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(D10)：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•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YXYXM.I.匹配指数[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）九项指导原则：“药品质量标准分析方法验证指导原则”“药物制剂人体生物利用度和生物等效性试验指导原则”“原料药与药物制剂稳定性试验指导原则”，“缓释、控释制剂指导原则”“微囊、微球与脂质体制剂指导原则”“药品杂质分析指导原则”“正电子类和锝放射性药品质量控制指导原则”“药物引湿性试验指导原则”“近红外分光光度法指导原则”1143