拉曼光谱技术在药品快检中的应用进展

1、拉曼光谱技术在化学药质量控制分析中的应用进展许晓辉1， 张生萍1，秦雯雯2，曹恩君3， 魏立晓4(1. 兰州市食品药品检验所，甘肃 兰州 730000；2. 甘肃省药品检验研究院，甘肃 兰州 730070；3.庆阳市药品检验检测中心，甘肃 庆阳 745000；4. 甘肃省人民医院药剂科，甘肃 兰州 730000)摘要 拉曼光谱是一种新兴的药品质量控制技术，它是基于拉曼散射原理的分子光谱相比红外光谱法，拉曼光谱技术以简便、快速、无损、准确率高、受水和玻璃影响小、无需样品准备、灵敏度高、测定时间短等特点，已经应用到化学药的质量筛查，在化学药掺杂掺假打假中有巨大的应用前景本文从拉曼光谱技术用于化学药

2、质量控制分析的优势以及定性与定量分析方面的应用，对拉曼光谱技术在化学药质量控制分析中的应用进行了综述，并探讨了拉曼光谱技术在化学药质量控制分析领域应用的前景关键词 拉曼光谱技术； 化学药； 质量控制分析； 应用进展中图分类号: R917 文献标识码 : AProgress in application of Raman spectrscopy in chemical drug controlXU Xiao-hui1，ZHANG Sheng-ping1，QIN Wen-wen2，CAO En-jun3，WEI Li-xiao4(1. Lanzhou Institutes for Food and

3、 Drug Control，Gansu Lanzhou 730000；2. Gansu Institute for Drug Control, Gansu Lanzhou730070；3. Qingyang Institute for Drug Control，Gansu Qingyang 745000；4. Gansu Provincial Hospital，Gansu Lanzhou 730000)Abstract Raman spectroscopy is a new technology for drug quality control，which is a kind of molec

4、ular spectroscopy based on the principle of Raman scatteringCompared with infrared spectroscopy，Raman spectroscopy has the character of simple, rapid, non-destructive，high accuracy，little effect by water and glass，without sample preparation, the characteristics of high sensitivity and short test tim

5、e and so onNow，Raman spectroscopy has been applied to screening the quality of chemical drug，and has showed great promising applications in chemical drug adulteration or anti-counterfeitThis article discussed the advantage about Raman spectroscopy in use of the quality control analysis and the appli

6、cation of qualitative and quantitative analysis of chemical drug，summarized the application of Raman spectroscopy in quality control analysis about chemical drug，mainly explored the prospects for application of Raman spectroscopy in the field of quality control analysis about chemical drugKeywords R

7、aman spectroscopy; chemical drug; quality control and analysis ; progress in application0 背景目前，药品的安全性问题已成了人们时刻关注的焦点，保证药品安全性、有效性对于保障广大人民用药安全及维护人民身体健康有着非常重要的意义因此，开发一种操作简单、准确、无损样品的质量控制快检分析方法成为现代药品检验与监督发展的一个新方向当前，药品快速检测技术包括近红外光谱学方法、化学快速检测方法、车载HPLC方法、拉曼光谱法等其中，拉曼光谱法具有高检测灵敏度、无损测试样品、测试样品所需量小以及测定时间短等优点，可实现对样

8、品进行快速、简单、可重复、且无损伤的定性定量分析，拉曼光谱技术在化学药质量控制快检方面有着独特的优势，是化学药快检方法开发的研究热点本文对拉曼光谱法在化学药质量控制分析中的优势，在化学药定性与定量分析方面的应用作一综述1 拉曼光谱技术在化学药质量控制分析中的优势拉曼光谱法是基于拉曼散射原理的分子振动光谱，是研究化合物分子受到光照射后所产生的散射光、入射光的能级差与化合物振动频率、转动频率相互关系的分析方法，通过测量拉曼散射光中特定谱成分的相对强弱，可以获得被测分子或者体系的相关信息1拉曼光谱技术比红外光谱技术应用更加广泛，具有红外光谱所没有的优点.拉曼光谱技术无需制备样品，样品可通过光纤探头或

9、者通过玻璃、石英直接测量此外，由于水溶液表现出微弱的拉曼散射特征，因此拉曼光谱是一种理想工具用来研究水溶液中的化学化合物拉曼光谱可以一次同时覆盖400050波数区间，可对有机物化合物进行定性定量分析，所得谱图具有清晰尖锐的谱峰，比较适合通过差异分析来进行定性研究、定量研究以及数据库搜索，由于拉曼光谱仪的激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.22毫米，常规拉曼光谱用少量的样品就能够进行分析，这是拉曼光谱相对常规红外光谱在分析应用中的一个很大优势同时，拉曼显微物镜可将激光束进一步聚焦至20微米甚至更小，因此能够分析更小面积的测试样品2目前，拉曼光谱分析技术主要包括傅立叶变换拉曼光谱分析技术、共振拉

