه‌یافته (LUMEX LLC)، روش تعیین آنیون‌ها در خوراک M 04-73-2011 توسعه‌دهنده (LUMEX LLC) انجام شد. ما دانه (گندم، جو، جو) مرطوب شده با محلول بیشوفیت (2٪، 4٪، 10٪) را مطالعه کردیم. نتایج تحقیق در جدول 3 نشان داده شده است.

جدول 3 - محتوای کاتیون ها و آنیون ها در غلات (گندم، جو، جو).

مقدار منیزیم، گرم مقدار کلر، گرم

در 1000 گرم دانه در 1000 گرم دانه

بدون بیشوفیت Bischofite 2% o4 4 t و & o sh و B Bischofite 10% بدون bischofite o4 2 t و & o sh و B o4 4 t و & o sh و B Bischofite 10%

دانه گندم 2.8 4.5 6.7 11.4 3.3 8.5 12.G 22.7

دانه جو 2.4 3.9 5.6 16.G 4.5 5.6 1G.4 26.G

دانه جو 2.3 6.2 11.6 36.G 4.1 1G.G 26.G 44.G

1. به طور سنتی مرسوم است که در ارزیابی کیفیت آب و خوراک، وجود مقدار یک ماده معدنی خاص در آب و خوراک در نظر گرفته می شود؛ در این مورد، ما با کیفیت تأثیر این ماده معدنی بر روی فیزیکی و خوراک تماس گرفتیم. خواص شیمیایی آب و احتمالاً روی مخلوط خوراک.

2. مقایسه دو مدل کالیبراسیون (محلول های کلرید سدیم و کلرید منیزیم) نشان داد که مدل کالیبراسیون کلرید سدیم بر اساس محدوده طیفی 10400 تا 10900 سانتی متر-1 و برای بیشوفیت (کلرید منیزیم) از 10100 تا 10100 است. سانتی متر-1. از ادبیات مشخص شده است که محلول های نمک به طور مستقیم در منطقه NIR غیر فعال هستند و ثبت سیگنال بر اساس تغییرات در پیوندهای هیدروژنی بین نمک ها است.

بنابراین، تأثیر کلرید سدیم بر پیوندهای هیدروژنی در یک سیستم آب نمک با تأثیر کلرید منیزیم بر پیوندهای هیدروژنی در همان سیستم متفاوت است.

3. در یک سیستم مختصات واحد، اجزای آلی و معدنی در یک توالی مشخص، بدون اختلاط توزیع شدند.

4. مقدار محاسبه شده منیزیمی که باید روی دانه (گندم، جو، جو دوسر) باقی می ماند تقریباً به طور کامل با مقدار واقعی منیزیم تعیین شده با استفاده از سیستم الکتروفورز مویرگی Capel-105 مطابقت دارد.

مقدار کلر به طور قابل توجهی کمتر از مقدار محاسبه شده است.

5. تجزیه و تحلیل جدول 3 نشان می دهد که داده های به دست آمده با استفاده از کالیبراسیون روش NIR توسط مطالعات CEF تایید شده است.

6. در نتیجه تحقیق، عملکرد کالیبراسیون های ساخته شده با استفاده از مخلوط مدل "دانه - بیشوفیت" برای ارزیابی کمی ترکیب معدنی نمونه های بیولوژیکی مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که داده های کالیبراسیون را می توان برای ارزیابی ترکیب معدنی مخلوط خوراک استفاده کرد.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. گئورگیفسکی، V.I. تأثیر سطح منیزیم در جیره بر رشد و نمو جوجه های گوشتی [متن] / V.I. جورجیفسکی، A.K. عثمانیان، I. Tsitskiev // شیمی در کشاورزی. - 1973. - شماره 10. - ص 68-71.

2. شپتون، وی.ال. مقدمه ای بر روش طیف سنجی در ناحیه مادون قرمز نزدیک [متن]: راهنمای روش شناسی / V.L. زمزمه کننده. - کیف: مرکز روشهای طیف سنجی مادون قرمز LLC "Analit-Standard"، 2005. - 85 p.

3. اشمیت، وی. طیف سنجی نوری برای شیمیدانان و زیست شناسان [متن] / V. اشمیت. -M.: Tekhnosphere, 2007. - 368 p.

نزدیک IR چیست؟

ناحیه مادون قرمز نزدیک (NIR) طیف الکترومغناطیسی از 800 نانومتر تا 2500 نانومتر (12500 تا 4000 سانتی متر) گسترش می یابد.-1 ) و بین ناحیه mid-IR با طول موج های بلندتر و ناحیه مرئی با طول موج های کوتاه تر قرار دارد. محدوده میانی و نزدیک را می توان برای طیف سنجی ارتعاشی استفاده کرد. در حالی که طیف‌های میانی IR عمدتاً ارتعاشات اتمی را در پیوندهای شیمیایی منفرد اکثر مولکول‌ها ثبت می‌کنند، طیف‌های NIR متناظر به‌اصطلاح نورها و باندهای رامان را نشان می‌دهند.

در مقیاس اعداد موج (نگاه کنید به-1 ) این رنگ ها به صورت چیزی کمتر از فرکانس های تشکیل دهنده ارتعاشات اساسی ظاهر می شوند. به عنوان مثال، ارتعاش اصلی پیوند C-H (n) مولکول تری کلرومتان (CHCl3) در 3040 سانتی متر رخ می دهد.-1 ، سه رنگ اول (2n، 3n و 4n) در 5907 سانتی متر مشاهده می شوند.-1، 8666cm -1 و 11338cm -1 به ترتیب.

در عین حال، ظرفیت جذب با افزایش تعداد تون کاهش می یابد، به عنوان مثال، یک سری از این مقادیر برای CHCl3 25000، 1620، 48 است.

1.7 سانتی متر-1 /mol به ترتیب.

به دلیل کاهش شدید شدت تون های بالاتر، طیف های NIR معمولاً با همپوشانی و نوارهای رامان گروه های ساختاری سبک تر (مانند C-H، N-H و O-H) سرکوب می شوند. در این طیف NIR اطلاعات قابل توجهی در مورد ساختار مولکولی نمونه مورد مطالعه وجود دارد و این اطلاعات را می توان با روش های مدرن پردازش داده استخراج کرد.

مزایای طیف سنجی NIR

سرعت (معمولا 5 تا 10 ثانیه)

بدون نیاز به آماده سازی نمونه

آسان برای اندازه گیری

دقت بالا و تکرارپذیری تجزیه و تحلیل

بدون آلودگی

کنترل فرایند

امکان اندازه گیری از طریق بسته بندی شیشه ای و پلاستیکی

اتوماسیون اندازه گیری ها

انتقال یک روش از یک دستگاه به دستگاه دیگر

تجزیه و تحلیل خواص فیزیکی و شیمیایی

در مقایسه با روش‌های آنالیز شیمیایی مبتنی بر مایع، آنالیز طیف‌سنجی NIR سریع‌تر، ساده‌تر و دقیق‌تر است. اندازه گیری ها را می توان خیلی سریع انجام داد، معمولا زمان تجزیه و تحلیل تنها 5-10 ثانیه است. نیازی به آماده سازی نمونه اولیه یا آموزش ویژه پرسنل نیست. این طیف ها ممکن است حاوی اطلاعاتی در مورد خواص فیزیکی مواد مانند اندازه ذرات، پیش تصفیه حرارتی و مکانیکی، ویسکوزیته، چگالی و غیره باشند.

مقایسه طیف سنجی IR

نزدیک و میان برد

کاهش زمان آماده سازی نمونه یکی از مزیت های اصلی IR در مقایسه با mid-IR است. این در درجه اول به دلیل ضریب جذب نسبتا پایین اکثر مواد در محدوده NIR است. اندازه‌گیری‌های میان‌برد نمونه‌های پودری به‌طور سنتی یا با بازتاب منتشر یا با فشرده‌سازی نمونه‌ها در قرص‌ها و اندازه‌گیری طیف در حالت انتقال انجام می‌شوند. در هر دو مورد، نمونه ها باید ابتدا به صورت پودر ریز آسیاب شوند و سپس با ماده غیر جاذب مانند KBr مخلوط شوند. پودرها خرد شده و با KBr مخلوط می شوند، در قالب قرار می گیرند و با فشار بالا با استفاده از پرس هیدرولیک یا دستی به شکل قرص در می آیند. برای اندازه گیری بازتاب منتشر، نمونه خرد شده مخلوط شده با KBr مستقیماً در فنجان نمونه قرار داده می شود، سطح نمونه تراز می شود و سپس برای اندازه گیری ها به ضمیمه بازتاب منتشر وارد می شود. این روش‌های آماده‌سازی نمونه به طور گسترده و با موفقیت مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما دارای معایبی مانند زمان آماده‌سازی نمونه طولانی‌تر، پتانسیل بالاتر برای آلودگی نمونه، کاهش احتمالی تکرارپذیری نمونه به نمونه و کاربر به کاربر به دلیل تغییراتی که در طول آماده‌سازی نمونه با آن مواجه می‌شویم، و موارد اضافی هستند. هزینه رقیق کننده KBr

علاوه بر این، مزیت طیف‌سنجی NIR این است که از فیبر نوری نسبتاً ارزان برای اندازه‌گیری نمونه‌های جامد و مایع استفاده می‌کند. لوازم جانبی Mid-IR قابل مقایسه یا به دلیل دسترسی فیزیکی آنها محدود است یا به دلیل شکننده بودن و حمل کردن آنها دشوار است. همه اینها طیف‌سنجی NIR را برای استفاده در فرآیند تولید بسیار جذاب‌تر می‌کند.

