摘 要 本文采用 Brimrose 公司 AOTF 近紅外自由空間（Free Space TM）光譜儀，可以鑒定 片劑和膠囊，也可對活性數量進行定量，甚至可以直接通過 PVC 對片劑和膠囊進行鑒定和定 量，以 PVC 為背景有助于糾正由不同批次樣品產生的誤差，獲取的結果相當精確，表明采用 AOTF 近紅外光譜儀進行實時在線質量控制是可行的，試驗中無需破壞樣品，測定過程非接 觸、無光纖，無移動部件。
片劑（tablets）系指藥物與輔料均勻混合后經制粒或不經制粒壓制而成的片狀或異形 片狀制劑，可供內服和外用，在世界各國藥物制劑中片劑占有重要地位，是目前臨床應用最 廣泛的劑型之一。片劑創用于 19 世紀 40 年代，隨著科學技術的進步，片劑的生產技術、機 械設備和質量控制等各方面都有很大的發展，如流化噴霧制粒、濕法高速制粒、粉末直接壓 片、高速自動控制壓片機、自動程序噴霧快速包衣設備、薄膜包衣及采用鋁塑熱封包裝和生 產程序聯動化等設備以及新型輔料的開發與利用等，對改善片劑的生產條件、提高片劑的質 量和生物利用度等均起到重要作用。
近紅外(NIR)光譜法是近年來發展迅速的一種綠色分析技術，并以其獨特的優點開始應 用于中藥分析,傳統的紅外分光光度技術采用棱鏡或光柵做色散元件，以這些色散元件為核 心的紅外光譜測量系統，結構復雜，設計和生產成本高，使得分析檢測僅適于實驗室條件下 應用。自 20 世紀 80 年代后期，一種新型的色散元件——聲光可調濾光器（Acousto-optic tunable filter，簡稱 AOTF）逐漸受到人們的重視。AOTF 是基于各向異性的雙折射晶體的 聲光衍射原理，利用超聲波與特定的晶體作用而產生分光的光電器件。與傳統的基于機械調 諧分光元件的光譜儀器相比，以 AOTF 作為分光元件的光譜儀具有明顯的優越性：它結構簡 單，光學系統無移動性部件，體積小，集光能力強，最吸引人之處在于它的波長切換快、重 現性好，程序化的波長控制使得這種儀器的應用具有更大的靈活性，尤其是外部防塵和內置 的溫度、濕度集成控制裝置，大大提高了儀器的環境適應性，加之全固態集成設計產生優異 的避震性能，使其近年來在工業在線和現場（室外）分析中得到越來越廣泛的應用,最近幾 年，AOTF-近紅外光譜分析儀引進國內，已經開始應用于煙草及化工行業中 。
由于在生產過程中運行于臨床試驗定量包裝作業線上的塑料包裝中片劑和膠囊的外形 是相同的，但含有不同數量的活性成分，很明顯，塑料包裝中藥物的安慰劑和活性成分的準 確定位是非常重要的，一片塑料包裝中的藥品出錯將使整個臨床試驗發生偏差，所以近紅外 光譜分析（Near Infrared Spectroscopy, NIR）的簡便快速、無污染以及樣品的非破壞性等特點，在這里就有了很大的應用空間，AOTF 技術與 NIR 的結合實現了儀器的小型化，使得膠 囊和片劑的在線鑒別成為可能，為快速分類提供依據。
1．實驗方法
1．1 實驗儀器和材料
儀器：采用配置了自由空間（Free Space TM）測定探頭的 Brimrose 公司 AOTF 近紅外 光譜儀。這種光譜儀可在 1100nm-2300nm 波長范圍以非接觸無光纖方式對片劑掃描。采用 雙光路系統，無需背景糾正，片劑定位在離光學探頭約 70mm 的聚焦點。
掃描參數設置：光譜范圍 1100～2300nm，波長增量 2.0nm，平均次數 300，測樣方式為漫反射。
1.2 實驗方法
實驗分兩部分，對藍－紅膠囊而言，進行外表相同的安慰劑和活性膠囊的定性判別，看 聚類效果如何，在此基礎上進行區分白色片劑和與其外表相同的安慰劑，試圖將不同濃度的 活性成分和安慰劑分離出來。
1.3 數據處理
1．3．1 藍-紅膠囊