10、曼光谱分析技术、单道检测拉曼光谱分析技术、电荷耦合检测器为代表的多通道探测器拉曼光谱分析技术和表面增强效应拉曼分析技术等，在化学药质量控制分析方面，拉曼光谱技术主要应用在化学药的结构分析、晶型分析、药用辅料分析、含量测定以及溶出度测定2 拉曼光谱技术在化学药质量控制中的定性分析2.1 化学药结构分析拉曼光谱在化学药结构分析方面主要是用作结构鉴定和分子相互作用的研究，它与红外光谱互为补充，可以鉴别特殊的结构特征或特征基团陈辉等3用拉曼光谱结合随机森林法很好的区分了原研药与仿制药之间差异，为拉曼光谱用于快速区分仿制药和原研药奠定基础，作者选用了1个原研药厂家和6个仿制药厂家生产的卡托普利片作为实验

11、研究对象，经过截取拉曼波长范围、光谱平滑、背景扣除、中心化等预处理，优化参数后，用随机森林法和主成分分析投影判别分别建立分析模型，计算结果表明：随机森林法所建立的分类模型可以区分卡托普利片的原研药与仿制药厂家间的差异性赵瑜等4用拉曼光谱仪对两组复方拉米夫定/齐多夫定/奈韦拉平片进行研究，分别采用谱图观察法、矢量归一化法、一致性模型分析、聚类分析法、相关系数分析等方法对拉曼谱图进行分析比对，谱图分析显示真假药在300700 cm-1存在差异，此谱区为硫和卤素的特征谱区，该研究为进一步鉴别定性其他化学药真伪提供了重要依据另外，便携式拉曼光谱仪能够快速鉴别药物，为假药现场鉴别提供了一种新的技术，为药

12、品日常监督提供了一种新的有效手段5-9 曾焕俊等10使用便携式拉曼光谱仪，扫描范围2350250 cm-1，激发光源起始波长785 nm，分辨率6 cm-1，对国家基本药品目录中部分注射液品种进行了研究，作者取溶液置石英池测试，每品种各扫描6次制备拉曼光谱图谱，研究了注射液拉曼光谱图谱，对难以获得特征性强图谱的品种，选用表面增强拉曼光谱法，获得的拉曼光谱图谱清晰，特征峰强，重复性好，可作为对照图库，能应用于化学药真伪鉴别冯翠娟等11建立了拉曼光谱结合光纤传感技术快速无损鉴别甲硝唑片的方法，所得药物谱图峰形良好、指纹性强、测定结果准确，可瞬间获得甲硝唑片剂的特征图谱，该方法可用于对甲硝唑片进行有

13、效的鉴别钱晓凡等12研究了青霉素类药物的拉曼散射特征，应用该方法可以区分不同种类的青霉素类药物王玮等13利用共焦显微激光拉曼技术对恩诺沙星进行了定性鉴别王磊等14运用表面增强拉曼光谱技术建立了人体尿液中甲基苯丙胺和亚甲基二氧基甲基苯丙胺的低信噪比的定性微量分析方法另外，保健品非法添加化学药是保健品打假面临的主要问题，拉曼光谱可用于快速分析和筛查保健品中是否非法添加化学药15-162.2 化学药晶型分析多晶型是药物中常见的现象，它直接影响到药物的生物利用度、药效、毒副作用、制剂工艺及稳定性等晶型的控制是衡量化学药品质量和疗效的一个重要指标，对多晶型化学药物的检测，保证药物有效晶型的一致性，对于提

14、高化学药的安全性、有效性非常重要17目前常用来研究晶型的方法有X射线衍射、红外光谱及热台显微方法和固态核磁共振等18， 但是X射线衍射通常样品量要求较大，不利于分析混合物中各组分，操作复杂，价格昂贵红外光谱方法需要样品制备，尤其是在研磨过程中可能导致晶型转换，而且光谱分辨率不高. 热台显微方法和固态核磁共振操作复杂、价格昂贵，测定费时与这些方法相比，拉曼光谱技术具有对测试样品的要求量少、无损、无接触、无需要样品制备、可进行12 m的微区分析，且精度和光谱分辨率高，适合用于化学药物晶型快速分析张慧丽等19基于拉曼光谱技术研究了拉米夫定的多晶型现象，该研究为多晶型药物应用拉曼光谱进行质量控制提供了

15、理论依据杨梁等20利用傅里叶变换拉曼光谱法研究了盐酸林可霉素两种晶型，该研究可用于鉴别盐酸林可霉素的不同晶型2.3 化学药药用辅料分析假药对人们身体健康造成的危害更大，其中掺假药用辅料就是假药的重要来源，很多药品质量问题往往在出现药用辅料上高群等21应用拉曼光谱法与相似度法(HQI)相结合对药用辅料掺入有毒物质的检测方法进行了研究，通过模拟三种市面上出现过的药用辅料掺假样品，采用B&W Tek i-Raman便携式拉曼光谱仪，采集三种掺假样品的拉曼光谱图，利用HQI算法，建立被研究的药用辅料掺假的检测方法，该方法为化学药其他药用辅料掺假检测提供了一定的理论指导3拉曼光谱技术在化学药质量控制中的