مقایسه BIR طیف سنجی

و دستگاه های پراکنده

طیف سنج های فوریه در محدوده IR نزدیک به طور قابل توجهی با طیف سنج های پراکنده در محدوده نزدیک به IR در روش به دست آوردن طیف تفاوت دارند. دستگاه های پراکنده از یک شکاف باریک و یک عنصر پراکنده مانند توری برای تبدیل نور به طیف استفاده می کنند. این طیف بر روی حسگر یا آرایه ای از حسگرها پخش می شود، جایی که شدت نور در هر طول موج تعیین می شود. وضوح طیفی دستگاه های پراکنده توسط یک عرض شکاف ثابت، معمولاً 6-10 نانومتر (از 15 سانتی متر) تعیین می شود.-1 تا 25 سانتی متر -1 ، در 2000 نانومتر). رزولوشن را نمی توان در نرم افزار انتخاب کرد و افزایش وضوح نیاز به شکاف باریک تر و تضعیف سیگنال حاصل دارد. بنابراین، برای همه دستگاه های پراکنده مشکل انتخاب بین وضوح و نسبت سیگنال به نویز وجود دارد.

در مقابل، یک طیف‌سنج تبدیل فوریه، از یک تداخل سنج برای اسکن ترکیبی از طول‌موج‌های نوری که از یک ناحیه وسیع از یک منبع نزدیک به فروسرخ بیرون می‌آیند، استفاده می‌کند و این ترکیب‌ها را به یک آشکارساز می‌فرستد.

در هر اسکن تداخل سنج، داده ها در قالب یک تداخل سنج جمع آوری می شوند که در آن شدت سیگنال با جابجایی قسمت متحرک تداخل سنج همبستگی دارد. این افست تداخل سنج مستقیماً با طول موج مرتبط است و یک تبدیل ریاضی (تبدیل فوریه) برای ترسیم شدت سیگنال به عنوان تابعی از طول موج اعمال می شود که از آن اندازه گیری جذب طیفی یا عبور طیفی محاسبه می شود.

در همان زمان، یک پرتو لیزر HeNe از تداخل سنج عبور می کند و به آشکارساز خود هدایت می شود. جابجایی تداخل سنج منجر به ماکزیمم و مینیمم سیگنال در این آشکارساز لیزری می شود که در فواصل دقیق مشخصی که مضربی از طول موج لیزر هستند رخ می دهد. جایی که این سیگنال از صفر عبور می کند به عنوان نقاط جمع آوری برای دیجیتالی کردن سیگنال آشکارساز NIR استفاده می شود. بنابراین، به دلیل کنترل تبدیل دیجیتال، طیف سنج FTIR دارای دقت طول موج قابل توجهی بالاتر از هر ابزار پراکنده دیگری است. این دقت طول تاثیر مستقیمی بر شرایط پایداری مدل‌های کالیبراسیون توسعه‌یافته در سیستم‌های فوریه و همچنین بر توانایی انتقال مدل کالیبراسیون به سایر ابزار فوریه دارد که در ادامه توضیح داده خواهد شد.

وضوح طیفی برای طیف‌سنج‌های فوریه با درجه تحرک تداخل سنج تعیین می‌شود که توسط نرم‌افزار کنترل می‌شود، که این امکان را فراهم می‌کند تا وضوح را به میزان قابل توجهی در مقایسه با طیف‌سنج پراکنده افزایش داده و با کمک نرم‌افزار، وضوح را انتخاب کنید. در طول تحقیق علاوه بر این، پرتو پهن باند مادون قرمز نزدیک FTIR به جای شکاف مستطیلی باریک مورد استفاده در سند پراکنده، از طریق روزنه‌های دایره‌ای بزرگ هدایت می‌شود و ناحیه بزرگ‌تری از نمونه را روشن می‌کند و شدت نور را در آشکارساز افزایش می‌دهد. این مزیت عملکرد منجر به نسبت سیگنال به نویز بالاتر برای طیف‌سنج‌های FTIR در مقایسه با ابزارهای پراکنده می‌شود. نسبت سیگنال به نویز بهتر منجر به کاهش قابل توجهی در زمان تشخیص و در نتیجه به دست آوردن طیف هایی با کیفیت بالاتر در دستگاه فوریه در هر وضوح طیفی می شود.

FOURIER - Near IR Spectroscopy برای تجزیه و تحلیل کیفی و کمی

امروزه بسیاری از تولیدکنندگان نه تنها برای ارائه محصول نهایی با بالاترین کیفیت تلاش می کنند، بلکه برای بهبود کارایی تولید از طریق تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی و استفاده از نتایج حاصل در تولید تلاش می کنند. با به دست آوردن کنترل دقیق تر بر فناوری، می توان استفاده از مواد را با افزودن یا حذف آنها برای تولید محصولات مشخص بهینه کرد و در نتیجه هزینه های توزیع یا فرآوری را به حداقل رساند.

NIR یک تکنیک طیف‌سنجی است که به دلیل توانایی آن در انجام سریع اندازه‌گیری‌های از راه دور از طریق فیبر نوری کوارتز با کارایی بالا، برای پردازش اندازه‌گیری ایده‌آل است. تضعیف سیگنال در چنین فیبرهایی بسیار کم است (مثلاً 0.1 dB/km)، و کابل‌ها و حسگرهای فیبر نوری NIR ناهموار، نسبتاً ارزان و در دسترس هستند. سنسورهای پردازشی را می توان در صدها متری طیف سنج قرار داد و چندین حسگر را می توان به یک طیف سنج متصل کرد.

روش های اندازه گیری NIR

روش های نمونه برداری NIR برای جامدات بر اساس بازتاب منتشر یا اندازه گیری های انتقال ساده است. اندازه گیری بازتاب منتشر عمدتاً با استفاده از یک سنسور فیبر نوری یا یک کره یکپارچه انجام می شود.

در شکل شکل 2 یک طیف سنج NIR تبدیل فوریه MPA (ساخت شرکت Bruker Optik GmbH، آلمان) را نشان می دهد که دارای 2 پورت حسگر فیبر نوری و یک محفظه نمونه جداگانه است که امکان استفاده از روش انتقال مستقیم را فراهم می کند.

این عکس یک سنسور بازتاب معمولی را نشان می دهد که برای تجزیه و تحلیل نمونه های پودر در لوله های آزمایش استفاده می شود.

نمونه ها با تماس حسگر با مواد نمونه تجزیه و تحلیل می شوند. تکمیل تجزیه و تحلیل توسط LED های روشن نشان داده می شود.

کره یکپارچه (شکل 3) به شما امکان می دهد داده های طیفی را از مواد ناهمگن جمع آوری کنید، به عنوان مثال، پودرهای مخلوط، دانه ها، دانه های پلیمری و غیره. طیف های به دست آمده نشان دهنده میانگین فضایی همه مواد واقع در یک پنجره اندازه گیری دایره ای (قطر 25 میلی متر) است.

برای میانگین گیری بهتر، می توان از فنجان چرخان و نمونه گیری خودکار استفاده کرد.

انقلاب BIC

در داروسازی

صنعت.

مسائل مربوط به ارزیابی کیفیت

صنعت داروسازی به عنوان یکی از شدیدترین صنایع در جهان شناخته می‌شود و بروکر ابزارهای تست کیفیت را برای مصرف‌کنندگان دارویی تولید می‌کند که مصرف‌کنندگان را قادر می‌سازد بررسی کنند که آیا داروهایشان الزامات مورد نیاز را برآورده می‌کند یا خیر. بسته نرم افزاری OPUS تمام عملکردهای طیف سنج را کنترل می کند. این بسته نرم افزاری شامل تست جامع نرم افزار و مجموعه سخت افزاری می باشد. OPUS با فشار دادن یک کلید، عملکرد صحیح را به طور کامل بررسی می کند. این شامل آزمایش دستگاه تست داخلی ساخته شده در طیف سنج است.

این نرم افزار را می توان در حالت محافظت شده با رمز عبور "GLP" با کنترل کامل سرپرست بر دسترسی کاربر به منوها، تنظیمات و برنامه های ماکرو سفارشی اجرا کرد. بلوک داده کنترل کامل و خودکار تمام اقدامات انجام شده با طیف را فراهم می کند. یک زبان برنامه نویسی مبتنی بر نماد در نرم افزار تعبیه شده است تا رویه های پیچیده را خودکار کند. در نتیجه تکرارپذیری افزایش می یابد و خطاهای احتمالی کاهش می یابد.

بروکر یک شرکت ISO9000 است و کلیه نرم افزارها و سخت افزارها تحت کنترل کیفیت دقیق، مراحل متعدد تست نهایی و تایید قبل از تحویل به مشتری می باشد. نصب دستگاه در محل مشتری توسط مهندسین فنی مجرب ما انجام می شود که در هنگام تحویل و سپس به طور مداوم در طول عمر دستگاه، دستگاه کار را در اختیار مشتری قرار می دهند.

شناسایی مواد خام

یکی از اولین گام‌ها در تولید هر محصول دارویی، شناسایی و تأیید اینکه مواد اولیه مختلف ورودی نیازهای لازم را دارند، است. طیف‌سنجی NIR از طریق حسگرهای فیبر نوری به سرعت به روش استاندارد برای انجام این بررسی انطباق تبدیل می‌شود و سرعت بی‌سابقه‌ای را در شناسایی جامدات و مایعات فراهم می‌کند.

برای انجام این نوع تحلیل، یک مدل کالیبراسیون باید ایجاد شود که شامل مواد مورد نظر باشد. ابتدا، لازم است چندین طیف برای هر ماده خام، با در نظر گرفتن تغییرات احتمالی که ممکن است رخ دهد، بدست آوریم. این معمولاً شامل انواع مواد اولیه می شود که از فروشندگان مختلف، از مکان های مختلف و غیره به دست می آیند. هنگامی که طیف ها اندازه گیری می شوند، یک طیف متوسط ​​از هر ماده تولید می شود، و یک کتابخانه از تمام این طیف های متوسط، همراه با معیارهای (یا آستانه) قابل قبول از نظر آماری تعیین شده برای همه مواد موجود در کتابخانه ایجاد می شود.

