探究近红外漫反射光谱法快速测定氨苄西林胶囊的含量

成佳兴

哈药集团制药总厂科研开发中心 黑龙江哈尔滨 150000

探究近红外漫反射光谱法快速测定氨苄西林胶囊的含量

成佳兴

哈药集团制药总厂科研开发中心 黑龙江哈尔滨 150000

目的：基于近红外漫反射光谱法对氨苄西林胶囊含量进行定量分析，并进行快速测定。方法：以不同生产企业的氨苄西林胶囊作为研究对象，采用近红外漫反射光谱法，对偏最小二乘法所建立数学模型的预测集进行科学化预测。结果：在定量分析和快速测定后，建立定量分析模型后，以39个样品进行内部交叉验证后，其浓度范围在68.82%-84.93%之间；以16个样品进行外部验证后，得出浓度范围为69.05%-84.41%之间，相关系数为0.9901.训练集外部检验均方差为1.7，确定系数为R2=85.38，RANK为6；检验集交叉验证均方差为1.67，确定系数R2=81.58，RANK为5。结论：定量模型可按照中国药典要求对氨苄西林胶囊进行快速预测分析，方法快速、简便，可用于药品的快速检验。

近红外漫反射光谱法；氨苄西林；定量分析；含量

近红外漫反射光谱法在药品研究中具有良好的应用效果，分析速度快，且样品测量过程简洁，分析范围广泛且效率较高，促进了无损检测的真正实现，实际应用中不会产生污染物，与生态可持续发展理念保持高度一致，具有良好的推广应用价值。与此同时，近红外光导纤维具有较好的穿属性，具有在线分析和检测功能，为更好的对氨苄西林胶囊含量进行准确快速测定，本文主要利用近红外漫反射光谱法对氨苄西林胶囊含量进行快速测定，建立定量模型，以促进现场检验筛查工作的顺利开展，仅供相关人员参考。

1 仪器

EQUINOX55型近红外光谱仪(德国BRUKER公司)，光纤探头测样附件铟镓砷(InCA)检测器，BRUKER公司OPUS5.0光谱分析软件。岛津LC- 20AT型液相色谱仪，二极管阵列检测器，色谱柱KromasilC18(4.6mm×250mm，5μm)。

2 样品制备

本次研究中，以来自全国多个生产企业的57批样品作为实验研究对象，依照2010年中国药典方法对不同批次样品进行实验研究，基于HPLC法对氨苄西林进行含量测定，明确样品真值，并测得样品纯度范围在68.82%-84.93%之间。

3 方法

3.1 光谱采集

在实验研究中，以近红外漫发射光谱法对光谱进行采集，以无损伤测定法对光谱进行测定，在实际操作过程中，为避免对样品报装造成损坏，应当以漫反射光线探头压住胶囊，在12000-4000cm-1条件下，基于仪器内置背景参比和8cm分辨率，对不同批次样品分别进行扫描，并对平均光谱进行准确测定，为后续含量测定工作打下良好的基础。

3.2 训练集样本的确定

在实验研究过程中，以39个样品作为建模样本进行内部交叉验证，其浓度范围在68.82%-84.93%之间，建立校正模型，明确光谱预处理波段：6132.7-5496.2cm-1、4964-4134.8cm-1。多元散射校正，主因子数位13，内部交叉验证的均方差为1.7，确定系数R2=85.38。

3.3 验证集样本的确定

以16个样品作为验证样本进行外部验证，浓度范围为69.05%-84.41%之间，相关系数为0.9901。检验集交叉验证均方差为1.67，确定系数R2=81.58，RANK为5。由表1可知:预测值与真实值的相关系数为0.9901，表明校正模型的预测结果准确。

表1 IR定量分析模型对氨苄西林的预测结果

3.4 外部预测结果

用建立的模型对氨苄西林胶囊含量进行预测,挑选不同浓度近红外测试的预测结果与真值之间建立回归方程:

