Spektrometri NIR dalam analisis farmasi.  Spektroskopi Raman dan NIR Masalah spektrometri NIR dan cara penyelesaiannya

HEWAN DAN HEWAN

UDC 636.087.72:546.6.018.42 APLIKASI SPEKTROSKOPI NIR UNTUK MENENTUKAN JUMLAH SENYAWA INORGANIK DAN ORGANIK PADA PAKAN

S.I. Nikolaev, Doktor Ilmu Pertanian I.O. Kulago, Calon Ilmu Kimia S.N. Rodionov, Calon Ilmu Pertanian

Universitas Agraria Negeri Volgograd

Karya ini mengkaji kemungkinan metode ekspres spektroskopi NIR untuk menentukan jumlah senyawa anorganik dan organik dalam pakan. Sebagai hasil dari penelitian, kinerja kalibrasi yang dibuat diuji menggunakan campuran model “butir-bischofite” untuk mengukur komposisi mineral sampel biologis. Hasilnya menunjukkan bahwa data kalibrasi dapat digunakan untuk menilai komposisi mineral campuran pakan.

Kata kunci : Metode NIR, model kalibrasi, bischofite.

Metode NIR didasarkan pada pengukuran spektrum pantulan atau transmisi sampel dalam rentang spektral manifestasi frekuensi komponen dan nada tambahan frekuensi getaran dasar molekul air, protein, lemak, serat, pati, dan komponen penting lainnya dari sampel. dipelajari, dilanjutkan dengan penghitungan nilai indikator menggunakan model kalibrasi yang terpasang pada alat analisa. Daerah spektral NIR meliputi rentang panjang gelombang 750-2500 nm (0,75-2,5 µm) atau rentang bilangan gelombang 14000-4000 cm -1. Radiasi di wilayah spektral ini memiliki daya tembus yang besar dan sekaligus sepenuhnya aman bagi objek biologis. Berkat ini, dimungkinkan untuk menganalisis biji-bijian dari berbagai tanaman tanpa merusak sampel. Keuntungan utama alat analisa NIR adalah: pengukuran cepat, kurangnya persiapan sampel dan reagen. Proses analisisnya sendiri memakan waktu 2-3 menit.

Salah satu bidang baru penerapan metode NIR dalam studi objek biologis adalah studi tentang komposisi larutan air.

Diketahui dari literatur bahwa larutan garam tidak aktif secara langsung di wilayah NIR dan registrasi sinyal didasarkan pada perubahan ikatan hidrogen antar garam.

Contoh khas pengukuran “sifat non-spektral” suatu zat menggunakan spektroskopi inframerah dekat adalah penentuan komposisi garam air laut. Dalam hal ini, konsep agen peralihan IR menjadi penting. Natrium klorida mengubah struktur air dengan memodifikasi ikatan hidrogen, yang tercermin dalam spektrum di wilayah dekat IR.

Dalam perkembangan ilmu pengetahuan beberapa tahun terakhir, tempat penting telah dikhususkan untuk mempelajari pengaruh berbagai unsur makro dan mikro dalam bahan tambahan mineral terhadap proses metabolisme tubuh hewan dan unggas serta pengaruh bahan tambahan tersebut terhadap kualitatif dan kuantitatif. indikator produk yang diproduksi.

Hal ini ditunjukkan dengan kekurangan pakan berupa asam amino dan energi Ba11oi'^

biasanya hanya menyebabkan penurunan pertambahan bobot dan penurunan pembayaran pakan, sementara itu

bagaimana kekurangan mineral dan vitamin dapat menyebabkan berbagai penyakit bahkan kematian hewan ternak.

Sumber utama mineral untuk hewan ternak adalah pakan nabati (dengan beberapa pengecualian), yang dimasukkan ke dalam makanan sebagai suplemen mineral (garam jilat untuk hewan, kapur, cangkang untuk unggas, dll.). Komposisi mineral pakan bervariasi tergantung pada kualitasnya, kondisi pertumbuhan tanaman, tingkat teknologi pertaniannya dan sejumlah faktor lainnya, termasuk provinsi biogeokimia.

Karena hewan menerima unsur nutrisi mineral dengan makanan dan sebagian dengan air, penelitian ini dilakukan pada larutan garam dalam air (natrium klorida dan magnesium klorida) dan beberapa senyawa organik (gula, asam amino) menggunakan metode spektral modern dengan registrasi sinyal di NIR (dekat-IR) - area.

Untuk mengukur konsentrasi larutan bischofite dalam air menggunakan metode NIR, model kalibrasi dibuat:

1) pengukuran dilakukan pada 4 titik (posisi kuvet);

2) setiap titik dipindai dua puluh empat kali;

3) pengukuran dimulai dengan konsentrasi bischofite terendah (1%);

4) masing-masing sampel diukur sebanyak tiga kali, dua kali pertama dengan pengisian kuvet yang sama, ketiga kali kuvet diisi ulang;

5) sampel dipilih sedemikian rupa untuk mengkarakterisasi tiga rentang konsentrasi.

Hasilnya, diperoleh model kalibrasi untuk menentukan konsentrasi bischofite dalam air dengan koefisien korelasi 0,99 (Gambar 1).

SEC J SECV I SEV ] MD | Sampel dengan analisis kimia yang buruk | Akun | Spektrum, beban | kimia. memuat | Spektrum total: 99

Nilai yang diprediksi

;-N" rk- RP.u.

Nilai referensi

Kriteria pengendalian emisi: 12"00001

Kecualikan spektrum yang dipilih

Batalkan semua perubahan

Indikator SEC R2detik

Kuantitas 0,432567 0,999078

Tren pedas y = 0,0175+0,9991 x

Gambar 1 - Model kalibrasi bischofite

Gambar 1 menunjukkan model kalibrasi bischofite yang dibuat berdasarkan larutan bischofite dengan konsentrasi dari 1% hingga 10%, dari 18% hingga 28%, dari 32% hingga 42%.

Model kalibrasi Kuantitatif

SEC SECV | SEV JMD | Sampel dengan kimia yang buruk Total spektrum: 48

analisis) Akun | Spektrum, beban | kimia. Saya

Nilai yang diprediksi

SAYA. . 0 5 . . , . . . . 1 . . . . , . 10 15 20

Nilai referensi

Indeks:

|Kuantitas

Tampilkan data sebagai: | Jadwal

Pengendalian emisi

Kriteria: I 2-0000< *SECV Обновить |

Kecualikan spektrum yang dipilih

Batalkan semua perubahan

Indikator SECV R2secv F Garis tren

Besaran 0,092000 0,999799 72877,753658 y = -0,0027+ 0,9996 X

Gambar 2 - Model kalibrasi natrium klorida

Dalam urutan yang sama, model kalibrasi natrium klorida dibangun untuk penilaian komparatif. Koefisien korelasi model adalah 0,99.

Gambar 2 menunjukkan model kalibrasi larutan natrium klorida dengan konsentrasi dari 1% hingga 10%, dari 18% hingga 20%.

Untuk menentukan konsentrasi gula yang terlarut dalam air suling, dibangun model kalibrasi dengan urutan di atas. Koefisien korelasi model adalah 0,99 (Gambar 3).

Kuantitas model kalibrasi

BES 5ES\/ | BEU) MO | Sampel dengan spektrum total AI kimia yang buruk: 107

m | Akun ] Spektrum, banyak | kimia. memuat |

Nilai prediksi 60-

Nilai referensi

Kuantitas

Tampilkan data sebagai: | Jadwal

Pengendalian emisi

Kriteria: | 2-0000(“Pembaruan BESU |

Kecualikan spektrum yang dipilih

Batalkan semua perubahan

Indikator BESU (ggee/ P Tren langsung

Besaran 0,218130 0,999851 230092,131072 y =0,0114 + 0,9996 x

Gambar 3 - Model kalibrasi gula

Gambar 3 menunjukkan model kalibrasi larutan gula dengan konsentrasi 1% hingga 10%, dari 18% hingga 28%, dari 40% hingga 45%.

Model kalibrasi Kualitatif

Gambar 4 - Distribusi model kalibrasi: 1) P-alanin, 2) gula,

3) bischofite, 4) natrium klorida dalam sistem koordinat tunggal Untuk mengevaluasi model yang diperoleh dalam koordinat dua komponen utama, dilakukan perbandingan kualitatif titik distribusi model kalibrasi: 1) P-alanin, 2) gula , 3) bischofite, 4) natrium klorida.

Dengan menggunakan kalibrasi ini, penelitian berikut dilakukan. Larutan bischofite dibuat dengan fraksi massa zat terlarut 2%, 4%, 10%, yang dengannya biji-bijian (gandum, barley, oat) dibasahi. Saat mengukur konsentrasi larutan bischofite menggunakan metode NIR yang digunakan untuk membasahi biji-bijian (gandum, barley, oat), diperoleh data sebagai berikut (Tabel 1).

Tabel 1 - Konsentrasi bischofite

Konsentrasi larutan bischofite sebelum membasahi gabah (gandum, barley, oats) Konsentrasi larutan bischofite setelah membasahi gabah (gandum, barley, oats)

gandum jelai gandum

10 % 10,1 10,2 10,3

Saat biji-bijian (gandum, barley, oats) dibasahi dengan larutan bischofite dengan konsentrasi berbeda (2%, 4%, 10%), warna larutan bischofite berubah.

Dalam setiap kasus, larutan bischofite yang membasahi butiran diwarnai, kemungkinan oleh bahan organik (pigmen) butiran, dan secara visual larutan memiliki warna yang lebih jenuh pada konsentrasi bischofite 2%; dengan peningkatan konsentrasi larutan bischofite, intensitas warna larutan yang membasahi butiran menurun.

Dari analisis hasil pada Tabel 1 terlihat bahwa konsentrasi larutan bischofite (2%, 4%, 10%) yang membasahi biji-bijian (gandum, barley, oats) praktis tidak berubah. Biji-bijian menyerap sejumlah cairan. Setelah itu, larutan yang tidak terpakai ditiriskan dan diukur volumenya. Dapat diasumsikan bahwa jumlah garam yang tersisa pada biji-bijian (gandum, barley, oats) dilarutkan dalam volume bischofite yang dikonsumsi.