سپس کتابخانه تأیید می کند که همه مواد به طور منحصر به فرد شناسایی می شوند. اکنون می توان از کتابخانه برای شناسایی مواد ناشناخته جدید با مقایسه طیف آنها با طیف های موجود در کتابخانه و تعیین کیفیت ضربه برای هر ماده در کتابخانه استفاده کرد. اگر این کیفیت ضربه کمتر از آستانه برای یک ماده و بیشتر از آستانه برای همه مواد دیگر باشد، ماده ناشناخته شناسایی می شود.

مایعاتی که باید شناسایی شوند را می توان با اندازه گیری انتقال در محفظه نمونه (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است) یا با استفاده از یک پروب غوطه وری فیبر اندازه گیری کرد. در هر صورت، ضرایب جذب کمتر NIR (در مقایسه با mid-IR) امکان استفاده از طول مسیر نمونه بسیار طولانی‌تر (یعنی 1 تا 10 میلی‌متر) را فراهم می‌کند. با توجه به این تفاوت در طول مسیر، اندازه گیری در محفظه نمونه سودمندتر می شود، زیرا امکان استفاده از لوله های شیشه ای ارزان قیمت استاندارد را به جای سلول های دقیق فراهم می کند و هزینه و مدت زمان اندازه گیری را کاهش می دهد.

تجزیه و تحلیل کمی از مواد فعال

بخش مهم دیگری از تجزیه و تحلیل کمی/کیفی در صنعت داروسازی، تجزیه و تحلیل کمی مواد فعال غلیظ است. این نوع تجزیه و تحلیل اغلب نیاز به آزمایش آزمایشگاهی گسترده از نمونه های آزمایشی دارد که در طول آزمایش از بین می روند. در مقابل، FTIR یک روش صرفه جویی در زمان و غیر مخرب برای انجام تجزیه و تحلیل کمی کنسانتره در مخلوط پودر یا مواد مایع، و همچنین در قرص ها و کپسول های دارویی از قبل تولید شده ارائه می دهد.

نمونه گیری موثر

یک عامل کلیدی در موفقیت FTIR برای تجزیه و تحلیل کمی، انتخاب روش نمونه گیری است که اغلب ترکیبی از نمونه گیری خودکار و دستی است. بروکر لوازم جانبی نمونه برداری را به طور خاص برای صنعت داروسازی تولید می کند. به عنوان مثال، یک نمونه‌گیر خودکار (شکل 5) را می‌توان در محفظه نمونه هر طیف‌سنج FTIR بروکر نصب کرد.

این لوازم جانبی دارای یک دیسک نمونه قابل تنظیم است که می تواند تا 30 نمونه را در خود جای دهد. کاربر شکاف های تبلت و حرکت دیسک را توسط نرم افزار OPUS یا یک فرمان ماکرو قابل تعریف توسط کاربر و/یا ارتباط با یک سیستم کنترل متمرکز متمرکز در کارخانه تولید پردازش می کند.

نمونه هایی از تجزیه و تحلیل مواد فعال

نمونه ای از تجزیه و تحلیل کمی یک کنسانتره ماده فعال در یک محصول دارویی نهایی توسط تبدیل فوریه فروسرخ (NIR) تعیین غلظت اسید استیل سالیسیلیک (ASA) در قرص های آسپرین است. برای انجام این تجزیه و تحلیل، از روش حداقل مربعات (OLS) برای پردازش طیف به‌دست‌آمده از قرص‌های آسپرین با غلظت مشخص ASA استفاده شد. غلظت ASA در نمونه ها از 85% تا 90% متغیر بود. علاوه بر ASA، قرص ها حاوی دو نوع نشاسته در محدوده 0٪ -10٪ بودند.

برای نصب مدل OLS برای این سیستم چند جزئی، تنها با وضوح 8 سانتی متر-1 44 طیف ثبت شد. محدوده بهینه برای ASA با استفاده از بسته نرم افزاری OPUS-Quant/2 (اعتبار متقابل) تعیین شد. ریشه میانگین مربعات خطا 0.35٪ و اختلاف R بود 2 - 93.8٪. این خطا در محدوده های مشخص شده توسط مشتری بود. نمودار غلظت واقعی و محاسبه شده در شکل 6 نشان داده شده است.

نمونه برداری از طریق بسته بندی

علاوه بر این، تعیین غلظت ماده فعال قرص آسپرین از طریق مواد پلاستیکی بسته بندی شفاف با استفاده از یک حسگر بازتابی منتشر فیبر نوری نشان داده شد، همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است. طیف های حاصل محدوده های محدب را از مواد پلیمری نشان دادند. بسته بندی شفاف، اما دو منطقه مجزا (6070-5900 سانتی متر-1 و 4730-4580cm -1 ) قله های حاوی آسپرین هنوز قابل مشاهده است و برای ایجاد مدل کالیبراسیون استفاده شد.

نمودار غلظت واقعی و یافت شده در شکل 8 نشان داده شده است. ریشه میانگین مربعات خطا 0.46٪ و اختلاف R بود 2 - 91.30٪، این مقادیر دوباره در محدوده تعیین شده توسط مشتری است. طیف های به دست آمده در این مثال در شکل 9 نشان داده شده است.

مزایای افزایش وضوح

در آنالیز طیفی

تا همین اواخر، اکثر نتایج منتشر شده در طیف‌سنجی NIR با استفاده از ابزارهای پراکنده با وضوح پایین، با وضوح طیفی بین 6 تا 10 نانومتر (از 15 سانتی‌متر) به دست می‌آمدند.-1 تا 25 سانتی متر -1 ، در 2000 نانومتر). ظهور طیف‌سنج‌های FT-NIR به پیشرفت‌های قابل توجهی در قابلیت‌های با وضوح بالا (بهتر از ۲ سانتی‌متر) منجر شده است.-1 ) طیف سنجی NIR.

طیف های NIR معمولاً با جذب طیفی بالا مشخص می شوند که به وضوح بالایی نیاز ندارد. در آن زمان، اغلب موقعیت هایی وجود دارد که نمی توان مدل کالیبراسیون مورد نظر را از طیف های با وضوح پایین ایجاد کرد. علاوه بر این، وضوح بالا به طور مستقیم بر دقت طول موج ابزار و در نتیجه، پایداری نتایج و "قابلیت حمل و نقل" مدل های کالیبراسیون تأثیر می گذارد.

به طور تجربی، برای نشان دادن ارزش افزایش وضوح در آنالیز طیفی، طیف NIR 5 قرص با غلظت‌های مختلف کم ماده فعال اندازه‌گیری شد. طیف در وضوح 8 سانتی متر اندازه گیری شد-1 و 2 سانتی متر -1 ، پس از آن یک مدل شناسایی برای تبلت ها با استفاده از OPUS ایجاد شد. با وضوح 2 سانتی متر-1 این مدل تنها توانست بین دارونما و قرص‌های حاوی مواد فعال تمایز قائل شود، در حالی که وضوح بالاتر 8 سانتی‌متری داشت-1 ، تمام غلظت ها به وضوح قابل تشخیص هستند.

شکل 10a طیف و نمودار بدست آمده برای دو جزء اصلی اندازه گیری ها را در 8 سانتی متر نشان می دهد.-1 . شکل 10b طیف و نمودار به دست آمده برای دو جزء اصلی اندازه گیری ها را در 2 سانتی متر نشان می دهد.-1 . 5 ناحیه در نمودار آخر نشان می دهد که مدل با وضوح بالاتر می تواند به وضوح 5 سطح غلظت ماده فعال را تشخیص دهد.

تعیین ضخامت لایه پوشش

طیف سنجی FTIR همچنین با موفقیت برای تعیین ضخامت لایه بر روی قرص های دارویی استفاده شده است. آزمایش‌های متعددی در این مطالعه انجام شد، از جمله آزمایش‌هایی با روابط غیرخطی بین اندازه‌گیری جذب نور و ضخامت لایه، شباهت ترکیب هسته و مواد پوشش، و عدم وجود نمونه‌های کالیبراسیون کافی برای کالیبراسیون استاندارد LSM. قله 7184 سانتی متر-1 که ماده هسته را از مواد پوشش متمایز می کند، زمانی که طیف NIR با وضوح بالا جمع آوری شد (2 سانتی متر-1، 0.4 نانومتر در 7184 سانتی متر) شناسایی شد.-1 ) روی یک طیف سنج فوریه-NIR IFS-28/N از بروکر (شکل 11 را ببینید).

تحقیقات نشان می‌دهد که ضخامت لایه را می‌توان به‌عنوان یک تناسب چند جمله‌ای برای منطقه پیک آن پیک نمونه مدل‌سازی کرد (شکل 12 را ببینید)، در حالی که کالیبراسیون حداقل مربعات همان داده‌ها به دلیل عدم وجود نمونه‌های کالیبراسیون کافی امکان‌پذیر نیست. همچنین، این کالیبراسیون با موفقیت برای تعدادی از گلوله ها استفاده شده است، اما برای اندازه گیری بازتاب منتشر فیبر نوری به دلیل نفوذ ناکافی فیبر به هسته غیر قابل قبول است.

کالیبراسیون انتقال

ایجاد یک مدل کالیبراسیون پایدار و قابل اعتماد یک کار بسیار کار بر و منابع فشرده است که شامل تهیه و تجزیه و تحلیل تعداد زیادی نمونه با استفاده از روش استاندارد و سپس تجزیه و تحلیل آنها با استفاده از روش فوریه-NIR است. بنابراین، مهم است که یک مدل کالیبراسیون ایجاد شود که بتواند در طول زمان مورد استفاده قرار گیرد و برای آن مهم نیست که چه نوع ابزار، نوع منابع، آشکارسازها، حسگرها و غیره استفاده می شود.