3.5 精密度试验

取1批样品,重复扫描测定6次，得到近红外光谱，分别将所得光谱代入建立好的定量模型中进行氨苄西林胶囊的含量计算，以考察精密度,结果RSD为0.15%，回收率为99.6%。

3.6 稳定性考察

将1份样品在1个星期内不同时间采集的近红外光谱，分别代入定量模型中计算氨苄西林的含量，以考察方法的稳定性，结果RSD为0.12%。

3.7 聚类分析模型

对34个厂家57批样品氨苄西林胶囊近红外图谱进行聚类分析，采用每个厂家的平均光谱建模，结果最终分为两大类，18个厂家聚为一类，另外的16个厂家聚为一类。采用聚类分析的方法使所选样品生产工艺分布均匀，由聚类分析结果可以看出所收集到的不同厂家的样品虽然具体工艺各不相同，但还是有相似之处。由于近红外图谱不仅能反映主要活性成分的信息,还能反映辅料、工艺等的样品信息,这为是否为标示厂家生产的判断提供了有力的依据，从而为药品鉴别提供新的方法。从本次采集的近红外图谱比较可以看出同一个厂家的样品(胶囊)近红外图谱基本一致，基本可判断为标示厂家生产。

4 讨论

4.1 模型的建立

在本次实验研究中，基于偏最小二乘法并合理运用定量分析软件对样品进行全光谱扫描测定，以12000-4000cm-1作为扫描范围，通过交叉验证与外部验证方式的有机结合，建立定量分析模型。待交叉验证均方差最小结果得以优化后，就验证集样品进行优化，明确外部验证均方差，以此为依据选取最佳的谱段和预处理方式，手动调整波段，确保波段内包含较大的待测组分信息量，并且所受背景和辅料等因素的影响较小。通过研究分析和处理，选出最佳波段为6132.7-5496.2cm-1、4964-4134.8cm-1，待妥善处理后，基于最小二乘法回归建立模型。

4.2 谱段的选择

实验研究表明，在光谱区一级倍频1440nm以及合频1440nm条件下，水分子具有较强的吸收效果，为保证氨苄西林胶囊含量测定的精准度，应当在谱段选择过程中尽可能避开水分子吸收波段，以促进无损、快速测定的顺利实现。通过对图1和图2进行观察和分析可知，9000cm-1以上的图谱信号较弱，因此在谱段选择过程中应当充分体现药物活性成分 6132.7-5496.2cm-1、4964-4134.8cm-1。

图1 原始光谱图

图2 适量归一化图谱光谱图

5 结论

氨苄西林是一种毒性较低的光谱半合成青霉素，其抗菌谱与青霉素具有高度相似性，是当前国内基层应用较为广泛的抗生素之一。氨苄西林对草绿色链球菌、对白喉杆菌以及放线菌的抗菌作用与青霉素相仿，但其对青霉素敏感的细菌效力较低。研究表明，通过近红外漫反射光谱法对氨苄西林胶囊含量进行测定，实际测定结果的精准度以及稳定性与中国药典方法测定结果具有高度一致性，其准确度高且专属性强，具有良好的重复性，促进了无损、快速定量分析的顺利实现。近红外漫反射光谱法在产品质量在线控制上具有良好的应用价值，无需化学试剂，对样品无损坏，实际操作便捷程度高。

近红外定量分析的方法并非通用型方法,局限性在于该模型只能对该品种该剂型适用,其准确性和参与建立模型的样本的数量和质量存在密切的关系。本文所涉及的样品涉及到全国范围内的氨苄西林胶囊品种，具有较强的代表性，但样品数量有限，为保证研究的可靠性，在今后研究中应当不断补充样本数量，切实保证氨苄西林胶囊含量测定真正实现无损、快速测定。

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[3]邢俊生，张学博 近红外漫反射光谱法快速测定氨苄西林胶囊的含量[J]. 《药物分析杂志》, 2010(12):2408-2411

R927

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1672-5018（2016）10-249-02