16、定量分析3.1 含量测定拉曼光谱具有独特的检测特性，可对有机物结构上的基团的振动和转动产生相应的信号，利用该信号可进行相应的定量分析赖源发等22-23建立了拉曼光谱法快速测定盐酸异丙嗪注射液的含量和维生素C片的方法盐酸异丙嗪注射液的含量测定采用智能激光拉曼光谱仪扫描样品，激发波长780 nm，激光强度100 MW，光圈25 m，光栅400 grmm-1，分辨率2.0 cm-1，曝光时间50 s，曝光次数2次，扫描范围1003 200 cm-1，在20200 mgml-1范围内与拉曼定量峰面积呈良好的线性关系(r=0.9982)，平均加标回收率为98.13，RSD为1.05(n=9)维生素C含量

17、测定是以拉曼特征位移峰进行定性，以拉曼指标峰面积进行定量，结果显示，在20250 mgml-1范围内线性关系良好，平均回收率为99.53，RSD为1.12姚丹丹等24基于拉曼峰信号的强度与溶质分子的浓度成正比的原理，选取样品溶液拉曼光谱中氯膦酸二钠的P=O基团振动(1079 cm-1)处的强峰作为定量峰，建立拉曼光谱法测定氯膦酸二钠注射液含量的定量分析方法Okumura等25运用傅里叶变换拉曼光谱法建立了一种精确评估吲哚美辛的药物模型化学计量方法，该方法能对吲哚美辛片剂中药物含量进行精确分析Szostak等26基于傅里叶拉曼光谱结合化学计量方法对乙酰氨基酚和双氯芬酸钠栓剂进行了含量测量，这种分

18、析方法可用推广于栓剂的快速定量贺艰等27基于显微拉曼光谱技术建立了一种快速测定酚磺乙胺注射液的方法，该方法操作简便、快速无损，可作为酚磺乙胺注射液快检的方法赵瑜等28 运用化学计量学结合拉曼光谱的方法建立了盐酸哌替啶定性和定量模型贾华等29建立了分子印迹复合膜结合拉曼光谱快速检测降糖药二甲双胍、苯乙双胍和格列本脲的分析方法，该方法可以扩展应用到其他化学药定量分析中3.2 溶出度测定溶出度是衡量固体药物制剂质量的重要指标，药典中大多采用紫外光谱法或液相色谱法测定药物溶出度，但是有些化学药品没有紫外吸收，而液相色谱方法又比较繁琐因此，寻找准确、简便、快速的溶出度测定方法一直是化学药质量控制分析方法

19、研究的重要内容之一由于拉曼光谱可在水中测定，无损快捷的优点使拉曼光谱有望成为溶出度测定的可选方法之一，美国药典中已收录了拉曼光谱发测定林可霉素溶出度的方法304 总结 作为一种快速、无需制样、无损的分析技术，拉曼光谱技术在化学药质量控制中的定性定量分析领域显示出独特的应用前景，便携式的拉曼光谱仪在化学药打假中显现出重要作用，可以现场检测筛选假药劣药，相比实验室检验检测，能够减少资源损耗，降低检验检测成本，缩短检验检测周期，因此不管是在化学药生产领域，还是流通领域，拉曼光谱都是一种比较理想的靶向性筛查的化学药质量控制分析技术目前，采用拉曼光谱技术快速检测原辅料的方法已被美国 FDA 写入美国药典

20、，中国药典2010年版的附录中增加了拉曼光谱法的指导原则31, 随着拉曼光谱技术的不断发展，应用的不断深入，其与其他分析技术的结合，使拉曼光谱技术在化学药质量控制分析中作为一种高效、绿色的检验检测技术将发挥更重要的作用【参考文献】1 邓芹英，刘岚，邓慧敏波谱分析教程M北京：科学出版社，2003：76 -792 伍林，欧阳兆辉，曹淑超，等 拉曼光谱技术的应用及研究进展J光散射学报，2005，17(12)：180 -1863 陈辉，王晓钰，李丹，等拉曼光谱快速鉴别品牌药与仿制药的研究J药学实践杂志，2015，32(4)： 473-4764 赵瑜，王军，张学博，等拉曼光谱法在快速鉴别复方拉米夫定/齐

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22、明，张新，刘朝霞便携式拉曼光谱仪用于解热镇痛类药品主成分识别的研究J中国药学杂志，2008，43(24)：1903-190410 曾焕俊，韩莹，李莹，等 注射液拉曼光谱图谱制备及影响因素研究J今日药学，2011，21(3)：170-17311 冯翠娟，李莉，李思栋，等 拉曼光纤技术快速无损鉴别甲硝唑片J光谱实验室，2012，29(2)： 730-73312 钱晓凡，施英，赵金涛，等青霉素类药物拉曼散射的研究J光谱学与光谱分析，2002，22( 1)：51-5313 王玮，曹凯，李晓曼，等恩诺沙星的拉曼光谱解析J中国兽药杂志，2011，45( 2)：39 -4014 王磊，郭淑霞，戴吟臻，等尿液

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