علاوه بر این، عوامل متعددی بر انتقال کالیبراسیون از یک ابزار به ابزار دیگر تأثیر می‌گذارند. این شامل، برای مثال، طول موج و دقت نورسنجی ابزارهای مختلف است. بنابراین، برای همه مدل‌های کالیبراسیون که از یک ابزار به ابزار دیگر منتقل می‌شوند، لازم است حداقل مجموعه اصلی کالیبراسیون‌ها (یا مجموعه کامل کالیبراسیون‌ها) روی ابزار جدید مجددا اندازه‌گیری شود تا ضرایب اصلاحی که به مدل اجازه می‌دهد تا مشخص شود. روی ساز جدید کار کنید

گاهی اوقات این امر منجر به مشکلاتی در انتقال مدل کالیبراسیون می شود و گاهی در مورد نمونه های کالیبراسیون کمیاب یا در حال تغییر، چنین انتقالی به هیچ وجه امکان پذیر نیست.

به طور معمول، مشکل در انتقال مدل کالیبراسیون دقت طول موج این دو ابزار است. فقدان یک محور طول موج پایدار عاملی است که توانایی انتقال مدل کالیبراسیون را در میان ابزارهای پراکنده بسیار محدود می کند. بنابراین، خط تولید طیف سنج FT-NIR ابزار دقیق بروکر دارای مزیت بزرگ استفاده از محور طول موج به عنوان یک روش کالیبراسیون است.

برای این کار ناحیه باریکی در طیف بخار آب اتمسفر با طول موج ثابت مشخص در نظر گرفته شده که به عنوان استاندارد طول موج مورد استفاده قرار می گیرد. این به طیف‌سنج‌های FT-NIR (تولید شده توسط Bruker Optik GmbH، آلمان) اجازه می‌دهد تا دقت طول موج بسیار بالاتری نسبت به هر ابزار پراکنده ارائه دهند. در نتیجه، انتقال مستقیم کالیبراسیون از یک دستگاه فوریه-NIR به دستگاه دیگر امکان پذیر است. مزیت این ویژگی، که از کالیبراسیون مجدد پرهزینه و در عین حال صرفه جویی در زمان، هزینه و تلاش جلوگیری می کند، قابل دست کم نیست.

یکی از این نمونه‌ها از انتقال مدل کالیبراسیون برای تعیین کمیت محتوای الکل ارواح در جدول 1 نشان داده شده است. کالیبراسیون بر روی یک طیف‌سنج بروکر IFS-28/N با کاوشگر غوطه‌وری A انجام شد و متعاقباً به یک بردار 22/N منتقل شد. طیف سنج بروکر با پروب غوطه وری B. پس از انتقال، مقایسه R 2 و خطاهای انحراف استاندارد موفقیت انتقال کالیبراسیون مستقیم را نشان داد. آزمایش‌های اضافی موفقیت انتقال مستقیم سایر مدل‌های کالیبراسیون از ابزاری به ابزار دیگر و همچنین انتقال مستقیم مدل‌ها بر روی یک دستگاه را پس از جایگزینی تمام اجزای اصلی سیستم، از جمله منبع NIR، لیزر HeNe، آشکارساز، حسگرها و الکترونیک نشان داده‌اند.

تست انطباق

اغلب لازم است تعیین شود که آیا محصول نهایی استاندارد خاصی را دارد یا خیر. انجام این کار در طیف سنج های بروکر آسان است، با استفاده از آزمون انطباق . مجموعه‌ای از طیف‌ها برای چند نمونه انتخابی از هر ماده اندازه‌گیری می‌شوند و در برابر طیف‌هایی که به‌طور مستقل توسط یک روش استاندارد تعیین می‌شوند، بررسی می‌شوند. برای هر ماده، همراه با طیف انحراف استاندارد، یک طیف متوسط ​​تولید می شود. سپس نمونه‌های جدید ماده مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند، طیف‌های آن‌ها با طیف متوسط ​​ذخیره‌شده مقایسه می‌شوند، و ارزیابی می‌شود که آیا طیف جدید در محدوده‌های قابل قبولی که توسط طیف انحراف استاندارد و فاکتور قابل تنظیم توسط مشتری تعریف شده است، ارزیابی می‌شود. یک گزارش تست انطباق معمولی در شکل 13 نشان داده شده است.

تجزیه و تحلیل مخلوط

در بسیاری از فرآیندهای دارویی، تجزیه و تحلیل فرآیند اختلاط دو یا چند جزء اغلب ضروری است. تجزیه و تحلیل مخلوط نقش مهمی در مخلوط کردن پودرها ایفا می کند، جایی که نمونه ها با ناهمگنی مشخص می شوند. نسبت بهینه در مخلوط محصول نهایی را تعیین می کند. فرآیند اختلاط باید در زمان واقعی با استفاده از طیف‌سنجی FTIR تأیید شود. طیف از مخلوط های مرجع صحیح گرفته می شود و سپس میانگین طیف و طیف انحراف استاندارد محاسبه می شود. پس از این، طیف ها در طول اختلاط گرفته شده، پردازش و با طیف متوسط ​​مقایسه می شوند. فرآیند اختلاط متوقف می شود اگر طیف حاصل از یک آستانه تعریف شده توسط کاربر برای طیف متوسط ​​مخلوط مورد نظر پایین بیاید.

نتیجه

طیف سنجی FT-NIR یک ابزار سریع، آسان و قابل اعتماد برای تضمین کیفیت و کنترل کیفیت در صنعت داروسازی است. عملکرد پیشرفته فناوری تبدیل فوریه مطالعات پیچیده تری را امکان پذیر می کند و امکان انتقال مستقیم کالیبراسیون را فراهم می کند. علاوه بر این، روش هایی مانند شناسایی مواد خام و تست کیفیت، تعیین غلظت ماده فعال، تست انطباق محصولات نهایی و تجزیه و تحلیل مخلوط محصولات در بین مصرف کنندگان در صنعت داروسازی رایج است.

به عنوان نسخه خطی

دولبنف دیمیتری ولادیمیرویچ

شناسایی داروها با طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک

04/14/02 – شیمی دارویی، فارماکگنوزی

پایان نامه برای مدرک دانشگاهی

کاندیدای علوم دارویی

مسکو – 2010

این کار در موسسه آموزشی دولتی آموزش عالی حرفه ای اولین دانشگاه پزشکی دولتی مسکو به نام

ناظران علمی:

دکترای علوم دارویی، آکادمی آکادمی علوم پزشکی روسیه، پروفسور

دکترای علوم دارویی، استاد

مخالفان رسمی:

سازمان رهبری:

مرکز علمی تمام روسیه برای ایمنی مواد فعال بیولوژیکی (VSC BAV)

دفاع "_______________________2010 در ساعت ____ در جلسه شورای پایان نامه (D 208.040.09) در اولین دانشگاه پزشکی دولتی مسکو به نام مسکو، بلوار نیکیتسکی، 13 انجام خواهد شد.

پایان نامه را می توان در کتابخانه دانشگاه پزشکی دولتی مسکو به نام آن یافت. مسکو، چشم انداز نخیموفسکی، 49.

دبیر علمی پایان نامه

شورای د 208.040.09

دکترای علوم دارویی،

استاد

مرتبط بودن موضوع تحقیق. طی 15 سال گذشته، طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک (NIR) به سرعت در حال توسعه بوده و در صنایع مختلف کاربرد پیدا کرده است. طیف سنجی NIR به عنوان یک روش موثر برای تجزیه و تحلیل کیفی و کمی شناخته شده است. این روش به طور گسترده در کشاورزی (برای تعیین کیفیت خاک، محتوای پروتئین، چربی و غیره در محصولات غذایی)، در صنعت (برای تعیین ترکیب فرآورده های نفتی، کیفیت محصولات نساجی و غیره) استفاده می شود. در پزشکی (برای تعیین چربی، اکسیژن در خون، مطالعات توسعه تومور). در حال حاضر، طیف‌سنجی NIR در حال تبدیل شدن به یکی از روش‌های کنترل در فرآیند در صنعت داروسازی در اروپا و ایالات متحده است.

برای آزمایش مواد خام ورودی، یکنواختی مخلوط کردن، تعیین نقطه پایان دانه بندی، رطوبت خشک کردن، یکنواختی قرص سازی و اندازه گیری ضخامت پوشش استفاده می شود.

روش طیف‌سنجی NIR در فارماکوپه اروپا و فارماکوپه ایالات متحده توصیف شده است، اما هنوز هم به ندرت در تجزیه و تحلیل داروسازی استفاده می‌شود: عمدتاً هنگام تعیین محتوای آب در آماده‌سازی‌های به‌دست‌آمده از خون.

در این راستا، توسعه روش های یکپارچه برای تجزیه و تحلیل مواد دارویی و داروها برای استفاده بیشتر از آنها در تجزیه و تحلیل فارمکوپه از اهمیت بالایی برخوردار است.

این موضوع در ارتباط با انتشار دوازدهمین ویرایش فارماکوپه دولتی فدراسیون روسیه از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

همچنین باید به مشکل مداوم داروهای تقلبی اشاره کرد که یکی از راه های حل آن توسعه روش های تجزیه و تحلیل سریع است.

با توجه به موارد فوق، یک مشکل فوری، توسعه روش های یکپارچه برای آنالیز مواد و فرآورده ها و شناسایی داروهای تقلبی با استفاده از روش طیف سنجی NIR است.

هدف و اهداف مطالعه. هدف از این مطالعه توسعه روش‌های یکپارچه برای آنالیز مواد و آماده‌سازی‌ها و شناسایی داروهای تقلبی با استفاده از روش طیف‌سنجی NIR بود.

برای رسیدن به این هدف، وظایف زیر حل شد:

- مطالعه امکان به دست آوردن طیف NIR از مواد، قرص ها و کپسول ها با استفاده از حسگر فیبر نوری و یک کره یکپارچه.