Perhitungan menunjukkan bahwa ketika butiran gandum seberat 1000 g dibasahi dengan larutan bischofite dengan konsentrasi (2%, 4%, 10%) jumlah magnesium dan klorin yang ditunjukkan pada Tabel 2 harus tetap ada pada butiran (gandum, barley, oats). ).

Tabel 2 - Perhitungan kandungan kation magnesium dan anion klorin pada biji-bijian _______ (gandum, barley, oat), setelah diolah dengan larutan bischofite_______

Jumlah magnesium g yang tersisa pada butiran seberat 1000 g bila dibasahi dengan bischofite Jumlah klorin g yang tersisa pada butiran seberat 1000 g bila dibasahi dengan bischofite

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

Gandum 2,4 5,0 11,2 7,1 14,8 33,2

Biji jelai 2,0 4,2 10,6 6,1 12,6 31,6

Biji gandum 4,8 9,8 21,2 14,2 29,2 62,8

Untuk menentukan jumlah kation magnesium dan anion klorin dari biji-bijian (gandum, barley, oats) yang diolah dengan larutan bischofite (2%, 4%, 10%), digunakan metode elektroforesis kapiler (CEP). Penelitian dilakukan pada alat analisa Kapel 105, dengan menggunakan metode penentuan kation pada feed M 04-65-2010 yang dikembangkan (LUMEX LLC), metode penentuan anion pada feed pengembang M 04-73-2011 (LUMEX LLC). Kami mempelajari biji-bijian (gandum, barley, oats) yang dibasahi dengan larutan bischofite (2%, 4%, 10%). Hasil penelitian ditampilkan pada Tabel 3.

Tabel 3 - Kandungan kation dan anion dalam biji-bijian (gandum, barley, oats).

Jumlah magnesium, g Jumlah klorin, g

dalam 1000 g biji-bijian dalam 1000 g biji-bijian

Tanpa bischofite Bischofite 2% o4 4 t dan & o sh dan B Bischofite 10% Tanpa bischofite o4 2 t dan & o sh dan B o4 4 t dan & o sh dan B Bischofite 10%

Butir gandum 2,8 4,5 6,7 11,4 3,3 8,5 12.G 22,7

Biji jelai 2.4 3.9 5.6 16.G 4.5 5.6 1G.4 26.G

Biji gandum 2.3 6.2 11.6 36.G 4.1 1G.G 26.G 44.G

1. Secara tradisional, dalam menilai kualitas air dan pakan, biasanya mempertimbangkan keberadaan jumlah mineral tertentu dalam air dan pakan, dalam hal ini kita bersentuhan dengan kualitas pengaruh mineral terhadap fisik dan sifat kimia air dan mungkin pada campuran umpan.

2. Perbandingan dua model kalibrasi (larutan natrium klorida dan magnesium klorida) menunjukkan bahwa model kalibrasi natrium klorida didasarkan pada rentang spektral dari 10400 hingga 10900 cm-1, dan untuk bischofite (magnesium klorida) dari 10100 hingga 10600 cm-1. Diketahui dari literatur bahwa larutan garam tidak aktif secara langsung di wilayah NIR dan registrasi sinyal didasarkan pada perubahan ikatan hidrogen antar garam.

Oleh karena itu, pengaruh natrium klorida pada ikatan hidrogen dalam sistem air asin berbeda dengan pengaruh magnesium klorida pada ikatan hidrogen dalam sistem yang sama.

3. Dalam sistem koordinat tunggal, komponen organik dan anorganik terdistribusi dalam urutan tertentu, tanpa bercampur.

4. Jumlah magnesium yang dihitung yang seharusnya tersisa pada biji-bijian (gandum, barley, oats) hampir seluruhnya sama dengan jumlah magnesium sebenarnya yang ditentukan menggunakan sistem elektroforesis kapiler Capel-105.

Jumlah klorin jauh lebih sedikit dari yang dihitung.

5. Analisis Tabel 3 menunjukkan bahwa data yang diperoleh dengan menggunakan kalibrasi metode NIR dikonfirmasi oleh studi CEF.

6. Sebagai hasil penelitian, kinerja kalibrasi yang dibuat diuji menggunakan campuran model “butir-bischofite” untuk menilai secara kuantitatif komposisi mineral sampel biologis. Hasilnya menunjukkan bahwa data kalibrasi dapat digunakan untuk menilai komposisi mineral campuran pakan.

Bibliografi

1. Georgievsky, V.I. Pengaruh kadar magnesium pakan terhadap pertumbuhan dan perkembangan ayam broiler [Teks] / V.I. Georgievsky, A.K. Osmanyan, I. Tsitskiev // Kimia di bidang pertanian. - 1973. - No. 10. - Hal. 68-71.

2. Sheptun, V.L. Pengantar metode spektroskopi di wilayah inframerah dekat [Teks]: manual metodologi / V.L. Pembisik. - Kyiv: Pusat Metode Spektroskopi Inframerah LLC "Analit-Standard", 2005. - 85 hal.

3. Schmidt, V. Spektroskopi optik untuk ahli kimia dan biologi [Teks] /V. Schmidt. -M.: Tekhnosfer, 2007. - 368 hal.

APA YANG DEKAT IR?

Wilayah spektrum elektromagnetik dekat inframerah (NIR) membentang dari 800 nm hingga 2500 nm (12500 hingga 4000 cm-1 ) dan terletak di antara wilayah pertengahan IR dengan panjang gelombang lebih panjang dan wilayah tampak dengan panjang gelombang lebih pendek. Rentang menengah dan dekat dapat digunakan untuk spektroskopi getaran. Meskipun spektrum IR pertengahan sebagian besar merekam getaran atom dalam ikatan kimia individu sebagian besar molekul, spektrum NIR yang sesuai menunjukkan apa yang disebut nada tambahan dan pita Raman.

Pada skala bilangan gelombang (lihat-1 ) nada tambahan ini muncul sebagai sesuatu yang kurang dari frekuensi penyusun getaran fundamental. Misalnya, getaran utama ikatan CH (n) molekul triklorometana (CHCl3) terjadi pada 3040 cm-1 , tiga nada tambahan pertama (2n, 3n dan 4n) diamati pada 5907cm-1, 8666cm -1 dan 11338cm -1 masing-masing.

Pada saat yang sama, kapasitas penyerapan menurun dengan bertambahnya bilangan nada atas, misalnya rangkaian nilai CHCl3 ini adalah 25000, 1620, 48,

1,7 cm-1 /mol masing-masing.

Karena penurunan tajam dalam intensitas nada tambahan yang lebih tinggi, spektrum NIR biasanya ditekan oleh nada tambahan yang tumpang tindih dan pita Raman dari kelompok yang secara struktural lebih ringan (misalnya, C-H, N-H, dan O-H). Dalam spektrum NIR ini terdapat informasi penting tentang struktur molekul sampel yang diteliti, dan informasi ini dapat diekstraksi dengan metode pemrosesan data modern.

Manfaat Spektroskopi NIR

Kecepatan (biasanya 5 – 10 detik)

Tidak diperlukan persiapan sampel

Mudah diukur

Akurasi tinggi dan reproduktifitas analisis

Tidak ada polusi

Pengendalian proses

Kemungkinan melakukan pengukuran melalui kemasan kaca dan plastik

Otomatisasi pengukuran

Mentransfer metode dari satu perangkat ke perangkat lainnya

Analisis sifat fisik dan kimia

Dibandingkan dengan metode analisis kimia berbasis cairan, analisis spektroskopi NIR lebih cepat, sederhana, dan akurat. Pengukuran dapat dilakukan dengan sangat cepat, biasanya waktu analisa hanya 5-10 detik. Tidak diperlukan persiapan sampel awal atau pelatihan khusus personel. Spektrum ini mungkin berisi informasi tentang sifat fisik material, seperti ukuran partikel, perlakuan awal termal dan mekanis, viskositas, kepadatan, dll.

PERBANDINGAN SPEKTROSKOPI IR

jarak dekat dan menengah

Mengurangi waktu persiapan sampel adalah salah satu keunggulan utama IR dekat dibandingkan IR tengah. Hal ini terutama disebabkan oleh koefisien penyerapan yang relatif rendah pada sebagian besar bahan dalam kisaran NIR. Pengukuran sampel bubuk jarak menengah secara tradisional dilakukan dengan reflektansi difus atau dengan mengompresi sampel ke dalam tablet dan mengukur spektrum dalam mode transmisi. Dalam kedua kasus tersebut, sampel pertama-tama harus digiling menjadi bubuk halus dan kemudian dicampur dengan bahan non-penyerap seperti KBr. Serbuk yang dihaluskan dan dicampur dengan KBr dimasukkan ke dalam cetakan dan dipres menjadi tablet dengan tekanan tinggi menggunakan alat press hidrolik atau manual. Untuk pengukuran refleksi difus, sampel yang dihancurkan dicampur dengan KBr ditempatkan langsung ke dalam cangkir sampel, permukaan sampel diratakan, dan kemudian dimasukkan ke dalam lampiran refleksi difus untuk pengukuran. Metode penyiapan sampel ini digunakan secara luas dan berhasil, namun memiliki kelemahan seperti waktu penyiapan sampel yang lebih lama, potensi kontaminasi sampel yang lebih tinggi, kemungkinan penurunan reproduktifitas sampel-ke-sampel dan pengguna-ke-pengguna karena variasi yang ditemui selama penyiapan sampel, dan tambahan biaya pengencer KBr.

Selain itu, keuntungan spektroskopi NIR adalah menggunakan serat optik yang cukup murah untuk mengukur sampel padat dan cair. Aksesori mid-IR yang serupa terbatas karena jangkauan fisiknya atau karena rapuh dan sulit ditangani. Semua ini membuat spektroskopi NIR jauh lebih menarik untuk digunakan dalam proses produksi.

