制药过程在线分析方法

第三章制药过程在线分析方法第一节流动注射分析法第二节近红外光谱分析法第一节流动注射分析法

FlowInjectionAnalysis，FIA

1974年，丹麦化学家鲁齐卡和汉森提出的一种新型的连续流动分析技术。把一定体积的试样溶液注入到一个流动着的载流（试剂溶液或水）中，试样在载流中分散而形成浓度梯度，同时与试剂混合、反应，再进入到流通检测器进行检测。基于化学分析可以在非平衡的动态条件下进行的假设，摆脱了化学反应必须在稳态条件下进行且必须反应完全的传统观念。FIA的特点：（1）分析速度快、分析精密度高。100~300个样品/小时;相对标准偏差一般可达1％以内（2）设备简单且操作简便，易于自动连续分析。流动注射技术把传统光谱、电化学分析法等分析流程管道化，除去了原来分析中大量而繁琐的手工操作，由间歇式流程过渡到连续自动分析，不仅大大提高了分析效率，还避免了在操作中人为的差错。（3）试剂、试样用量少，适用性较广。25~100μl（4）微管道系统的出现，微型化。

µTAS（微型全分析系统）

Lab-on-a-chip（芯片实验室）一、分析过程及基本原理1、分析过程试样溶液注入载流试样溶液与载流的混合和反应(试样的分散和反应)试样溶液随载流恒速地流进检测器被检测硫氰酸汞分光光度法测定Cl-含量试剂：Hg(SCN)2+Fe3+

原理：2Cl-+Hg(SCN)2→HgCl2+2SCN-3SCN-+Fe3+

→Fe(SCN2+)3(橙红色)受控分散流动注射分光光度法测定Cl-含量进样时的试样塞5～75μg/ml4次28次测定共耗时14min注样时间间隔30s进样频率：120个样品/小时混合总是不完全的流速不变，状态重现受控分散低(D为1～3)：将样品严格而准确地运载到检测装置中(D为3～10)：当待测物必须与载液混合并发生反应时高(D>10)：当样品必须被稀释到测量范围内时分散系数2、基本原理二、流动注射分析仪器

流体驱动单元、进样阀、反应器、检测器及记录仪1、流体驱动单元蠕动泵、泵管泵管：富有弹性的改性硅橡胶管内径0.25~4mm调节泵速和泵管内径，可获得所需载液速度。

0.0005~40mL/min蠕动泵一般为六道或八道载液的脉动不能完全避免

2、进样阀“采样”位置时，样品被泵吸入定量取样孔内；“注入”位置时，注入载流中。3、反应器

(1)空管式反应器

0.3～0.5mm，聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙稀等制成的盘管式。(2)填充床反应器

(3)单珠串反应器4、检测器

FIA实际上可以与任何类型的检测器相匹配，如AAS、AES、分光光度计、荧光光度计、电化学系统、折射仪等。流通池型检测器动态测定体积尽可能小三、流动注射技术简介

1、单道流动注射分析法

2、多道流动注射分析法

3、合并带法

4、停流法

5、流动注射溶剂萃取法

6、填充反应器三、流动注射技术简介

1、单道流动注射分析法仅适用于单一试剂试剂即载流，消耗大2、多道流动注射分析法

均匀混合灵敏度提高多个试剂循序加入3、合并带法

特点：大大的节省试剂

4、停流法

适用于化学反应缓慢的分析体系5、流动注射溶剂萃取法

6、填充反应器需用固态试剂时，如离子交换树脂、作为还原剂的Zn粒、固定化酶等。第二节近红外光谱分析法NearInfra-redSpectrum，NIR一、近红外光谱

780~2500nm

基频分子振动的倍频与合频光谱，包含丰富的含氢基团（C-H,O-H,N-H,S-H等）的特征信息。特点（1）吸收强度较弱 常量分析（0.1%-100%）（2）谱带较宽且重叠严重二、分析方法1、定性分析方法光谱匹配法供试品光谱X标准光谱Y标准光谱：n批常规产品的平均光谱应用：（1）鉴别

M.I.0.9980

（2）纯度检查匹配指数计算的矢量表示[例]氨苄青霉素三水合物的鉴别β-内酰胺类化合物的光谱匹配指数（M.I.）30500纯度不同的三种硬脂酸样品的近红外光谱图[例]硬脂醇的纯度检查三种硬脂醇样品的光谱匹配指数2、定量分析方法化学计量学方法：回归、人工神经网络等回归方程C=F0+F1A1+F2A2+…+FnAn校正系数特征波长校正系数的确定：（1）多元线性回归法（MLR）（2）主成分回归法（PCR）（3）偏最小二乘法（PLS）过程：收集有代表性的样品建模预测[例]Otipax滴耳剂中5种组分的定量分析主药：安替比林、利多卡因溶剂：乙醇、甘油抗氧剂：硫代硫酸钠方法：建模：分别精密称取5种组分的对照品，按处方量的±25%量配制成25种不同浓度的混合对照溶液，在1100~2500nm波长区间每隔4nm间隔扫描，收集漫反射的数据，计有351个波长处的数据，转换为吸收度的形式，用MLR处理，与浓度建立线性回归方程。样品测定：取市售滴耳剂样品进行测定，代入回归方程计算出各组分的浓度。三、近红外光谱分析法的特点（1）适应的样品类型范围相当广泛，对样品的外观宽容度大，不需称样，一般也不需任何前处理。透射测定法、漫透射测定法、反射测定法光源强度大，检测器灵敏度高，检测信噪比高。（2）实时在线、无损检测，一般2~3分钟。（3）多功能性，一次检测即可得到多种组分的浓度和多种物化性质；采用多路开关或传输技术，可以用一台NIR仪器进行多点监测。（4）成本低、无污染，此外，完成回归建模后，不再需要特别熟练的分析技术人员。四、应用近红外光谱分析技术正在掀起一场分析效率革命，已被广泛应用到石油化工、农业、食品、造纸、医药临床等领域，成为一种比较成熟的分析手段。如：(1)快速分析各种油品的组成及各种物化性质；

(2)快速无损测定谷物、麦子、大豆等农作物中蛋白质、脂肪、水等含量和硬度等性质；

(3)快速无损测定蔬菜、水果等的品质（维生素C的含量及甜度、脆度等）；

(4)快速无损检测活体血色素、血糖、胆固醇等；

(5)制糖、发酵等过程的在线检测；……近红外光谱分析技术在医药行业中的应用：（1）药物及其制剂的水分测定；“近红外水分分析仪”可以测定绝大多数粉末状、小颗粒药品原料药与制剂中水分的含量，精度0.3~0.5%，测定时间小于1s。对于水分含量为0~5%的物质，测定精度优于0.15%，与恒重法测定结果一致。（2）原料药及其制剂生产过程的质量控制；在无损状态下分析原料药及制剂的晶型、状态、密度等，以确定生产条件与工艺的优化。直接在生产线上对每个片剂和胶囊进行NIR分析已有采用，美国有些制药企业采用NIR分析作为质量控制的标准。（3）药品的定性、定量分析3、附录（Appendix）