- مقایسه طیف NIR مواد و داروها؛

- طیف NIR داروها را با محتویات مختلف ماده فعال مقایسه کنید.

- مطالعه امکان استفاده از طیف‌سنجی NIR برای تعیین اصالت مواد و آماده‌سازی‌های تولیدکنندگان خاص و همچنین شناسایی داروهای تقلبی.

- ایجاد یک کتابخانه الکترونیکی از طیف NIR از مواد و داروها.

تازگی علمی نتایج تحقیق. برای اولین بار نشان داده شده است که از روش طیف سنجی NIR می توان هم برای تعیین اصالت مواد دارویی و هم برای محصولات دارویی نهایی (قرص و کپسول) استفاده کرد. نشان داده شده است که به طور کلی، طیف NIR مواد و داروها متفاوت است. طیف را می توان با استفاده از یک حسگر فیبر نوری و یک کره یکپارچه به دست آورد. نشان داده شده است که اگر پوسته کپسول یا بسته بندی قرص (بلستر) شفاف باشد، می توان بدون برداشتن کپسول ها یا خارج کردن قرص ها از بسته بندی، طیفی به دست آورد. نشان داده شده است که می توان از روش طیف سنجی NIR برای شناسایی داروهای تقلبی استفاده کرد، به شرطی که طیف داروهای اصلی و آزمایشی با هم مقایسه شوند. طیفی از مواد و داروها را می توان به عنوان یک کتابخانه الکترونیکی ذخیره کرد. مشخص شده است که برای مقایسه قابل اعتمادتر طیف داروی آزمایشی و طیف استاندارد، استفاده از پردازش داده های ریاضی مورد نیاز است.

اهمیت عملی کار روش‌های توسعه‌یافته برای آنالیز داروها با استفاده از طیف‌سنجی NIR برای تعیین اصالت مواد دارویی، داروها در قالب قرص‌ها و کپسول‌ها پیشنهاد شده‌اند. این تکنیک ها امکان استفاده از یک کره یکپارچه و یک حسگر فیبر نوری ("تفنگ") را فراهم می کند.

روش‌های توسعه‌یافته همچنین می‌تواند برای شناسایی صریح داروهای تقلبی و برای کنترل ورودی و خروجی مواد دارویی و واسطه‌ها در شرکت‌های داروسازی استفاده شود. این روش ها در برخی موارد امکان کنترل کیفیت غیر مخرب را بدون باز کردن بسته بندی اولیه فراهم می کند.

کتابخانه توسعه یافته طیف NIR می تواند برای شناسایی مواد، قرص ها و کپسول ها با استفاده از حسگر فیبر نوری ("تفنگ") و یک کره یکپارچه استفاده شود.

نتایج کار در بخش کنترل کیفیت تست شده و مورد استفاده قرار گرفته است.

تایید کار. مفاد اصلی کار پایان نامه در دوازدهم کنگره ملی روسیه "انسان و پزشکی" (مسکو، 2005)، کنگره بین المللی شیمی تحلیلی ICAS (مسکو، 2006) و چهاردهم کنگره ملی روسیه "انسان و پزشکی" گزارش و مورد بحث قرار گرفت. (مسکو، 2007). این کار در یک جلسه علمی و عملی گروه شیمی دارویی با دوره شیمی سم شناسی دانشکده علوم دارویی دانشگاه دولتی پزشکی مسکو مورد آزمایش قرار گرفت. 22 مارس 2010

انتشارات. 5 اثر چاپی با موضوع پایان نامه منتشر شده است.

پیوند تحقیق با طرح مسئله علوم دارویی. کار پایان نامه در چارچوب موضوع پیچیده ای از گروه شیمی دارویی دانشگاه پزشکی دولتی مسکو به نام انجام شد. "بهبود کنترل کیفیت داروها (جنبه های دارویی و زیست محیطی)" (ثبت ایالتی شماره 01.200.110.54.5).

ساختار و محدوده پایان نامه. پایان نامه در 110 صفحه متن تایپ شده ارائه شده است، مشتمل بر مقدمه، مرور ادبیات، 5 فصل مطالعات تجربی، نتیجه گیری کلی، فهرست منابع و همچنین به صورت جداگانه شامل 1 پیوست می باشد. کار پایان نامه با 3 جدول و 54 شکل به تصویر کشیده شده است. فهرست منابع شامل 153 منبع است که 42 منبع خارجی هستند.

مقررات دفاعی:

- نتایج مطالعه امکان به دست آوردن طیف NIR از مواد، قرص ها و کپسول ها با استفاده از حسگر فیبر نوری و یک کره یکپارچه.

- نتایج یک مطالعه مقایسه ای طیف NIR مواد و داروها، و همچنین طیف NIR داروهای با محتوای مختلف ماده فعال؛

- نتایج مطالعه امکان استفاده از طیف‌سنجی NIR برای تعیین اصالت مواد و آماده‌سازی‌ها از تولیدکنندگان خاص و همچنین شناسایی داروهای تقلبی.

1. موضوعات مورد مطالعه

مواد و آماده سازی تعدادی از داروها مورد مطالعه قرار گرفته است. در مجموع از 35 ماده در این مطالعه استفاده شد: هیدروکسید آلومینیوم، سولفات آمیکاسین، اسید اسکوربیک، آسکوربات سدیم، وارفارین سدیم، ویتامین B12، جمفیبروزیل، هیدروکسید منیزیم، گلورنورم، D-بیوتین، گلوکونات آهن، زوپیکلون، کلسیم پانل سی دی. فسفات، لیدوکائین هیدروکلراید، متوپرولول تارتارات، نیکوتین آمید، پاراستامول، پیریدوکسین هیدروکلراید، پیپراسیلین، رانیتیدین هیدروکلراید، ریبوفلاوین، تیامین مونونیترات، تیروتریسین، فاموتیدین، فولیک اسید، سفادروکسین، سفادروکسین زاسین هیدروکلراید، سیانوکبلامین، تولیدکنندگان مختلف و 59 دارو از تولیدکنندگان مختلف شامل: ایزونیازید، ملوکسیکام، امپرازول، رانیتیدین هیدروکلراید، ریفامپیسین، فاموتیدین، سیپروفلوکساسین، اسمومپرازول، اتامبوتول و همچنین 2 نمونه تقلبی (OMEZ 20 میلی گرم، دکتر ردیفامپ 150 میلی گرم)، آزمایشگاه دکتر ردیفا، 150 میلی گرم. .

2. تجهیزات و شرایط آزمایش

یک دستگاه MPA در کار استفاده شد - طیف‌سنج فوریه مادون قرمز نزدیک (Bruker Optics GmbH، آلمان). پارامترهای ضبط: محدوده طیفی از 800 نانومتر تا 2500 نانومتر (cm-1 تا 4000 cm-1)، تعداد اسکن ها 16، وضوح طیفی 4 سانتی متر-1. ابزار کنترل شد و طیف های به دست آمده با استفاده از بسته نرم افزاری OPUS 6.0 (Bruker Optics GmbH، آلمان) پردازش شدند. طیف NIR به دو روش به دست آمد:

1) با استفاده از حسگر فیبر نوری ("تفنگ")،

2)

هر دو روش برای به دست آوردن طیف NIR از مواد، قرص و کپسول استفاده شد.

سنسور فیبر نوری ("تفنگ") فقط امکان اندازه گیری بازتاب را فراهم می کند، در حالی که کره یکپارچه امکان اندازه گیری بازتاب و انتقال را می دهد. در این کار، طیف بازتاب NIR به دست آمد.

2.1. روش های بدست آوردن طیف NIR:

با استفاده از حسگر فیبر نوری ("تفنگ").

2.1.1. مواد . ماده پودری در یک کووت شفاف با ضخامت لایه 1 تا 3 سانتی متر ریخته شد و سپس سنسور فیبر نوری عمود بر سطح پودر فشرده شد. مراحل ثبت طیف با فشار دادن یک دکمه روی سنسور فیبر نوری آغاز شد. اندازه گیری طیف 3-5 بار از مناطق مختلف برای به دست آوردن نتایج تجزیه و تحلیل آماری قابل اعتماد تکرار شد.

2.1.2. قرص ها از تاول خارج می شوند . سنسور فیبر نوری عمود بر تبلت فشرده شد. مراحل ثبت طیف با فشار دادن یک دکمه روی سنسور فیبر نوری آغاز شد. اندازه گیری طیف 3-5 بار از مناطق مختلف قرص برای به دست آوردن نتایج تجزیه و تحلیل آماری قابل اعتماد تکرار شد.

2.1.3. قرص در تاول . اگر تاول شفاف باشد، اندازه گیری به شرح زیر انجام شد، سنسور فیبر نوری عمود بر سطح قرص در تاول فشار داده شد. مراحل ثبت طیف با فشار دادن یک دکمه روی سنسور فیبر نوری آغاز شد. اندازه گیری طیف 3-5 بار از مناطق مختلف قرص در تاول تکرار شد تا نتایج تجزیه و تحلیل آماری قابل اعتماد به دست آید. اگر تاول مات یا آلومینیومی بود، ابتدا قرص را از تاول خارج می کردند و سپس طیف NIR به دست می آمد.

2.1.4. کپسول . اگر پوسته کپسول شفاف باشد، اندازه گیری به شرح زیر انجام می شود: سنسور فیبر نوری عمود بر سطح کپسول در تاول فشرده می شود. مراحل ثبت طیف با فشار دادن یک دکمه روی سنسور فیبر نوری آغاز شد. اندازه‌گیری طیف‌ها 3 تا 5 بار از قسمت‌های مختلف کپسول در تاول تکرار شد تا نتایج آنالیز قابل اعتماد آماری به دست آید. اگر پوسته کپسول شفاف نبود، ابتدا کپسول را باز می کردند و سپس طیف محتویات آن را در یک کووت شیشه ای اندازه گیری می کردند.