PERBANDINGAN BIR spektroskopi

dan perangkat pendispersi

Spektrometer Fourier dalam rentang IR dekat berbeda secara signifikan dari spektrometer dispersif dalam rentang IR dekat dalam metode memperoleh spektrum. Perangkat dispersif menggunakan celah sempit dan elemen pendispersi, seperti kisi, untuk mengubah cahaya menjadi spektrum. Spektrum ini diproyeksikan ke sensor atau susunan sensor, dimana intensitas cahaya pada setiap panjang gelombang ditentukan. Resolusi spektral perangkat dispersif ditentukan oleh lebar celah tetap, biasanya 6-10 nm (dari 15 cm-1 hingga 25cm -1 , pada 2000nm). Resolusi tidak dapat dipilih dalam perangkat lunak, dan peningkatan resolusi memerlukan celah yang lebih sempit dan redaman sinyal yang dihasilkan. Jadi, untuk semua perangkat dispersif, terdapat masalah dalam memilih antara resolusi dan rasio signal-to-noise.

Sebaliknya, spektrometer transformasi Fourier menggunakan interferometer untuk memindai kombinasi panjang gelombang cahaya yang muncul dari sumber inframerah-dekat dan mengirimkan kombinasi ini ke detektor tunggal.

Pada setiap pemindaian interferometer, data dikumpulkan dalam bentuk interferogram, yang intensitas sinyalnya dikorelasikan dengan perpindahan bagian interferometer yang bergerak. Offset interferometer ini berhubungan langsung dengan panjang gelombang, dan transformasi matematis (Transformasi Fourier) diterapkan untuk memplot intensitas sinyal sebagai fungsi panjang gelombang, yang darinya ukuran serapan spektral atau transmisi spektral dihitung.

Pada saat yang sama, sinar laser HeNe melewati interferometer dan diarahkan ke detektornya sendiri. Perpindahan interferometer menghasilkan sinyal maksimum dan minimum pada detektor laser ini, yang terjadi pada interval tertentu yang merupakan kelipatan panjang gelombang laser. Dimana sinyal ini melewati nol digunakan sebagai titik pengumpulan untuk digitalisasi sinyal detektor NIR. Jadi, karena kontrol konversi digital, spektrometer FTIR memiliki akurasi panjang gelombang yang jauh lebih tinggi dibandingkan instrumen dispersif lainnya. Akurasi panjang ini berdampak langsung pada kondisi stabilitas model kalibrasi yang dikembangkan pada sistem Fourier, serta kemampuan mentransfer model kalibrasi ke instrumen Fourier lainnya, yang akan dijelaskan di bawah.

Resolusi spektral untuk spektrometer Fourier ditentukan oleh tingkat mobilitas interferometer, yang dikendalikan oleh perangkat lunak, yang memungkinkan peningkatan resolusi secara signifikan dibandingkan dengan spektrometer dispersif, dan, dengan bantuan perangkat lunak, untuk memilih resolusi selama penelitian. Selain itu, sinar inframerah dekat broadband FTIR diarahkan melalui lubang melingkar besar alih-alih celah persegi panjang sempit yang digunakan dalam dokumen dispersif, menerangi area sampel yang lebih luas dan meningkatkan intensitas cahaya pada detektor. Keunggulan kinerja ini menghasilkan rasio signal-to-noise yang lebih tinggi untuk spektrometer FTIR dibandingkan instrumen dispersif. Rasio signal-to-noise yang lebih baik menghasilkan pengurangan waktu deteksi yang signifikan dan, sebagai konsekuensinya, memperoleh spektrum kualitas yang lebih tinggi pada instrumen Fourier pada resolusi spektral apa pun.

FOURIER - SPECTROSCOPY IR DEKAT untuk analisis kualitatif dan kuantitatif

Saat ini, banyak produsen berupaya tidak hanya untuk menghasilkan produk akhir dengan kualitas terbaik, tetapi juga untuk meningkatkan efisiensi produksi melalui analisis laboratorium dan penggunaan hasil produksi. Dengan mendapatkan kontrol yang lebih ketat terhadap teknologi, penggunaan zat dapat dioptimalkan dengan menambahkan atau menghilangkannya untuk menghasilkan produk tertentu, sehingga meminimalkan biaya distribusi atau pemrosesan.

NIR adalah teknik spektroskopi yang ideal untuk pemrosesan pengukuran karena kemampuannya melakukan pengukuran jarak jauh dengan cepat melalui serat optik kuarsa berkinerja tinggi. Redaman sinyal dalam serat tersebut sangat rendah (misalnya 0,1 dB/km), dan kabel serta sensor serat optik NIR kokoh, relatif murah, dan tersedia secara luas. Sensor pemrosesan dapat ditempatkan ratusan meter dari spektrometer, dan beberapa sensor dapat dihubungkan ke satu spektrometer.

METODE PENGUKURAN NIR

Metode pengambilan sampel NIR untuk padatan didasarkan pada reflektansi difus atau pengukuran transmisi sederhana. Pengukuran reflektansi difus terutama dilakukan dengan menggunakan sensor serat optik atau bola pengintegrasi.

Pada Gambar. Gambar 2 menunjukkan spektrometer NIR transformasi Fourier MPA (diproduksi oleh Bruker Optik GmbH, Jerman), yang memiliki 2 port sensor serat optik dan kompartemen sampel terpisah, yang memungkinkan penggunaan metode transmisi langsung.

Foto ini menunjukkan sensor reflektansi yang umum digunakan untuk menganalisis sampel bubuk dalam tabung reaksi.

Sampel dianalisis dengan mengkontakkan sensor dengan bahan sampel. Selesainya analisis ditunjukkan dengan LED yang menyala.

Bola integrasi (Gbr. 3) memungkinkan Anda mengumpulkan data spektral dari zat heterogen, misalnya bubuk campuran, butiran, butiran polimer, dll. Spektrum yang dihasilkan mewakili rata-rata spasial seluruh material yang terletak pada jendela pengukuran melingkar (diameter 25 mm).

Untuk rata-rata yang lebih baik, cangkir berputar dan sampler otomatis dapat digunakan.

REVOLUSI BIC

DALAM FARMASI

INDUSTRI.

MASALAH PENILAIAN KUALITAS

Industri farmasi dikenal sebagai salah satu industri yang paling banyak diatur di dunia, dan Bruker memproduksi instrumen pengujian kualitas untuk konsumen farmasi yang memungkinkan konsumen memeriksa apakah obat mereka memenuhi persyaratan yang disyaratkan. Paket perangkat lunak OPUS mengontrol semua fungsi spektrometer. Paket perangkat lunak ini mencakup pengujian komprehensif rangkaian perangkat lunak dan perangkat keras. OPUS akan sepenuhnya memeriksa kebenaran fungsinya dengan menekan sebuah tombol. Ini termasuk pengujian perangkat uji internal yang terpasang pada spektrometer.

Perangkat lunak ini dapat dijalankan dalam mode "GLP" yang dilindungi kata sandi, dengan kontrol administrator penuh atas akses pengguna ke menu, pengaturan, dan program makro khusus. Blok data menyediakan kontrol lengkap dan otomatis atas semua tindakan yang dilakukan dengan spektrum. Bahasa pemrograman berbasis ikon dibangun ke dalam perangkat lunak untuk mengotomatisasi prosedur yang kompleks. Hasilnya, pengulangan meningkat dan potensi kesalahan berkurang.

Bruker adalah perusahaan ISO9000 dan semua perangkat lunak dan perangkat keras tunduk pada kontrol kualitas yang ketat, beberapa tahap pengujian akhir dan verifikasi sebelum dikirim ke pelanggan. Pemasangan perangkat di lokasi pelanggan dilakukan oleh teknisi teknis kami yang berpengalaman, yang menyediakan perangkat yang berfungsi kepada pelanggan pada saat pengiriman dan kemudian terus menerus sepanjang masa pakai perangkat.

IDENTIFIKASI BAHAN BAKU

Salah satu langkah pertama dalam produksi produk farmasi adalah mengidentifikasi dan memverifikasi bahwa berbagai bahan mentah yang masuk memenuhi persyaratan yang diperlukan. Spektroskopi NIR melalui sensor serat optik dengan cepat menjadi metode standar untuk melakukan pemeriksaan kepatuhan ini, memberikan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam identifikasi zat padat dan cair.

Untuk melakukan analisis jenis ini, model kalibrasi harus dibuat yang melibatkan zat yang diinginkan. Pertama, perlu diperoleh beberapa spektrum untuk setiap bahan mentah, dengan mempertimbangkan kemungkinan variasi yang mungkin terjadi. Ini biasanya mencakup jenis bahan mentah yang diperoleh dari penjual berbeda, dari tempat berbeda, dll. Setelah spektrum diukur, spektrum rata-rata setiap bahan dihasilkan, dan perpustakaan semua spektrum rata-rata tersebut dibuat, bersama dengan kriteria (atau ambang batas) yang dapat diterima yang ditentukan secara statistik untuk semua zat di perpustakaan.

Perpustakaan kemudian mengkonfirmasi bahwa semua materi diidentifikasi secara unik. Perpustakaan sekarang dapat digunakan untuk mengidentifikasi zat-zat baru yang tidak diketahui dengan membandingkan spektrumnya dengan spektrum yang ada di perpustakaan, dan menentukan kualitas hit untuk setiap zat di perpustakaan. Jika kualitas tumbukan ini kurang dari ambang batas untuk satu zat dan lebih besar dari ambang batas untuk semua zat lainnya, maka zat yang tidak diketahui tersebut teridentifikasi.

Cairan yang akan diidentifikasi dapat diukur baik dengan pengukuran transmisi di kompartemen sampel (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1) atau dengan menggunakan probe perendaman serat. Bagaimanapun, koefisien penyerapan NIR yang lebih rendah (dibandingkan dengan IR pertengahan) memungkinkan penggunaan panjang jalur sampel yang jauh lebih panjang (yaitu 1 - 10 mm). Karena perbedaan panjang jalur ini, pengukuran dalam kompartemen sampel menjadi lebih menguntungkan, karena memungkinkan penggunaan tabung kaca standar yang murah daripada sel presisi, sehingga mengurangi biaya dan durasi pengukuran.

ANALISIS KUANTITATIF BAHAN AKTIF

Bagian penting lainnya dari analisis kualitatif/kuantitatif dalam industri farmasi adalah analisis kuantitatif bahan aktif pekat. Jenis analisis ini sering kali memerlukan pengujian laboratorium ekstensif terhadap cetakan uji sampel yang dimusnahkan selama pengujian. Sebaliknya, FTIR memberikan cara yang hemat waktu dan non-destruktif untuk melakukan analisis kuantitatif konsentrat dalam campuran bahan bubuk atau cair, serta tablet dan kapsul farmasi yang sudah diproduksi.