膠囊中既有安慰劑又有活性成分，光斑必須既要穿透 PVC 又要穿透膠囊的膠質以掃描 膠囊的成分，這將產生誤差，兩種因素對結果有幫助：一是只掃描膠囊的紅色透明部分；二 是活性成分為液狀，噴灑在小球載體上，并且集中于藥物的外部。即使如此，通過兩層有機 膜進行鑒定實驗仍然是困難的，只有自由空間（Free Space TM）光譜儀有能力使光束聚焦， 從而使實驗可行。在兩種不同的塑料中掃描膠囊，這樣光譜儀可以彌補不同種類的 PVC 之 間的差異。
采用 PLS 建模才能實施在線鑒定，就是說，采用定量運算法則進行分類，安慰劑的所 有光譜的濃度都標記為 0%，而活性膠囊所有光譜的濃度都標記為 100%，這是無數值模型取 得預測結果和高 SEP 的典型方式，如果模型將所有活性膠囊的濃度報告為大于 50%，將所 有安慰劑的值報告為低于 50%，那么結果可認定是成功的，手動定點不當產生一些奇異點， 這些奇異點從特定數據中移除，數據處理到 The Unscrambler TM，用于回歸分析。
1．3．2 白色片劑
實驗目的就是必須將白色片劑從與其外表相同的安慰劑中區別開來，將活性成分從安慰 劑中分離出來時分離可以很好地進行，但在試圖將有 3 種不同濃度的活性成分和安慰劑分離 出來時，會產生一些問題，建立校正集來將活性成分量為 0 mg、0.5mg、1mg 和 2mg 分離開 來，活性成分均勻地分布在片劑中，檢測起來會更困難。一枚片劑重 0.1 克，使得校正集的 活性成分范圍為 0%-2%，基于這些潛在的困難，第一個校正集將只用來區分 1mg 和 2mg 的 片劑，最長的波長穿透深度最小，可能永遠穿不透 PVC，因此它對校正集產生消極影響， 圖 1 分為 3 個組，右邊的 2 個組是 2mg 片劑的圖，可能是塑料不同導致差別的產生，將長 波區域移除之后聚類效果會更好。
2．結果與分析
在藍－紅膠囊的聚類判別中，驗證分析將所有安慰劑的濃度報告為低于 30%，將所有活性成分的濃度報告為大于 70%。采用 Brimrose 預測程序（Brimrose Prediction Program）進 行的現場測試確認了這一驗證分析，使用外形尺寸不同的球載體的樣品時，預測程序會產生 問題，眾所周知，粒徑影響光譜數據，因此建議校正集必須包括所有尺寸大小的載體球，以 適應生產線上的各種變化。
在白色片劑的判別分析中，1mg 和 2mg 片劑模型的參數用于活性成分的全部范圍內進 行同比例增加。結果是失敗的，很顯然，模型在區別單個片劑的時候出現了問題，不同的預 處理措施多少改進了模型，但不足以達到全部分離的目的，因此決定建立兩兩校正集模型， 圖 5 是 0.5mg 和 1mg 校正集的得分圖，在其他兩片片劑組中進行的成功分離也可以重復。 可以斷定，將 0.5mg 和 1mg 片劑進行分離困難的時候，可嘗試采用這一校正集。
這一校正的結果非常出色，得分圖已經將樣品完全分離，區分兩片片劑容易，但不可能 建立四個片劑的校正集流水線，這一事實表明，片劑間產生一些嚴重的非線性差別，采用非 線性校正技術可應對這些差別。
3．結論
本次研究的結果非常出色，表明 Brimrose 自由空間（Free Space TM）光譜儀可以對片劑 和塑料包裝中的透明膠質膠囊進行精確分類。本次實驗中有一些誤差，但是可以糾正，以 PVC ?為背景應該有助于糾正由不同批次產生的誤差，可以采用兩兩建模的方式應對非線性 問題。更長的波長由 PVC 吸收，不攜帶有用的信息，采用具有更低波長范圍（900nm-1700nm， 光線更易穿透）的 Brimrose 自由空間（Free Space TM）光譜儀會更好，因為自由空間（Free SpaceTM）技術不使用光纖，無移動部件，校正集不會隨時間的發展而退化，系統與樣品之間沒有接觸，減少了清掃的必要性，也有助于防止校正集的退化。