2.2. روش های بدست آوردن طیف NIR:

با استفاده از یک کره یکپارچه

به دست آوردن طیف NIR در حالت بازتاب

2.2.1. مواد . ماده پودری در یک کووت شفاف با ضخامت لایه 1 تا 3 سانتی متر ریخته شد و سپس کووت در بالای پنجره نوری کره یکپارچه قرار گرفت. فرآیند اندازه گیری با استفاده از برنامه OPUS یا مستقیماً روی خود دستگاه (دکمه "شروع") روی رایانه شروع شد. اندازه گیری طیف 3-5 بار تکرار شد تا نتایج تجزیه و تحلیل آماری قابل اعتماد به دست آید.

2.2.2. قرص ها از تاول خارج می شوند . تبلت در یک نگهدارنده مخصوص قرار داده شد. یک نگهدارنده با یک تبلت در بالای پنجره نوری کره یکپارچه نصب شده بود. فرآیند اندازه گیری با استفاده از برنامه OPUS یا مستقیماً روی خود دستگاه (دکمه "شروع") روی رایانه شروع شد. اندازه گیری طیف 3-5 بار از مناطق مختلف قرص برای به دست آوردن نتایج تجزیه و تحلیل آماری قابل اعتماد تکرار شد.

2.2.3. کپسول . اگر پوسته کپسول شفاف باشد، اندازه گیری به شرح زیر انجام می شود: کپسول در یک نگهدارنده مخصوص قرار می گیرد. یک نگهدارنده با یک کپسول در بالای پنجره نوری کره یکپارچه نصب شده بود. فرآیند اندازه گیری با استفاده از برنامه OPUS یا مستقیماً روی خود دستگاه (دکمه "شروع") روی رایانه شروع شد. اندازه گیری طیف 3-5 بار از قسمت های مختلف کپسول برای به دست آوردن نتایج تجزیه و تحلیل آماری قابل اعتماد تکرار شد. اگر پوسته کپسول شفاف نبود، ابتدا کپسول باز می شد و سپس با قرار دادن سلول در بالای پنجره نوری کره یکپارچه، طیف محتویات یک سلول شیشه ای اندازه گیری می شد.

3. پردازش ریاضی طیف های NIR.

پردازش ریاضی طیف های به دست آمده با استفاده از برنامه OPUS IDENT، موجود در بسته نرم افزاری OPUS 6.0 (Bruker Optics GmbH، آلمان) انجام شد. طیف ناشناخته با محاسبه فاصله طیفی با طیف کتابخانه مرجع مقایسه شد. IDENT طیف های مقایسه ای را شناسایی می کند که به طیف تحلیل شده نزدیک هستند و انحرافات بین این طیف ها و طیف تجزیه و تحلیل شده را تعیین می کند. این به IDENT اجازه می دهد تا مواد ناشناخته را شناسایی کند و میزان مطابقت ماده با استاندارد مرجع را ارزیابی کند.

ما از دو روش پردازش ریاضی طیف‌های NIR استفاده کردیم: 1) تجزیه و تحلیل شناسایی که طیف و یک ماده خاص را همبستگی دارد و 2) تجزیه و تحلیل خوشه‌ای که طیف و گروهی از مواد را همبستگی دارد.

پس از اندازه‌گیری طیف‌ها، یک طیف متوسط ​​از هر ماده تولید می‌شود و یک کتابخانه از تمام این طیف‌های متوسط، همراه با معیارهای پذیرش (یا آستانه‌های) آماری تعیین‌شده برای همه مواد موجود در کتابخانه ایجاد می‌شود. طیف آزمون با تمام طیف های مرجع واقع در کتابخانه الکترونیکی مقایسه شد. نتیجه مقایسه بین طیف A و B با خروجی فاصله طیفی D خاتمه می یابد که در برنامه IDENT "ضریب کیفیت تطابق" نامیده می شود. فاصله طیفی درجه تشابه طیفی را نشان می دهد. دو طیف با فاصله طیفی برابر با صفر کاملاً یکسان هستند. هر چه فاصله بین دو طیف بیشتر باشد، فاصله طیفی بیشتر است. اگر فاصله طیفی کمتر از آستانه برای یک ماده و بیشتر از آستانه برای سایر مواد باشد، ماده ناشناخته شناسایی می شود.

تجزیه و تحلیل خوشه ای به شما امکان می دهد طیف های NIR را برای شباهت بررسی کنید و طیف های مشابه را به گروه ها تقسیم کنید. به این گروه ها کلاس ها یا خوشه ها می گویند. این نوع تجزیه و تحلیل برای ارائه راحت تر داده ها به صورت گرافیکی انجام شد.

الگوریتم های خوشه سلسله مراتبی طبق طرح زیر انجام می شود:

ابتدا فواصل طیفی بین تمام طیف ها را محاسبه کنید.

سپس دو طیف با بیشترین شباهت در یک خوشه ادغام می شوند،

· محاسبه فاصله بین این خوشه و سایر طیف ها،

دو طیف با کمترین فاصله دوباره در یک خوشه جدید ادغام می شوند،

· محاسبه فاصله بین این خوشه جدید و سایر طیف ها،

· دو طیف در یک خوشه جدید ادغام می شوند

این روش تا زمانی تکرار می شود که تنها یک خوشه بزرگ باقی بماند.

4 . نتایج تحقیق

امکان استفاده از روش طیف‌سنجی NIR برای شناسایی مواد و داروها از تعدادی تولیدکننده داخلی و خارجی بررسی شده است.

در نتیجه تحقیق، شش کتابخانه الکترونیکی مختلف از طیف های NIR ایجاد شد:

1) طیف NIR محتویات کپسول به دست آمده با استفاده از حسگر فیبر نوری ("تفنگ")،

2) طیف NIR محتویات کپسول به دست آمده با استفاده از یک کره یکپارچه،

3) طیف NIR قرص های به دست آمده با استفاده از حسگر فیبر نوری ("تفنگ")،

4) طیف NIR از قرص های به دست آمده با استفاده از یک کره یکپارچه،

5) طیف NIR از مواد به دست آمده با استفاده از حسگر فیبر نوری ("تفنگ")،

6) طیف NIR از مواد به دست آمده با استفاده از یک کره یکپارچه.

4.1. وابستگی طیف NIR مواد و فرآورده ها به روش تهیه (با استفاده از "تفنگ" و یک کره یکپارچه).

در شکل شکل 1 طیف NIR ماده هیدروکلراید رانیتیدین را از آزمایشگاه های Vera (هند)، نشان می دهد که با استفاده از یک "تفنگ" و یک کره یکپارچه به دست آمده است. شکل نشان می دهد که طیف ها در شدت باندهای جذبی متفاوت هستند، اما باندهای جذبی خود در مقادیر عدد موج منطبق هستند.

تفاوت اصلی بین طیف سنجی NIR و طیف سنجی IR میان برد این است که طیف ها را نمی توان از نظر بصری مقایسه کرد. واقعیت این است که، به طور کلی، تعداد باندهای کافی در طیف NIR وجود ندارد و شدت بسیاری از باندها کم است (به خصوص تون های دوم و سوم)، بنابراین پردازش ریاضی طیف ها مورد نیاز است.

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

برنج. 2. نتیجه تجزیه و تحلیل IDENT طیف NIR قرص های Ulfamid 40 میلی گرم، KRKA (اسلوونی)، به دست آمده با استفاده از "تفنگ" با استفاده از کتابخانه الکترونیکی طیف NIR به دست آمده با استفاده از یک کره یکپارچه.

برنج. 3. نتیجه تجزیه و تحلیل IDENT طیف NIR قرص های Ulfamid 40 میلی گرم، KRKA (اسلوونی)، به دست آمده با استفاده از یک کره یکپارچه با استفاده از یک کتابخانه الکترونیکی از طیف های NIR به دست آمده با استفاده از "تفنگ".

4.2. شناسایی ماده فعال توسط طیف NIR فرآورده های حاوی این ماده.

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

برنج. 7. نتیجه تجزیه و تحلیل IDENT طیف NIR قرص سیپروفلوکساسین 250 میلی گرم Cypress Pharmaceutical Inc. (ایالات متحده آمریکا)، با استفاده از کتابخانه ای متشکل از طیف NIR از مواد مختلف.

بنابراین، ما مشخص کردیم که با محتوای بالای ماده فعال (حداقل 40٪) در دارو، می توان اصالت دارو را با طیف NIR ماده تعیین کرد.

4.3. شناسایی داروها با دوزهای مختلف با استفاده از طیف NIR.

در بخش سوم مطالعه، متوجه شدیم که روش طیف‌سنجی NIR می‌تواند برای تعیین دوزهای مختلف یک داروی خاص، در صورتی که در کتابخانه الکترونیکی طیف‌های NIR موجود باشد، استفاده شود. برای این منظور، یک کتابخانه الکترونیکی از طیف های NIR از داروهای حاوی فاموتیدین به عنوان یک ماده فعال ایجاد شد که شامل 27 نمونه از 7 سازنده مختلف در دوزهای 10 میلی گرم، 20 میلی گرم و 40 میلی گرم بود (شکل 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=">

برنج. 9. نتایج تجزیه و تحلیل IDENT، قرص کوامامگ، 20 میلی گرم و 40 میلی گرم، Gedeon Richter Plc. (مجارستان) با استفاده از کتابخانه ای متشکل از طیف NIR از داروهای مختلف در دوزهای مختلف.