PENGAMBILAN SAMPEL EFEKTIF

Faktor kunci keberhasilan FTIR untuk analisis kuantitatif adalah pilihan metode pengambilan sampel, seringkali merupakan kombinasi pengambilan sampel otomatis dan manual. Bruker memproduksi aksesoris pengambilan sampel khusus untuk industri farmasi. Misalnya, sampler otomatis (Gbr. 5) dapat dipasang di kompartemen sampel spektrometer FTIR Bruker mana pun.

Aksesori ini dilengkapi disk sampel yang dapat disesuaikan dan dapat menampung hingga 30 sampel. Pengguna memproses slot tablet dan pergerakan disk dengan perangkat lunak OPUS atau perintah makro yang dapat ditentukan pengguna dan/atau komunikasi dengan sistem kontrol terdistribusi terpusat di dalam pabrik manufaktur.

CONTOH ANALISIS BAHAN AKTIF

Contoh analisis kuantitatif konsentrat bahan aktif dalam produk jadi farmasi dengan Fourier Transform Inframerah (NIR) adalah penentuan konsentrasi asam asetilsalisilat (ASA) dalam tablet aspirin. Untuk melakukan analisis ini, metode kuadrat terkecil (OLS) digunakan untuk memproses spektrum yang diperoleh dari tablet aspirin dengan konsentrasi ASA yang diketahui. Konsentrasi ASA dalam sampel berkisar antara 85% hingga 90%. Selain ASA, tablet tersebut mengandung dua jenis pati dengan kisaran 0%-10%.

Untuk menginstal model OLS untuk sistem multikomponen ini, dengan resolusi hanya 8 cm-1 44 spektrum direkam. Kisaran optimal untuk ASA ditentukan dengan menggunakan paket perangkat lunak OPUS-Quant/2 (saling validasi). Kesalahan akar rata-rata kuadrat adalah 0,35%, dan perbedaannya R 2 - 93,8%. Kesalahan ini berada dalam batas yang ditentukan oleh pelanggan. Plot konsentrasi sebenarnya dan konsentrasi yang dihitung ditunjukkan pada Gambar 6.

SAMPLING MELALUI KEMASAN

Selain itu juga dilakukan penentuan konsentrasi bahan aktif tablet aspirin melalui bahan plastik kemasan bening menggunakan sensor reflektansi difus serat optik seperti terlihat pada Gambar 7. Spektrum yang dihasilkan menunjukkan rentang cembung dari bahan polimer. kemasan bening, tetapi dua wilayah berbeda (6070-5900 cm-1 dan 4730-4580cm -1 ) yang mengandung puncak aspirin masih terlihat dan digunakan untuk membuat model kalibrasi.

Grafik konsentrasi sebenarnya dan konsentrasi ditemukan ditunjukkan pada Gambar 8). Kesalahan akar rata-rata kuadrat adalah 0,46%, dan perbedaannya R 2 - 91,30%, nilai tersebut kembali berada dalam batas yang ditentukan pelanggan. Spektrum yang diperoleh dalam contoh ini ditunjukkan pada Gambar 9.

MANFAAT PENINGKATAN RESOLUSI

DALAM ANALISIS SPEKRAL

Sampai saat ini, sebagian besar hasil yang dipublikasikan dalam spektroskopi NIR diperoleh dengan menggunakan instrumen dispersif resolusi rendah, dengan resolusi spektral berkisar antara 6 dan 10 nm (dari 15 cm-1 sampai 25 cm -1 , pada 2000nm). Munculnya spektrometer FT-NIR telah membawa kemajuan signifikan dalam kemampuan resolusi tinggi (lebih baik dari 2 cm-1 ) Spektroskopi NIR.

Spektrum NIR biasanya dicirikan oleh serapan spektral yang tinggi, sehingga tidak memerlukan resolusi tinggi. Pada saat itu, sering kali terdapat situasi di mana model kalibrasi yang diinginkan dari spektrum resolusi rendah tidak dapat dibuat. Selain itu, resolusi tinggi secara langsung mempengaruhi keakuratan panjang gelombang instrumen dan, akibatnya, stabilitas hasil dan “daya angkut” model kalibrasi.

Secara eksperimental, untuk menunjukkan nilai peningkatan resolusi dalam analisis spektral, spektrum NIR dari 5 tablet dengan berbagai konsentrasi bahan aktif rendah diukur. Spektrum diukur pada resolusi 8 cm-1 dan 2 cm -1 , setelah itu model identifikasi tablet dibuat menggunakan OPUS. Dengan resolusi 2 cm-1 , model hanya dapat membedakan antara plasebo dan tablet dengan bahan aktif, sedangkan pada resolusi lebih tinggi yaitu 8 cm-1 , semua konsentrasi dapat dibedakan dengan jelas.

Gambar 10a menunjukkan spektrum dan plot yang diperoleh untuk dua komponen utama pertama dari pengukuran pada 8 cm-1 . Gambar 10b menunjukkan spektrum dan plot yang diperoleh untuk dua komponen utama pengukuran pertama pada jarak 2 cm-1 . 5 area pada grafik terakhir menunjukkan bahwa model resolusi lebih tinggi dapat dengan jelas membedakan 5 tingkat konsentrasi bahan aktif.

MENENTUKAN KETEBALAN LAPISAN PENUTUP

Spektroskopi FTIR juga telah berhasil digunakan untuk menentukan ketebalan lapisan pada tablet farmasi. Beberapa pengujian dilakukan dalam penelitian ini, termasuk eksperimen dengan hubungan nonlinier antara ukuran serapan cahaya dan ketebalan lapisan, kesamaan komposisi bahan inti dan pelapis, serta kurangnya sampel kalibrasi yang memadai untuk kalibrasi standar LSM. Puncaknya pada 7184 cm-1 , yang membedakan bahan inti dari bahan pelapis, diidentifikasi ketika spektrum NIR resolusi tinggi dikumpulkan (2 cm-1, 0,4 nm pada 7184 cm-1 ) pada spektrometer Fourier-NIR IFS-28/N dari Bruker (lihat Gambar 11).

Penelitian menunjukkan bahwa ketebalan lapisan dapat dimodelkan sebagai kesesuaian polinomial dengan wilayah puncak dari puncak sampel tersebut (lihat Gambar 12), sedangkan kalibrasi kuadrat terkecil dari data yang sama tidak dimungkinkan karena kurangnya sampel kalibrasi yang memadai. Selain itu, kalibrasi ini telah berhasil digunakan untuk sejumlah pelet, namun tidak dapat diterima untuk pengukuran reflektansi difus serat optik karena penetrasi serat ke dalam inti tidak mencukupi.

KALIBRASI TRANSFER

Mengembangkan model kalibrasi yang stabil dan andal adalah tugas yang sangat padat karya dan intensif sumber daya yang melibatkan persiapan dan analisis sampel dalam jumlah besar menggunakan metode standar, dan kemudian menganalisisnya menggunakan metode Fourier-NIR. Oleh karena itu, penting untuk mengembangkan model kalibrasi yang dapat digunakan seiring waktu, dan tidak peduli jenis instrumen, jenis sumber, detektor, sensor, dll. yang digunakan.

Selain itu, beberapa faktor mempengaruhi perpindahan kalibrasi dari satu instrumen ke instrumen lainnya. Hal ini mencakup, misalnya, panjang gelombang dan keakuratan fotometrik berbagai instrumen. Oleh karena itu, untuk semua model kalibrasi yang ditransfer dari satu instrumen ke instrumen lainnya, perlu dilakukan pengukuran ulang setidaknya rangkaian kalibrasi asli (atau rangkaian kalibrasi lengkap) pada instrumen baru untuk menentukan faktor koreksi yang memungkinkan model tersebut. mengerjakan instrumen baru.

Terkadang hal ini menyebabkan kesulitan dalam mentransfer model kalibrasi, dan terkadang, dalam kasus sampel kalibrasi yang langka atau berubah, transfer tersebut tidak mungkin dilakukan sama sekali.

Biasanya, kesulitan dalam mentransfer model kalibrasi adalah keakuratan panjang gelombang kedua instrumen ini. Kurangnya sumbu panjang gelombang yang stabil merupakan faktor yang sangat membatasi kemampuan untuk mentransfer model kalibrasi antar instrumen dispersif. Oleh karena itu, lini produksi spektrometer FT-NIR instrumentasi resolusi tinggi Brooker memiliki keuntungan besar dalam menggunakan sumbu panjang gelombang sebagai metode kalibrasi.

Untuk melakukan ini, pertimbangkan wilayah sempit dalam spektrum uap air atmosfer dengan panjang gelombang konstan yang diketahui, yang digunakan sebagai standar panjang gelombang. Hal ini memungkinkan spektrometer FT-NIR (diproduksi oleh Bruker Optik GmbH, Jerman) memberikan akurasi panjang gelombang yang jauh lebih tinggi daripada instrumen dispersif mana pun. Hasilnya, transfer kalibrasi langsung dari satu instrumen Fourier-NIR ke instrumen lainnya dimungkinkan. Manfaat fitur ini, yaitu menghindari kalibrasi ulang yang mahal sekaligus menghemat waktu, uang, dan tenaga, tidak dapat dianggap remeh.

Salah satu contoh transfer model kalibrasi untuk mengukur kandungan alkohol dalam minuman beralkohol ditunjukkan pada Tabel 1. Kalibrasi dilakukan pada spektrometer Brooker IFS-28/N dengan probe pencelupan A, dan kemudian ditransfer ke Vector 22/N Spektrometer Brooker dengan probe perendaman B. Setelah transmisi, perbandingan R 2 dan kesalahan standar deviasi menunjukkan keberhasilan transfer kalibrasi langsung. Pengujian tambahan telah menunjukkan keberhasilan transfer langsung model kalibrasi lainnya dari instrumen ke instrumen, serta transfer langsung model pada satu instrumen, setelah mengganti semua komponen sistem utama, termasuk sumber NIR, laser HeNe, detektor, sensor, dan elektronik.