4.4. شناسایی داروها از طریق تاول

برای ایجاد امکان شناسایی داروها با استفاده از طیف‌سنجی NIR از طریق یک تاول، دو کتابخانه اضافی از طیف NIR شماره 7 و شماره 8 ایجاد شد:

7) طیف NIR کپسول ها با استفاده از یک حسگر فیبر نوری ("تفنگ") به طور مستقیم از طریق تاول،

8) طیف NIR قرص‌ها با استفاده از حسگر فیبر نوری ("تفنگ") مستقیماً از طریق تاول به دست می‌آیند.

در طول تجزیه و تحلیل، طیف NIR داروهای به دست آمده از تاول با طیف NIR به دست آمده از سطح قرص یا کپسول بدون تاول مقایسه شد. در شکل شکل 10 چنین مقایسه ای از طیف ها را برای کپسول های ریفامپیسین نشان می دهد.

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

برنج. 11. نتیجه تجزیه و تحلیل IDENT از طیف NIR کپسول های 150 میلی گرمی ریفامپیسین، (روسیه)، که با استفاده از یک "تفنگ" مستقیماً از طریق تاول و با استفاده از یک کتابخانه الکترونیکی به دست آمده از طریق تاول به دست آمد.

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

برنج. 13 طیف NIR محتویات کپسول امپرازول 20 میلی گرمی از 14 سازنده مختلف در مقایسه با یک نمونه تقلبی، با استفاده از یک کره یکپارچه به دست آمد.

از داده های به دست آمده مشخص است که بدون پردازش ریاضی، تنها طیف تقلبی را می توان به طور قابل اعتماد تشخیص داد.

با استفاده از نرم افزار "OPUS IDENT" برای مدل سه بعدی پردازش آماری طیف ها ("تجزیه و تحلیل خوشه ای")، توزیع طیف NIR کپسول های امپرازول 20 میلی گرمی عمومی را به دست آوردیم که می تواند در قالب یک دندروگرام ارائه شود. شکل 14).

برنج. 14. تجزیه و تحلیل خوشه ای نمونه های مورد مطالعه در سه نسخه از 14 سازنده مختلف گرفته شده است.

در نتیجه تجزیه و تحلیل خوشه ای، همه داروها به خوبی به کلاس های خود و بر اساس سازنده آنها تقسیم شدند (شکل 14).

پردازش ریاضی نتایج به دست آمده با استفاده از آنالیز IDENT وجود داروی تقلبی را نشان داد. برنامه OPUS مشخص کرد که این نمونه X واقعا جعلی است و "ضریب کیفیت تطابق" آن (فاصله طیفی) بسیار بالاتر از آستانه برای همه داروهای این گروه (امپرازول، کپسول 20 میلی گرم) از 14 سازنده مختلف است که از آنها یک الکترونیک کتابخانه ایجاد شد (شکل 15).

برنج. 15. نتیجه تجزیه و تحلیل IDENT برای نمونه تقلبی OMEZ 20 mg، Dr. آزمایشگاه ردی. (هند).

در نتیجه تجزیه و تحلیل IDENT، یک سری از تمام نمونه‌های اصلی کپسول‌های امپرازول 20 میلی‌گرمی به‌طور منحصربه‌فرد شناسایی شدند و ما یک جدول خلاصه از نتایج برای همه نمونه‌ها، از جمله نمونه جعلی (جدول 1) تهیه کردیم.

جدول 1. جدول خلاصه نتایج تجزیه و تحلیل IDENT در گروه امپرازول، کپسول 20 میلی گرم.

نام نمونه	فاصله طیفی
نمونه تقلبی
نمونه از KRKA
نمونه از شرکت آکریخین
نمونه از آزمایشگاه Ranbaxy
نمونه از Dr. آزمایشگاه ردی.
نمونه از M. J. Boipharm
شرکت نمونه
شرکت نمونه
شرکت نمونه
نمونه شرکت "فارما"
نمونه ای از شرکت Obolenskoye"
شرکت نمونه vit. کارخانه"

بنابراین، در نتیجه تحقیقات انجام شده برای شناسایی فرآورده های دارویی امپرازول از تولیدکنندگان مختلف با استفاده از طیف سنجی NIR، توانستیم به نتایجی در مورد شناسایی محصولات تقلبی برای داروی تقلبی OMEZ 20 mg، Dr. آزمایشگاه ردی. (هند)، و همچنین به طور منحصر به فرد هر ژنریک را با توجه به سازنده آن شناسایی کنید. ما همچنین نتایج تجزیه و تحلیل IDENT مثبت را برای همه قرص های حاوی رانیتیدین هیدروکلراید (12 نمونه) و فاموتیدین (9 نمونه) به دست آوردیم که به ما امکان می دهد سازنده هر نمونه را به طور منحصر به فرد شناسایی کنیم.

نتیجه گیری کلی

1. نشان داده شد که طیف NIR از مواد، قرص ها و کپسول ها را می توان با استفاده از حسگر فیبر نوری و یک کره یکپارچه به دست آورد. در این مورد، برای تأیید صحت، باید از یک کتابخانه الکترونیکی استفاده کنید که به همان روشی که برای گرفتن طیف NIR از نمونه آزمایش استفاده می شود، استفاده کنید.

2. نشان داده شده است که با محتوای بالای (حداقل 40٪) ماده فعال در دارو، می توان اصالت دارو را بر اساس طیف ماده تعیین کرد. با این حال، به طور کلی، برای شناسایی داروها، باید از یک کتابخانه الکترونیکی استفاده کرد که بر اساس طیف NIR داروهای مربوطه گردآوری شده است.

3. مشخص شده است که روش طیف‌سنجی NIR می‌تواند برای افتراق داروهایی از یک سازنده خاص که حاوی یک ماده فعال در دوزهای مختلف هستند استفاده شود. در عین حال، در برخی موارد تعیین کمی ماده فعال در داروهای تولید کنندگان مختلف با استفاده از روش طیف سنجی NIR دشوار است.

4. نشان داده شده است که از روش طیف سنجی NIR می توان برای شناسایی سازنده یک ماده یا دارو استفاده کرد. در این مورد، تجزیه و تحلیل موازی محصول آزمایش شده یک سری خاص و یک محصول شناخته شده از همان سری باید انجام شود.

5. یک کتابخانه الکترونیکی از طیف NIR از مواد و فرآورده های حاوی مواد فعال مختلف و تولید شده توسط تولید کنندگان مختلف توسعه یافته است.

1. , ارزیابی مقایسه ای کیفیت داروها با استفاده از طیف سنجی نزدیک مادون قرمز // چکیده ها. گزارش دوازدهم ملی روسیه congr. "انسان و پزشکی." - M.، 18-22 آوریل. 2005. – ص 780.

2. , تشخیص داروهای تقلبی با استفاده از طیف‌سنجی NIR // Proc. گزارش چهاردهم ملی روسیه congr. "انسان و پزشکی." - M.، 16-20 آوریل. 2007. – ص 17.

3. , روش طیف سنجی مادون قرمز نزدیک به عنوان یک جهت امیدوار کننده در ارزیابی کیفیت داروها // سوالات شیمی بیولوژیکی، پزشکی و دارویی - 2008 - شماره 4. - ص 7-9.

4. , کاربرد روش طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک برای شناسایی داروها // سوالات شیمی بیولوژیکی، پزشکی و دارویی. – 2008. – شماره 6. – ص 27-30.

5. Arzamastsev A. P.، Dorofeyev V. L.، Dolbnev D. V.، Houmoller L.، Rodionova O. Ye.روش های تحلیلی برای تشخیص سریع داروهای تقلبی کنگره بین المللی علوم تحلیلی (ICAS-2006)، مسکو، 2006. کتاب چکیده ها. ج 1. ص 108.

روش های مدرن برای ارزیابی کیفیت مواد اولیه دارویی و محصولات نهایی شامل طیف سنجی نزدیک به مادون قرمز است. این روش دارای چندین مزیت قابل توجه است، از جمله:

سادگی آماده سازی نمونه یا عدم نیاز کامل به آن. حذف این مرحله به شما امکان می دهد تا 80٪ از زمان صرف شده برای بررسی نمونه را صرفه جویی کنید. سرعت تجزیه و تحلیل بالا هنگام استفاده از آخرین نسل آنالایزرها، مانند، برای مثال، طیف سنج PT IM100 NIR، کل فرآیند تنها 15 دقیقه طول می کشد. امکان مطالعه دارو بدون باز کردن بسته. این ویژگی طیف سنجی NIR به ویژه هنگام تجزیه و تحلیل داروهای گران قیمت، مواد سمی (به عنوان مثال، داروهای شیمی درمانی) و غیره ارزشمند است. داروهای موجود در بسته بندی های پلاستیکی شفاف یا شیشه ای را می توان بدون باز کردن بررسی کرد.

• تجزیه و تحلیل همزمان اجزای مختلف مخلوط های پیچیده، از جمله اطلاعات در مورد غلظت آنها. برای مثال، با استفاده از این روش می‌توان درصد آب، حلال‌های آلی و سایر اجزای موجود در سیستم‌های ریزهتروژن، مانند امولسیون‌های روغن در آب یا آب در روغن را تجزیه و تحلیل کرد.
• امکان سازماندهی کنترل از راه دور نمونه ها در زمان واقعی به طور مستقیم در جریان فرآیند (کنترل از راه دور). برای این منظور از طیف سنج های ثابت یا قابل حمل استفاده می شود. دستگاه‌های ثابت در تأسیسات تولید شرکت‌های دارویی نصب می‌شوند، جایی که مستقیماً در خطوط تولید، نصب سنسورها در بالای تسمه‌های نقاله، در راکتورهای شیمیایی و اتاق‌های اختلاط ادغام می‌شوند. این به شما امکان می دهد اطلاعات را به صورت آنلاین دریافت کنید و از داده های دریافتی در سیستم کنترل خودکار استفاده کنید. آزمایشگاه‌های سیار کنترل کیفیت دارو اغلب به طیف‌سنج‌های NIR قابل حمل با باتری مجهز هستند.