UJI KESESUAIAN

Seringkali penting untuk menentukan apakah produk akhir memenuhi standar tertentu. Hal ini mudah dilakukan pada spektrometer Bruker, menggunakan Uji Kepatuhan . Serangkaian spektrum diukur untuk beberapa sampel terpilih dari setiap zat dan akan diperiksa terhadap spektrum yang ditentukan secara independen dengan metode standar. Untuk setiap zat, bersama dengan spektrum deviasi standar, spektrum rata-rata dihasilkan. Sampel baru dari zat tersebut kemudian dianalisis, spektrumnya dibandingkan dengan spektrum rata-rata yang tersimpan, dan dilakukan penilaian apakah spektrum baru tersebut berada dalam batas yang dapat diterima yang ditentukan oleh spektrum deviasi standar dan faktor yang dapat disesuaikan oleh pelanggan. Laporan uji kepatuhan umumnya ditunjukkan pada Gambar 13.

ANALISIS CAMPURAN

Dalam banyak proses farmasi, analisis proses pencampuran dua atau lebih komponen seringkali diperlukan. Analisis campuran memainkan peran penting saat mencampur bubuk, di mana sampel dicirikan oleh heterogenitasnya. Rasio optimal dalam campuran menentukan produk akhir. Proses pencampuran harus diverifikasi secara real time menggunakan spektroskopi FTIR. Spektrum diambil dari campuran referensi yang benar, kemudian dihitung spektrum rata-rata dan spektrum deviasi standar. Setelah itu, spektrum diambil selama pencampuran, diproses dan dibandingkan dengan spektrum rata-rata. Proses pencampuran dihentikan jika spektrum yang dihasilkan berada di bawah ambang batas yang ditentukan pengguna untuk spektrum rata-rata campuran yang diinginkan.

KESIMPULAN

Spektroskopi FT-NIR adalah alat yang cepat, mudah digunakan, dan andal untuk penjaminan mutu dan pengendalian mutu dalam industri farmasi. Kinerja canggih dari teknologi transformasi Fourier memungkinkan studi yang lebih kompleks dan memungkinkan kalibrasi ditransmisikan secara langsung. Selain itu, metode seperti identifikasi bahan baku dan pengujian kualitas, penentuan konsentrasi bahan aktif, pengujian kesesuaian produk akhir, dan analisis campuran produk merupakan hal yang umum di kalangan konsumen di industri farmasi.

Sebagai naskah

DOLBNEV DMITRY VLADIMIROVICH

IDENTIFIKASI OBAT DENGAN SPEKTROSKOPI INFRAMERAH DEKAT

14/04/02 – kimia farmasi, farmakognosi

disertasi untuk gelar akademik

calon ilmu farmasi

Moskow – 2010

Pekerjaan itu dilakukan di Lembaga Pendidikan Negeri Pendidikan Profesi Tinggi Universitas Kedokteran Negeri Moskow Pertama yang dinamai demikian

Pembimbing Ilmiah:

Doktor Ilmu Farmasi, Akademisi Akademi Ilmu Kedokteran Rusia, Profesor

Doktor Ilmu Farmasi, Profesor

Lawan resmi:

Organisasi pimpinan:

Pusat Ilmiah Seluruh Rusia untuk Keamanan Zat Aktif Biologis (VSC BAV)

Pembelaan akan berlangsung “___”______2010 pada pukul ____ pada pertemuan Dewan Disertasi (D 208.040.09) di Universitas Kedokteran Negeri Moskow Pertama yang dinamai Moskow, Nikitsky Boulevard, 13.

Disertasi ini dapat ditemukan di perpustakaan Universitas Kedokteran Negeri Moskow. Moskow, prospek Nakhimovsky, 49.

Sekretaris Ilmiah disertasi

dewan D 208.040.09

Doktor Ilmu Farmasi,

Profesor

Relevansi topik penelitian. Selama 15 tahun terakhir, spektroskopi inframerah-dekat (NIR) telah berkembang pesat dan diterapkan di berbagai industri. Spektroskopi NIR dikenal sebagai metode yang efektif untuk analisis kualitatif dan kuantitatif. Cara ini banyak digunakan di bidang pertanian (untuk menentukan kualitas tanah, kandungan protein, lemak, dll dalam produk pangan), di industri (untuk menentukan komposisi produk minyak bumi, kualitas produk tekstil, dll), dalam kedokteran (untuk menentukan lemak, oksigen dalam darah, studi perkembangan tumor). Saat ini, spektroskopi NIR menjadi salah satu metode pengendalian dalam proses dalam industri farmasi di Eropa dan Amerika.

Ini digunakan untuk menguji bahan baku masukan, keseragaman pencampuran, menentukan titik akhir granulasi, kadar air pengeringan, keseragaman tablet, dan mengukur ketebalan lapisan.

Metode spektroskopi NIR dijelaskan dalam Farmakope Eropa dan Farmakope AS, tetapi metode ini relatif jarang digunakan dalam analisis farmakope: terutama untuk menentukan kadar air dalam sediaan yang diperoleh dari darah.

Dalam hal ini, pengembangan metode terpadu untuk analisis zat farmasi dan obat untuk penggunaan lebih lanjut dalam analisis farmakope sangatlah penting.

Masalah ini menjadi sangat penting sehubungan dengan penerbitan Farmakope Negara Federasi Rusia edisi ke-12.

Perlu juga diperhatikan permasalahan obat palsu yang masih terus terjadi, salah satu solusinya adalah dengan pengembangan metode analisis cepat.

Mengingat hal di atas, masalah yang mendesak adalah pengembangan metode terpadu untuk menganalisis bahan dan sediaan serta mengidentifikasi obat palsu dengan menggunakan metode spektroskopi NIR.

Maksud dan tujuan penelitian. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan metode terpadu untuk menganalisis zat dan sediaan serta mengidentifikasi obat palsu menggunakan metode spektroskopi NIR.

Untuk mencapai tujuan ini, tugas-tugas berikut diselesaikan:

– untuk mempelajari kemungkinan memperoleh spektrum NIR zat, tablet dan kapsul menggunakan sensor serat optik dan bola pengintegrasi;

– membandingkan spektrum NIR zat dan obat;

– membandingkan spektrum NIR obat dengan kandungan zat aktif yang berbeda;

– mempelajari kemungkinan penggunaan spektroskopi NIR untuk menentukan keaslian bahan dan sediaan dari produsen tertentu, serta untuk mengidentifikasi obat palsu;

– mengembangkan perpustakaan elektronik spektrum NIR zat dan obat.

Kebaruan ilmiah dari hasil penelitian. Untuk pertama kalinya, metode spektroskopi NIR dapat digunakan untuk menentukan keaslian bahan farmasi dan produk obat jadi (tablet dan kapsul). Telah terbukti bahwa secara umum spektrum NIR zat dan obat berbeda. Spektrum dapat diperoleh dengan menggunakan sensor serat optik dan bola pengintegrasi. Telah terbukti bahwa jika cangkang kapsul atau kemasan tablet (blister) transparan, spektrum dapat diperoleh tanpa mengeluarkan kapsul atau mengeluarkan tablet dari kemasannya. Telah terbukti bahwa metode spektroskopi NIR dapat digunakan untuk mengidentifikasi obat palsu, asalkan spektrum obat asli dan obat uji dibandingkan. Spektrum zat dan obat dapat disimpan sebagai perpustakaan elektronik. Telah ditetapkan bahwa untuk perbandingan spektrum obat uji dan spektrum standar yang lebih andal, diperlukan penggunaan pemrosesan data matematis.

Signifikansi praktis dari pekerjaan tersebut. Metode analisis obat yang dikembangkan dengan menggunakan spektroskopi NIR diusulkan untuk menetapkan keaslian bahan farmasi, obat dalam bentuk tablet dan kapsul. Teknik ini memungkinkan penggunaan bola pengintegrasi dan sensor serat optik (“pistol”).

Metode yang dikembangkan juga dapat digunakan untuk identifikasi cepat obat-obatan palsu dan untuk pengendalian masuk dan keluar bahan farmasi dan produk antara di perusahaan farmasi. Metode ini memungkinkan dalam beberapa kasus untuk melakukan pengendalian kualitas non-destruktif tanpa membuka kemasan utama.

Perpustakaan spektrum NIR yang dikembangkan dapat digunakan untuk mengidentifikasi zat, tablet, dan kapsul menggunakan sensor serat optik (“pistol”) dan bola pengintegrasi.

Hasil pekerjaan telah diuji dan digunakan di bagian kendali mutu.

Persetujuan pekerjaan. Ketentuan utama dari karya disertasi dilaporkan dan dibahas pada Kongres Nasional Rusia XII “Man and Medicine” (Moskow, 2005), Kongres Internasional Kimia Analitik ICAS (Moskow, 2006) dan Kongres Nasional Rusia XIV “Man and Medicine ” (Moskow , 2007). Karya tersebut diuji pada pertemuan ilmiah dan praktis Departemen Kimia Farmasi dengan mata kuliah kimia toksikologi Fakultas Ilmu Farmasi Universitas Kedokteran Negeri Moskow. 22 Maret 2010

Publikasi. 5 karya cetak telah diterbitkan dengan topik disertasi.

Menghubungkan penelitian dengan desain masalah ilmu farmasi. Pekerjaan disertasi dilakukan dalam kerangka topik kompleks Departemen Kimia Farmasi Universitas Kedokteran Negeri Moskow. “Meningkatkan pengendalian mutu obat (aspek farmasi dan lingkungan)” (registrasi negara No. 01.200.110.54.5).

Struktur dan ruang lingkup disertasi. Disertasi disajikan dalam 110 halaman teks yang diketik, terdiri dari pendahuluan, tinjauan pustaka, 5 bab kajian eksperimental, kesimpulan umum, daftar referensi, dan juga secara terpisah memuat 1 lampiran. Karya disertasi diilustrasikan dengan 3 tabel dan 54 gambar. Daftar referensi mencakup 153 sumber, 42 di antaranya asing.

Ketentuan pertahanan:

– hasil mempelajari kemungkinan memperoleh spektrum NIR zat, tablet dan kapsul dengan menggunakan sensor serat optik dan bola pengintegrasi;

– hasil studi perbandingan spektrum NIR zat dan obat, serta spektrum NIR obat dengan kandungan zat aktif yang berbeda;

– hasil kajian kemungkinan penggunaan spektroskopi NIR untuk mengetahui keaslian bahan dan sediaan dari produsen tertentu, serta untuk mengidentifikasi obat palsu.

1. Objek kajian

Zat dan sediaan sejumlah obat telah dipelajari. Sebanyak 35 zat yang digunakan dalam penelitian ini: aluminium hidroksida, amikasin sulfat, asam askorbat, natrium askorbat, natrium warfarin, vitamin B12, gemfibrozil, magnesium hidroksida, glurenorm, D-biotin, besi glukonat, zopiclone, kalsium D panthenoate, klindamisin fosfat, lidokain hidroklorida, metoprolol tartrat, nikotinamida, parasetamol, piridoksin hidroklorida, piperasilin, ranitidin hidroklorida, riboflavin, tiamin mononitrat, tirotrikin, famotidin, asam folat, sefadroksil, garam natrium cefazolin, garam natrium ceftizoxime, ciprofloxacin hidroklorida, sianokoblamin, berbagai produsen dan 59 obat dari berbagai produsen yang mengandung : isoniazid, meloxicam, omeprazole, ranitidine hydrochloride, rifampicin, famotidine, ciprofloxacin, esomeprazole, ethambutol, serta 2 sampel palsu (OMEZ 20 mg, Dr. Reddy`s Lab. dan Rifampicin 150 mg,) .

2. Peralatan dan kondisi pengujian

Perangkat MPA digunakan dalam pekerjaan ini - spektrometer Fourier inframerah dekat (Bruker Optics GmbH, Jerman). Parameter perekaman: rentang spektral dari 800 nm hingga 2500 nm (cm-1 hingga 4000 cm-1), jumlah pemindaian 16, resolusi spektral 4 cm-1. Instrumen dikontrol dan spektrum yang diperoleh diproses menggunakan paket perangkat lunak OPUS 6.0 (Bruker Optics GmbH, Jerman). Spektrum NIR diperoleh dengan dua cara:

1) menggunakan sensor serat optik (“pistol”),

2)

Kedua metode tersebut digunakan untuk memperoleh spektrum NIR zat, tablet dan kapsul.

Sensor serat optik (“pistol”) memungkinkan pengukuran refleksi saja, sedangkan bola integrasi memungkinkan pengukuran refleksi dan transmisi. Dalam penelitian ini, spektrum reflektansi NIR diperoleh.

2.1. Metode untuk memperoleh spektrum NIR:

menggunakan sensor serat optik (“pistol”).

2.1.1. Zat . Bahan serbuk dituangkan ke dalam kuvet transparan dengan ketebalan lapisan 1 sampai 3 cm, kemudian sensor serat optik ditekan tegak lurus permukaan serbuk. Prosedur registrasi spektrum dimulai dengan menekan tombol pada sensor serat optik. Pengukuran spektrum diulangi 3–5 kali dari area berbeda untuk mendapatkan hasil analisis yang dapat diandalkan secara statistik.

2.1.2. Tablet dikeluarkan dari lepuh . Sensor serat optik ditekan tegak lurus dengan tablet. Prosedur registrasi spektrum dimulai dengan menekan tombol pada sensor serat optik. Pengukuran spektrum diulangi 3-5 kali dari area tablet yang berbeda untuk mendapatkan hasil analisis yang dapat diandalkan secara statistik.

2.1.3. Tablet dalam kemasan melepuh . Jika lepuh transparan maka pengukuran dilakukan sebagai berikut, sensor serat optik ditekan tegak lurus permukaan tablet di dalam lepuh. Prosedur registrasi spektrum dimulai dengan menekan tombol pada sensor serat optik. Pengukuran spektrum diulangi 3-5 kali dari area berbeda pada tablet dalam lepuh untuk mendapatkan hasil analisis yang dapat diandalkan secara statistik. Jika lepuhnya buram atau alumunium, tablet terlebih dahulu dikeluarkan dari lepuh dan kemudian spektrum NIR diperoleh.

2.1.4. Kapsul . Jika cangkang kapsul transparan, maka pengukuran dilakukan sebagai berikut: sensor serat optik ditekan tegak lurus permukaan kapsul pada lepuh. Prosedur registrasi spektrum dimulai dengan menekan tombol pada sensor serat optik. Pengukuran spektrum diulangi 3 - 5 kali dari berbagai bagian kapsul dalam lepuh untuk mendapatkan hasil analisis yang dapat diandalkan secara statistik. Jika cangkang kapsul tidak transparan, maka kapsul dibuka terlebih dahulu kemudian diukur spektrum isinya dalam kuvet kaca.

2.2. Metode untuk memperoleh spektrum NIR:

menggunakan bola integrasi.

Memperoleh spektrum NIR dalam mode refleksi

2.2.1. Zat . Bahan serbuk dituangkan ke dalam kuvet transparan dengan ketebalan lapisan 1 sampai 3 cm, kemudian kuvet diletakkan di atas jendela optik bola integrasi. Proses pengukuran dimulai di komputer menggunakan program OPUS atau langsung pada perangkat itu sendiri (tombol “Start”). Pengukuran spektrum diulangi 3–5 kali untuk mendapatkan hasil analisis yang dapat diandalkan secara statistik.

2.2.2. Tablet dikeluarkan dari lepuh . Tablet itu ditempatkan di dudukan khusus. Dudukan dengan tablet dipasang di atas jendela optik dari bola integrasi. Proses pengukuran dimulai di komputer menggunakan program OPUS atau langsung pada perangkat itu sendiri (tombol “Start”). Pengukuran spektrum diulangi 3-5 kali dari area tablet yang berbeda untuk mendapatkan hasil analisis yang dapat diandalkan secara statistik.

2.2.3. Kapsul . Jika cangkang kapsul transparan, maka pengukuran dilakukan sebagai berikut: kapsul ditempatkan pada wadah khusus. Dudukan dengan kapsul dipasang di atas jendela optik bola integrasi. Proses pengukuran dimulai di komputer menggunakan program OPUS atau langsung pada perangkat itu sendiri (tombol “Start”). Pengukuran spektrum diulangi 3-5 kali dari berbagai bagian kapsul untuk mendapatkan hasil analisis yang dapat diandalkan secara statistik. Jika cangkang kapsul tidak transparan, maka kapsul dibuka terlebih dahulu, kemudian spektrum isi sel kaca diukur dengan menempatkan sel di atas jendela optik bola integrasi.

3. Pemrosesan matematis spektrum NIR.

Pemrosesan matematis dari spektrum yang diperoleh dilakukan dengan menggunakan program OPUS IDENT, yang termasuk dalam paket perangkat lunak OPUS 6.0 (Bruker Optics GmbH, Jerman). Spektrum yang tidak diketahui dibandingkan dengan spektrum perpustakaan referensi dengan menghitung jarak spektral. IDENT mengidentifikasi spektrum perbandingan yang paling dekat dengan spektrum yang dianalisis dan menentukan deviasi antara spektrum tersebut dan spektrum yang dianalisis. Hal ini memungkinkan IDENT untuk mengidentifikasi zat yang tidak diketahui dan menilai sejauh mana zat tersebut memenuhi standar referensi.

Kami menggunakan dua metode pemrosesan matematis spektrum NIR: 1) Analisis identitas, yang mengkorelasikan spektrum dan zat tertentu, dan 2) analisis klaster, yang mengkorelasikan spektrum dan sekelompok zat.

Setelah spektrum diukur, spektrum rata-rata setiap bahan dihasilkan dan perpustakaan semua spektrum rata-rata tersebut dibuat, bersama dengan kriteria penerimaan (atau ambang batas) yang ditentukan secara statistik untuk semua zat di perpustakaan. Spektrum uji dibandingkan dengan semua spektrum referensi yang terdapat di perpustakaan elektronik. Hasil perbandingan spektrum A dan B diakhiri dengan keluaran jarak spektral D yang disebut “faktor kualitas kecocokan” dalam program IDENT. Jarak spektral menunjukkan derajat kesamaan spektral. Dua spektrum dengan jarak spektral sama dengan nol benar-benar identik. Semakin besar jarak antara dua spektrum, semakin besar jarak spektralnya. Jika jarak spektral lebih kecil dari ambang batas untuk satu zat dan lebih besar dari ambang batas untuk semua zat lainnya, maka zat yang tidak diketahui tersebut dapat diidentifikasi.

Analisis cluster memungkinkan Anda memeriksa kesamaan spektrum NIR dan membagi spektrum serupa ke dalam kelompok. Kelompok-kelompok ini disebut kelas atau cluster. Jenis analisis ini dilakukan untuk penyajian data yang lebih mudah dalam bentuk grafik.

Algoritme cluster hierarki dilakukan sesuai dengan skema berikut:

Pertama, hitung jarak spektral antara semua spektrum,

· kemudian dua spektrum dengan kemiripan tertinggi digabung menjadi sebuah cluster,

· menghitung jarak antara cluster ini dan semua spektrum lainnya,

· dua spektrum dengan jarak terpendek bergabung kembali menjadi cluster baru,

· menghitung jarak antara cluster baru ini dan semua spektrum lainnya,

· dua spektrum bergabung menjadi cluster baru

Prosedur ini diulangi hingga hanya tersisa satu cluster besar.

4 . Hasil penelitian

Kemungkinan penggunaan metode spektroskopi NIR untuk mengidentifikasi zat dan obat dari sejumlah produsen dalam dan luar negeri telah dipelajari.

Sebagai hasil penelitian, enam perpustakaan elektronik spektrum NIR yang berbeda telah dibuat:

1) Spektrum NIR isi kapsul diperoleh dengan menggunakan sensor serat optik (“gun”),

2) Spektrum NIR isi kapsul diperoleh dengan menggunakan bola pengintegrasi,

3) Spektrum NIR tablet diperoleh dengan menggunakan sensor serat optik (“pistol”),

4) Spektrum NIR tablet diperoleh dengan menggunakan bola pengintegrasi,

5) Spektrum NIR zat yang diperoleh dengan menggunakan sensor serat optik (“pistol”),

6) Spektrum NIR zat diperoleh dengan menggunakan bola integrasi.