روش های بدست آوردن طیف در ناحیه NIR

در ناحیه مادون قرمز نزدیک، طیف ها با استفاده از بازتاب انتقال یا انتشار به دست می آیند.

روش انتقال می تواند برای تجزیه و تحلیل مواد مایع و جامد استفاده شود. در این حالت مایعات در کووت یا سایر ظروف تخصصی که همراه دستگاه عرضه می شوند قرار می گیرند. چنین ظروف اندازه گیری می تواند از شیشه معمولی یا کوارتز ساخته شود. برای آزمایش انتقال نمونه های جامد، می توان از یک پروب یا کره استفاده کرد.

با این حال، تجزیه و تحلیل بازتاب منتشر مبتنی بر پروب دارای چندین مزیت قابل توجه است، زیرا طیف دقیق تر و نتایج دقیق تری را ارائه می دهد. این به دلیل این واقعیت به دست می آید که صفحه شیبدار نوک پروب فیبر نوری اثر چشمگیر را به حداقل می رساند و اجازه می دهد نور بیشتری پراکنده شود. علاوه بر این، یک ماژول را می توان در فیبر نوری برای خواندن بارکد از بسته بندی نمونه ادغام کرد. همچنین لازم به ذکر است که تنها با کمک یک پروب می توان نمونه های دور از خود دستگاه را شناسایی کرد.

برای آزمایش نمونه هایی با پراکندگی و بازتاب کم، از روش ترکیبی انتقال-بازتاب استفاده می شود. این به کووت ها و سنسورهایی با طراحی خاص نیاز دارد که به لطف آنها جریان پرتو دو بار از نمونه تجزیه و تحلیل شده عبور می کند.

علاوه بر این، طیف های "تقابل" را می توان در منطقه مادون قرمز نزدیک به دست آورد.

مسائل طیف سنجی NIR و راه های حل آنها

مشکلات اصلی این روش تحلیلی در صنعت داروسازی برای مدت طولانی دشواری تجزیه و تحلیل طیف بوده است که با باندهای جذب کمتر و نسبتاً گسترده تر در مقایسه با باندهای اساسی در ناحیه مادون قرمز میانی مشخص می شود.

ترکیب روش های ریاضی پردازش داده ها (شیمی سنجی) با نتایج تجزیه و تحلیل ابزاری، رفع این اشکال را ممکن ساخت. برای این منظور، تحلیلگرهای مدرن به بسته‌های نرم‌افزاری ویژه مبتنی بر روش خوشه‌ای یا متمایز پردازش نتایج مجهز شده‌اند.

برای اینکه بتوان منابع مختلف احتمالی تغییرات طیف را در تجزیه و تحلیل شیمی‌سنجی در نظر گرفت، کتابخانه‌های خاصی از طیف در شرکت‌های داروسازی ایجاد می‌شوند که سازنده مواد خام، فرآیند تکنولوژیکی تولید آن، همگنی مواد از دسته های مختلف، دما، نحوه به دست آوردن طیف و عوامل دیگر.

طبق الزامات مقررات اروپا، برای جمع آوری کتابخانه ها، مطالعه حداقل 3 نمونه از ماده دارویی برای به دست آوردن 3 طیف یا بیشتر ضروری است.

یکی دیگر از مشکلات احتمالی - امکان تغییر در طیف به دلیل ویژگی های طراحی طیف سنج NIR - با واجد شرایط بودن دستگاه مطابق با الزامات داروسازی حل می شود.

مواردی که باید هنگام انجام تحقیق به خاطر بسپارید

در طیف‌سنجی NIR نمونه‌های مایع و سایر نمونه‌های حساس به حرارت، ماهیت طیف به درجه حرارت آن بستگی دارد. تفاوت تنها چند درجه می تواند به طور قابل توجهی طیف را تغییر دهد. این نکته باید در هنگام توسعه دستور پخت و آزمایش فناوری در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، هنگام ایجاد یک دارو یا محصول آرایشی جدید با استفاده از هموژنایزر آزمایشگاهی آزمایشی، اغلب لازم است مخلوط هموژنیزه شده را گرم کنید. نمونه ای از امولسیون به دست آمده از این طریق باید قبل از بررسی در یک طیف سنج NIR خنک شود.

هنگام مطالعه مواد خام پودری، وجود مقادیر باقیمانده حلال (آب و غیره) می تواند بر نتایج آنالیز تأثیر بگذارد. بنابراین، تک نگاری های فارمکوپه بیانگر نیاز و فناوری خشک کردن چنین نمونه هایی است. نتایج طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک تحت تأثیر ضخامت لایه پودری است که مستقیماً بر درجه عبور تأثیر می‌گذارد. هرچه لایه ضخیم تر باشد، جذب بالاتری دارد. بنابراین، اگر وظیفه آزمایش مقایسه نمونه‌های مختلف با استفاده از روش انتقال باشد، لازم است نمونه‌هایی با ضخامت لایه یکسان تهیه شود یا هنگام مقایسه نتایج به‌دست‌آمده، این شاخص را در نظر گرفت. اگر درجه انعکاس آنالیز شود، ضخامت لایه می تواند هر باشد (اما نه کمتر از عمق نفوذ پرتو). برای آنالیز نمونه پودری با استفاده از روش بازتاب منتشر که ضخامت لایه آن کمتر از عمق نفوذ تیر است، نمونه باید محافظ شود. علاوه بر این، ویژگی های طیف به خواص نوری، چگالی و چندشکلی مواد مورد مطالعه بستگی دارد.

مزایای طیف سنجی NIR

• آسان برای اندازه گیری
• دقت و تکرارپذیری بالا در آنالیز (دقت آنالیز با کیفیت پردازش طیف، عکس العمل و دقت کالیبراسیون قطعات مکانیکی، کالیبراسیون منبع تابش تعیین می شود)
• بدون آلودگی
• امکان اندازه گیری از طریق بسته بندی شیشه ای و پلاستیکی
• اتوماسیون اندازه گیری ها از برنامه OPUS استفاده می شود. کار با این برنامه نیاز به یک کاربر مجرب دارد
• انتقال یک روش از یک دستگاه به دستگاه دیگر
• تجزیه و تحلیل خواص فیزیکی و شیمیایی

مزایای طیف سنجی رامان

• بدون نیاز به آماده سازی نمونه
• به دلیل عدم وجود قطعات مکانیکی و مشخصه های طیفی تعریف شده تر، اندازه گیری طیف های رامان به طور قابل توجهی ساده تر از NIR است.
• اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی رامان به‌عنوان اثر انگشت شیمیایی در نظر گرفته می‌شوند (یعنی دقیق‌ترین نمونه‌های موجود امروزی). عدم وجود قطعات متحرک و استقلال طیف رامان از نوسانات فرکانس و شدت امیتر، تکرارپذیری فوق العاده بالایی از اندازه گیری ها را فراهم می کند.
• بدون آلودگی
• انجام اندازه‌گیری‌ها از طریق شیشه (شامل شیشه‌های رنگی) و بسته‌بندی پلاستیکی امکان‌پذیر است و شناسایی عناصر جداگانه (بسته‌بندی و داروها) بسیار قابل اعتمادتر از روش NIR است.
• اتوماسیون اندازه گیری ها یک رابط نرم افزاری کاربر ایجاد شده است که به کاربر آموزش ندیده اجازه می دهد تا با دستگاه کار کند. این برنامه به راحتی با کاربر نهایی سازگار می شود. این نکته برای کار داروسازان و پزشکان بسیار مهم است
• طیف رامان ضبط شده بر روی دو ابزار مختلف با وضوح طیفی یکسان همیشه منطبق است. بنابراین مشکلی برای انتقال روش وجود ندارد
• تجزیه و تحلیل دقیق تری از خواص فیزیکی و شیمیایی مواد مورد مطالعه امکان پذیر است، زیرا تکنیک NIR رنگ های ارتعاشات اساسی را اندازه گیری می کند، به دست آوردن مستقیم اطلاعات فیزیکی از انرژی و مقاطع پراکندگی آن بسیار دشوار، اگر نگوییم غیرممکن است. . طیف‌سنجی رامان ارتعاشات اساسی مولکول‌های شیمیایی را تجزیه و تحلیل می‌کند که اطلاعات کاملی در مورد آنها یا از قبل در دسترس است یا می‌توان با روش‌های تجربی و نظری ساده به دست آورد.

ویژگی های دستگاه

BIC

• سرعت (معمولا 5 تا 10 ثانیه)
• ابعاد فشرده
• وضوح تعیین شده توسط عرض خطوط مورد مطالعه (حدود 100 سانتی متر-1)
• حداقل مقدار ماده برای آنالیز تقریباً 0.1 میلی گرم است
• هیچ پایگاه داده ای وجود ندارد. این روش اخیراً ظاهر شده است و طیف های NIR کالیبره شده بسیار کمی وجود دارد. این بدان معنی است که حجم عظیمی از کار باید انجام شود (که توسط پرسنل واجد شرایط انجام شود) تا یک پایگاه داده دارویی مناسب ایجاد شود

InSpektr

• سریع (معمولا کمتر از 1 ثانیه)
• مجموعه رامان قابل حمل InSpectr ابعاد و وزن بسیار کمتری نسبت به طیف سنج NIR دارد
• رزولوشن با عرض خطوط مورد مطالعه (حدود 6 سانتی متر-1) تعیین می شود. این بدان معنی است که تعداد قابل توجهی از مواد را می توان شناسایی کرد
• حداقل مقدار ماده برای تجزیه و تحلیل تقریباً 0.001 میلی گرم (یعنی 100 برابر کمتر) است. این به دلیل حساسیت بهتر سیستم گیرنده در محدوده قابل مشاهده است
• روش به خوبی توسعه یافته است. پایگاه داده ای از طیف های کالیبره شده از تعداد زیادی دارو و مواد شیمیایی جمع آوری شده است