4.1. Ketergantungan spektrum NIR zat dan sediaan pada metode pembuatannya (menggunakan “pistol” dan bola pengintegrasi).

Pada Gambar. Gambar 1 menunjukkan spektrum NIR zat ranitidin hidroklorida dari Vera Laboratories (India), yang diperoleh dengan menggunakan “pistol” dan bola pengintegrasi. Gambar tersebut menunjukkan bahwa spektrum berbeda dalam intensitas pita serapan, tetapi pita serapan itu sendiri bertepatan dalam nilai bilangan gelombang.

Perbedaan utama antara spektroskopi NIR dan spektroskopi IR jarak menengah adalah spektrumnya tidak dapat dibandingkan secara visual. Faktanya adalah, secara umum, jumlah pita dalam spektrum NIR tidak mencukupi, dan intensitas banyak pita rendah (terutama nada tambahan kedua dan ketiga), sehingga diperlukan pemrosesan matematis dari spektrum tersebut.

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

Beras. 2. Hasil analisis IDENT spektrum NIR tablet Ulfamid 40 mg, KRKA (Slovenia), diperoleh dengan menggunakan “pistol” menggunakan perpustakaan elektronik spektrum NIR yang diperoleh dengan menggunakan bola pengintegrasi.

Beras. 3. Hasil analisis IDENT spektrum NIR tablet Ulfamid 40 mg, KRKA (Slovenia), diperoleh dengan menggunakan bola pengintegrasi menggunakan perpustakaan elektronik spektrum NIR yang diperoleh dengan menggunakan “pistol”.

4.2. Identifikasi zat aktif berdasarkan spektrum NIR dari sediaan yang mengandung zat tersebut.

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

Beras. 7. Hasil analisis IDENT spektrum NIR tablet Ciprofloxacin 250 mg, Cypress Pharmaceutical Inc. (AS), menggunakan perpustakaan yang terdiri dari spektrum NIR berbagai zat.

Dengan demikian, kami telah menetapkan bahwa dengan kandungan zat aktif yang tinggi (setidaknya 40%) dalam obat, keaslian obat dapat ditentukan berdasarkan spektrum NIR zat tersebut.

4.3. Identifikasi obat dengan dosis berbeda menggunakan spektrum NIR.

Pada bagian ketiga penelitian, kami menemukan bahwa metode spektroskopi NIR dapat digunakan untuk menentukan berbagai dosis obat tertentu, jika tersedia di perpustakaan elektronik spektrum NIR. Untuk tujuan ini, perpustakaan elektronik spektrum NIR dibuat dari obat yang mengandung famotidine sebagai bahan aktif, yang mencakup 27 sampel dari 7 produsen berbeda dalam dosis 10 mg, 20 mg, dan 40 mg (Gbr. 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=">

Beras. 9. Hasil analisa IDENT tablet quamamg 20 mg dan 40 mg, Gedeon Richter Plc. (Hongaria) menggunakan perpustakaan yang terdiri dari spektrum NIR berbagai obat dalam berbagai dosis.

4.4. Identifikasi obat melalui lepuh.

Untuk menetapkan kemungkinan mengidentifikasi obat menggunakan spektroskopi NIR melalui lepuh, dua perpustakaan tambahan spektrum NIR No. 7 dan No. 8 telah dibuat:

7) Spektrum NIR kapsul diperoleh dengan menggunakan sensor serat optik (“pistol”) langsung melalui lepuh,

8) Spektrum NIR tablet diperoleh dengan menggunakan sensor serat optik (“pistol”) langsung melalui lepuh.

Selama analisis, spektrum NIR obat yang diperoleh melalui lepuh dibandingkan dengan spektrum NIR yang diperoleh dari permukaan tablet atau kapsul tanpa lepuh. Pada Gambar. Gambar 10 menunjukkan perbandingan spektrum kapsul rifampisin.

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

Beras. 11. Hasil analisis IDENT spektrum NIR kapsul rifampisin 150 mg, (Rusia), diperoleh dengan menggunakan “pistol” langsung melalui lepuh menggunakan perpustakaan elektronik yang diperoleh melalui lepuh.

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

Beras. 13 Spektrum NIR isi kapsul omeprazole 20 mg dari 14 produsen berbeda dibandingkan dengan sampel palsu, diperoleh dengan menggunakan bola pengintegrasi.

Dari data yang diperoleh jelas bahwa tanpa pemrosesan matematis, hanya spektrum produk palsu yang dapat dibedakan secara andal.

Dengan menggunakan perangkat lunak “OPUS IDENT” untuk model tiga dimensi pemrosesan statistik spektrum (“analisis cluster”), kami memperoleh distribusi spektrum NIR kapsul generik omeprazole 20 mg, yang dapat disajikan dalam bentuk dendrogram ( Gambar 14).

Beras. 14. Analisis cluster dari sampel yang diteliti diambil rangkap tiga dari 14 produsen berbeda.

Sebagai hasil dari analisis cluster, semua obat dibagi dengan baik ke dalam kelasnya dan menurut produsennya (Gbr. 14).

Pengolahan matematis dari hasil yang diperoleh dengan menggunakan analisis IDENT menunjukkan adanya obat palsu. Program OPUS menetapkan bahwa sampel X ini memang dipalsukan dan “koefisien kualitas kecocokan” (jarak spektral) jauh lebih tinggi daripada ambang batas untuk semua obat dalam kelompok ini (omeprazole, kapsul 20 mg) dari 14 produsen berbeda, dari mana produk elektronik perpustakaan telah dibuat (Gbr. 15).

Beras. 15. Hasil analisa IDENT sampel OMEZ 20 mg yang dipalsukan, Dr. Laboratorium Reddy. (India).

Sebagai hasil dari analisis IDENT, serangkaian sampel asli kapsul omeprazole 20 mg diidentifikasi secara unik, dan kami menyusun tabel ringkasan hasil untuk semua sampel, termasuk sampel yang dipalsukan (Tabel 1).

Meja 1. Tabel ringkasan hasil analisis IDENT pada kelompok omeprazole kapsul 20 mg.

Nama sampel	Jarak spektral
Sampel yang dipalsukan
Contoh dari KRKA
Sampel dari perusahaan Akrikhin
Sampel dari Laboratorium Ranbaxy
Contoh dari Dr. Laboratorium Reddy.
Contoh dari M.J. Boipharm
Perusahaan sampel
Perusahaan sampel
Perusahaan sampel
Contoh perusahaan "Farmasi"
Contoh perusahaan Obolenskoe"
Perusahaan sampel. vit. pabrik"

Demikian dari hasil penelitian yang dilakukan untuk mengidentifikasi produk obat omeprazole dari berbagai produsen dengan menggunakan spektroskopi NIR, kami dapat memperoleh hasil identifikasi produk palsu obat palsu OMEZ 20 mg, Dr. Laboratorium Reddy. (India), dan juga secara unik mengidentifikasi setiap obat generik menurut produsennya. Kami juga memperoleh hasil analisis IDENT positif untuk semua tablet yang mengandung ranitidine hidroklorida (12 sampel) dan famotidine (9 sampel), memungkinkan kami mengidentifikasi secara unik produsen setiap sampel.

KESIMPULAN UMUM

1. Telah ditunjukkan bahwa spektrum NIR zat, tablet dan kapsul dapat diperoleh dengan menggunakan sensor serat optik dan bola pengintegrasi. Dalam hal ini, untuk memastikan keaslian, Anda harus menggunakan perpustakaan elektronik yang diperoleh dengan cara yang sama seperti yang digunakan untuk mengambil spektrum NIR dari sampel uji.

2. Telah terbukti bahwa dengan kandungan zat aktif yang tinggi (minimal 40%) dalam suatu obat, keaslian obat dapat ditentukan berdasarkan spektrum zat tersebut. Namun, secara umum, untuk mengidentifikasi obat, seseorang harus menggunakan perpustakaan elektronik yang disusun berdasarkan spektrum NIR obat yang bersangkutan.

3. Telah diketahui bahwa metode spektroskopi NIR dapat digunakan untuk membedakan obat dari produsen tertentu yang mengandung bahan aktif yang sama dalam dosis berbeda. Pada saat yang sama, dalam beberapa kasus sulit untuk menentukan secara kuantitatif zat aktif dalam obat dari produsen berbeda menggunakan metode spektroskopi NIR.

4. Metode spektroskopi NIR telah terbukti dapat digunakan untuk mengidentifikasi produsen suatu zat atau obat. Dalam hal ini, analisis paralel terhadap produk yang diuji dari seri tertentu dan produk yang diketahui dari seri yang sama harus dilakukan.

5. Perpustakaan elektronik spektrum NIR zat dan sediaan yang mengandung berbagai bahan aktif dan diproduksi oleh produsen berbeda telah dikembangkan.

1. , Penilaian komparatif kualitas obat menggunakan spektroskopi inframerah dekat // Abstrak. laporan XII Nasional Rusia kongr. “Manusia dan Pengobatan.” – M., 18-22 April. 2005.– Hal.780.

2. , Deteksi obat palsu menggunakan spektroskopi NIR // Proc. laporan XIV Warga Negara Rusia kongr. “Manusia dan Pengobatan.” – M., 16-20 April. 2007.– Hal.17.

3. , Metode spektroskopi inframerah dekat sebagai arah yang menjanjikan dalam menilai kualitas obat // Pertanyaan kimia biologi, medis dan farmasi – 2008. – No.4. – P. 7-9.

4. , Penerapan metode spektroskopi inframerah dekat untuk identifikasi obat // Soal Kimia Biologi, Medis dan Farmasi – 2008. – No.6. – P. 27-30.

5. Arzamastsev A.P., Dorofeyev V.L., Dolbnev D.V., Houmoller L., Rodionova O.Ye. Metode analisis untuk deteksi cepat obat palsu. Kongres Internasional Ilmu Analitik (ICAS-2006), Moskow, 2006. Buku abstrak. V.1.Hal.108.

Metode modern untuk menilai kualitas bahan baku obat dan produk jadi meliputi spektrometri inframerah dekat. Metode ini memiliki sejumlah keunggulan yang signifikan, antara lain:

Kesederhanaan persiapan sampel atau tidak adanya kebutuhan sama sekali. Menghilangkan langkah ini memungkinkan Anda menghemat hingga 80% waktu yang dihabiskan untuk pemeriksaan sampel. Analisis berkecepatan tinggi. Bila menggunakan alat analisa generasi terbaru, misalnya spektrometer NIR PT IM100, seluruh proses hanya membutuhkan waktu 15 menit. Kemungkinan mempelajari obat tanpa membuka kemasannya. Fitur spektrometri NIR ini sangat berharga ketika menganalisis obat-obatan mahal, zat beracun (misalnya obat kemoterapi), dll. Obat dalam kemasan plastik atau kaca transparan dapat diperiksa tanpa dibuka.

• Analisis simultan berbagai komponen campuran kompleks, termasuk informasi tentang konsentrasinya. Misalnya, dengan menggunakan metode ini, dimungkinkan untuk menganalisis persentase air, pelarut organik, dan komponen lain dalam sistem mikroheterogen, seperti emulsi minyak dalam air atau air dalam minyak.
• Kemungkinan mengatur kendali jarak jauh sampel secara real time langsung dalam aliran proses (remote control). Untuk tujuan ini, spektrometer stasioner atau portabel digunakan. Perangkat stasioner dipasang di fasilitas produksi perusahaan farmasi, di mana perangkat tersebut diintegrasikan langsung ke jalur produksi, memasang sensor di atas ban berjalan, di reaktor kimia, dan ruang pencampuran. Ini memungkinkan Anda menerima informasi secara online dan menggunakan data yang diterima dalam sistem kontrol otomatis. Laboratorium kendali mutu obat keliling paling sering dilengkapi dengan spektrometer NIR bertenaga baterai portabel.

Metode untuk memperoleh spektrum di wilayah NIR

Di wilayah inframerah dekat, spektrum diperoleh dengan menggunakan transmisi atau refleksi difus.

Metode transmisi dapat digunakan untuk menganalisis zat cair dan padat. Dalam hal ini, cairan ditempatkan di kuvet atau wadah khusus lainnya yang disertakan dengan perangkat. Bejana pengukur tersebut dapat dibuat dari kaca biasa atau kaca kuarsa. Untuk pengujian transmisi sampel padat, probe atau bola dapat digunakan.

Namun, analisis reflektansi difus berbasis probe memiliki sejumlah keunggulan signifikan, karena memberikan spektrum yang lebih detail dan hasil yang lebih akurat. Hal ini dicapai karena bidang miring pada ujung probe serat optik meminimalkan efek spekular, sehingga lebih banyak cahaya dapat dihamburkan. Selain itu, sebuah modul dapat diintegrasikan ke dalam serat optik untuk membaca kode batang dari kemasan sampel. Perlu juga dicatat bahwa hanya dengan bantuan probe dimungkinkan untuk mengidentifikasi sampel yang jauh dari perangkat itu sendiri.

Untuk menguji sampel dengan hamburan dan reflektifitas rendah, digunakan metode gabungan transmisi-refleksi. Hal ini memerlukan kuvet dan sensor dengan desain khusus, sehingga aliran sinar melewati sampel yang dianalisis dua kali.

Selain itu, spektrum “interaksi” dapat diperoleh di wilayah inframerah-dekat.

Masalah spektrometri NIR dan cara penyelesaiannya

Masalah utama metode analisis ini dalam industri farmasi sejak lama adalah sulitnya menganalisis spektrum, yang ditandai dengan pita serapan yang kurang intens dan relatif lebih lebar dibandingkan pita fundamental di wilayah inframerah tengah.

Menggabungkan metode pengolahan data matematis (kemometri) dengan hasil analisis instrumental memungkinkan untuk menghilangkan kelemahan ini. Untuk tujuan ini, penganalisis modern dilengkapi dengan paket perangkat lunak khusus berdasarkan metode pemrosesan hasil cluster atau diskriminan.

Untuk memperhitungkan berbagai kemungkinan sumber perubahan spektrum dalam analisis kemometri, perpustakaan spektrum khusus dibuat di perusahaan farmasi, dengan mempertimbangkan produsen bahan baku, proses teknologi produksinya, homogenitas. bahan dari batch yang berbeda, suhu, cara memperoleh spektrum dan faktor lainnya.

Menurut persyaratan peraturan Eropa, untuk menyusun perpustakaan, perlu mempelajari setidaknya 3 sampel bahan obat untuk mendapatkan 3 spektrum atau lebih.

Masalah lain yang mungkin terjadi - kemungkinan perubahan spektrum karena fitur desain spektrometer NIR - diselesaikan dengan mengkualifikasi perangkat sesuai dengan persyaratan farmakope.

Hal-hal yang perlu diingat ketika melakukan penelitian

Dalam spektroskopi NIR sampel cair dan sampel labil termal lainnya, sifat spektrum bergantung pada derajat pemanasannya. Perbedaan beberapa derajat saja dapat mengubah spektrum secara signifikan. Hal ini harus diperhitungkan ketika mengembangkan resep dan menguji teknologinya. Misalnya, saat membuat obat atau produk kosmetik baru menggunakan homogenizer laboratorium percontohan, sering kali campuran yang sudah dihomogenisasi perlu dipanaskan. Sampel emulsi yang diperoleh dengan cara ini harus didinginkan sebelum diperiksa dalam spektrometer NIR.

Saat mempelajari bahan baku bubuk, keberadaan sisa pelarut (air, dll.) dapat mempengaruhi hasil analisis. Oleh karena itu, monografi farmakope menunjukkan kebutuhan dan teknologi pengeringan sampel tersebut. Hasil spektroskopi inframerah dekat dipengaruhi oleh ketebalan lapisan bubuk, yang secara langsung mempengaruhi derajat transmisi. Semakin tebal lapisannya, semakin tinggi daya serapnya. Oleh karena itu, jika tugas pengujian adalah membandingkan sampel yang berbeda dengan menggunakan metode transmisi, maka perlu menyiapkan sampel dengan ketebalan lapisan yang sama atau memperhitungkan indikator ini ketika membandingkan hasil yang diperoleh. Jika derajat pantulan dianalisis, maka ketebalan lapisan dapat berupa apa saja (tetapi tidak kurang dari kedalaman penetrasi sinar). Untuk menganalisis sampel serbuk dengan metode refleksi difus, yang ketebalan lapisannya kurang dari kedalaman penetrasi berkas, sampel harus dilindungi. Selain itu, karakteristik spektrum bergantung pada sifat optik, kepadatan, dan polimorfisme bahan yang diteliti.

Manfaat Spektroskopi NIR

• Mudah diukur
• Akurasi tinggi dan reproduktifitas analisis (keakuratan analisis ditentukan oleh kualitas pemrosesan spektrum, reaksi balik dan keakuratan kalibrasi bagian mekanis, kalibrasi sumber radiasi)
• Tidak ada polusi
• Kemungkinan melakukan pengukuran melalui kemasan kaca dan plastik
• Otomatisasi pengukuran. Program OPUS digunakan. Bekerja dengan program ini membutuhkan pengguna yang berkualifikasi tinggi
• Mentransfer metode dari satu perangkat ke perangkat lainnya
• Analisis sifat fisik dan kimia

Manfaat Spektroskopi Raman

• Tidak diperlukan persiapan sampel
• Karena tidak adanya bagian mekanis dan karakteristik spektral yang lebih jelas, pengukuran spektrum Raman jauh lebih sederhana dibandingkan NIR
• Pengukuran spektroskopi Raman dianggap sebagai sidik jari kimia (yang paling akurat yang tersedia saat ini). Tidak adanya bagian yang bergerak dan independensi spektrum Raman dari fluktuasi frekuensi dan intensitas emitor memberikan pengulangan pengukuran yang sangat tinggi.
• Tidak ada polusi
• Pengukuran dapat dilakukan melalui kaca (termasuk kaca berwarna) dan kemasan plastik, dan identifikasi elemen individu (kemasan dan obat-obatan) jauh lebih dapat diandalkan dibandingkan dengan metode NIR.
• Otomatisasi pengukuran. Antarmuka perangkat lunak pengguna telah dibuat yang memungkinkan pengguna yang tidak terlatih untuk mengoperasikan perangkat. Program ini mudah disesuaikan dengan pengguna akhir. Poin ini sangat penting bagi pekerjaan apoteker dan dokter
• Spektrum Raman yang direkam pada dua instrumen berbeda dengan resolusi spektral yang sama selalu bertepatan. Oleh karena itu, tidak ada masalah dalam transfer metode
• Analisis yang lebih akurat terhadap sifat fisik dan kimia zat yang diteliti dimungkinkan, karena teknik NIR mengukur nada tambahan dari getaran fundamental, perolehan langsung informasi fisik dari energi dan penampang hamburannya sangat sulit, bahkan tidak mungkin. . Spektroskopi Raman menganalisis getaran molekul kimia yang paling mendasar, informasi lengkapnya sudah tersedia atau dapat diperoleh dengan metode eksperimental dan teoretis sederhana.

Karakteristik perangkat

BIC

• Kecepatan (biasanya 5 – 10 detik)
• Dimensi kompak
• Resolusi ditentukan oleh lebar garis yang diteliti (sekitar 100 cm-1)
• Jumlah minimum zat untuk analisis adalah sekitar 0,1 mg
• Tidak ada basis data. Metode ini baru muncul baru-baru ini dan spektrum NIR yang terkalibrasi sangat sedikit. Ini berarti bahwa banyak pekerjaan yang harus dilakukan (dilakukan oleh personel yang berkualifikasi) untuk menciptakan database obat yang tepat

InSpektr

• Cepat (biasanya kurang dari 1 detik)
• Kompleks Raman portabel InSpectr memiliki dimensi dan berat yang jauh lebih kecil dibandingkan spektrometer NIR
• Resolusi ditentukan oleh lebar garis yang diteliti (sekitar 6 cm-1). Ini berarti bahwa jumlah zat yang dapat diidentifikasi jauh lebih besar
• Jumlah minimum zat untuk analisis adalah sekitar 0,001 mg (yaitu 100 kali lebih sedikit). Hal ini disebabkan oleh sensitivitas sistem penerima yang lebih baik pada rentang terlihat
• Metode ini berkembang dengan baik. Basis data spektrum terkalibrasi dari sejumlah besar obat dan bahan kimia telah terakumulasi