拉曼與近紅外、中紅外光譜在藥品摻雜篩選應用中的前景分析

劉桂花，張中湖

(1.山東瑞中醫藥有限公司，山東濟寧272000;2.山東省食品藥品檢驗所，山東濟南250101)

藥品摻雜問題，社會危害巨大，藥品摻雜篩選方法快速檢測技術的研究是目前藥檢系統投入大量科研力量進行研究的一項課題。光譜法(拉曼、近紅外、中紅外)作為藥品快檢的重要信息采集手段在該領域應用越來越廣泛，筆者總結多年基層藥檢工作實踐并結合目前參與課題，對于藥品摻雜篩選技術在藥品監督抽驗中的應用提出自己的觀點，重點對拉曼與近紅外、中紅外光譜在藥品現場檢測中的應用潛力作分析比較。

1 近紅外和拉曼光譜應用于藥品檢測的原理

1.1 近紅外光譜 近紅外(NIR)光譜范圍介于可見光與中紅外光譜之間(780～2 500 nm或12 820～4 000 cm－1)，主要來源于－CH、－NH和－OH等含氫基團的倍頻與合頻吸收，這些基團的基頻吸收出現在中紅外區域。物質在NIR區域的吸收強度比其在中紅外區域的基頻吸收弱10～100倍。NIR光譜的基本采集方式分為透射和漫反射模式。一般而言，透射［Log(1/T)］方法用于透明樣品，漫反射方法［Log (1/R)］用于不透明或存在光散射樣品如勻漿、懸濁液、糊狀液和固體。

借助化學計量學方法，NIR可以實現藥品的定性與定量分析。近紅外光譜的譜帶較寬，特征性不強，難以利用化合物特定官能團的識別來進行結構鑒定，其定性分析實質是對光譜圖的分類，是通過比較待測樣品光譜與標準光譜的差異，對樣品進行鑒別。NIR定量分析主要是應用化學計量學方法，建立樣品光譜與樣品的含量或其他依數性性質間的定量關系(數學模型)，然后用數學模型預測未知組分的含量或性質［1］。

1.2 拉曼光譜 拉曼光譜(Raman spectra)位于40～4 000 cm－1，是一種散射光譜，基于印度科學家C.V.Raman所發現的拉曼散射效應，對與入射光頻率不同的散射光譜進行分析以得到分子振動、轉動方面信息，并應用于分子結構研究。其含義為光照射到物質上發生彈性散射和非彈性散射，彈性散射的光是與激發光波長相同的成分，非彈性散射的散射光有比激發光波長長的和短的成分，統稱為拉曼效應。紅外光譜(MIR)位于400～4 000 cm－1，研究分子振動對光的吸收情況，拉曼光譜研究分子振動對光的散射情況，拉曼光譜和紅外光譜都是分子的振動轉動光譜［2］。

拉曼光譜目前在藥品檢測中的應用主要為定性研究，定量方法的研究文獻較少報道。

2 近紅外光譜和拉曼光譜在藥品摻雜領域的應用

2.1 近紅外光譜在藥品摻雜領域的應用 自2005年國家食品藥品監督管理局推出藥品檢測車項目以來，近紅外方法在藥品快速檢測中的應用得到了迅猛發展，其中針對藥品的活性成分建立不同企業相同INN名稱的同類產品進行快速鑒別及定量的NIR模型法是主流，其主要適用對象為成分單純的化學藥制劑。有文獻關于近紅外光譜技術結合二階導數應用于中成藥中非法添加西地那非的報道［3］，但在藥品檢測車項目中該方法并未普及推廣。

2.2 拉曼光譜在藥品摻雜領域的應用 隨著藥品檢測車項目的推廣，許多光譜儀器廠商、大專院校、科研院所把精力投入到光譜法用于藥品快速檢測的研究中來，其中拉曼光譜法得到了大多數專家學者的青睞。翁欣欣等［4］使用便攜式拉曼儀對不同種類的降糖藥片進行拉曼光譜的核主成分分析(KPCA)－聚類分析，實現了快速、簡便的鑒別。拉曼光譜法用于藥品摻雜檢測的研究尚未有文獻報道。

3 光譜法在藥品摻雜篩選中的應用前景

3.1 藥品快檢的涵義與藥品摻雜的分析

3.1.1 藥品快檢的涵義并不單純指檢測方法速度快，而是指基層藥品監督部門現場應用的方法與技術，以及為保證現場檢測結果的準確性而開發的與之配套的一系列實驗室支持方法的總稱。藥品快檢概念提出的初衷是為提高藥品監督抽驗工作的靶向性，提高藥品監督抽驗工作效率，提高藥品監督抽驗工作的覆蓋面，從而最大限度保障基層、偏遠、不發達地區人民用藥安全［5］。隨著藥品快檢技術的發展，目前的藥品快檢技術越來越與藥品打假工作緊密結合起來。

3.1.2 近年來，隨著藥品快檢這一概念的提出，光譜法作為一種無損、快速、環保、高通量的檢測方法得到了多數專家學者的一致認可，其無損、快速的基礎來源于待測樣品可以不經分離，直接采集樣品光譜，通過挖掘光譜信息，實現對待測樣品的檢測［6］。不分離分析對于輔料單純、主成分均一的化藥制劑適用，而分離分析對于基質復雜的中成藥中非法添加化學物質的檢出已經毫無疑問，關鍵是能否達到快速檢測的要求。本項目研制超微薄層色譜－拉曼光譜快速檢測儀為一種分離分析手段，其目標為解決復雜基質藥品摻雜問題的現場快速檢測，同時兼顧簡單基質的化學制劑快檢。

3.2 藥品摻雜快速檢測技術分級探討 根據實踐工作的應用要求，藥品摻雜快檢技術方法可分為三類。

3.2.1 普篩方法 主要為縣級局(所)檢驗人員使用，適用于藥品存放現場。方法應該滿足耗時短高通量、樣品無損或少損、儀器成本低易攜帶、方法操作簡便易學習、方法集成軟件易于升級換代、環保無污染，最重要的是假陽性率要低。

3.2.2 初篩方法 為市級所檢驗人員使用，適用于條件可控的實驗室。方法應簡便快速針對性強、多種方法可以相互驗證、假陽性率低等。

3.2.3 確證方法 為省級所檢驗人員使用，適用于條件可控、設備齊全的實驗室。方法應針對性強、準確性高、漏判率低等。

3.3 紅外與拉曼光譜作為篩選方法的比較

3.3.1 紅外與拉曼等光譜法作為篩選方法的優勢 儀器開發較為完善，無論是實驗室還是現場檢測，都有多個廠家、多種型號的現成儀器可供選擇;特征吸收峰與樣品分子結構有一一對應關系，分析方法具有公認的理論基礎，技術人員易于理解與掌握;信號采集簡便，樣品使用量較少，有些可以實現無損檢測，適合于多品種、大批量檢測。樣品前處理簡便，不需要化學試劑，可以做到環保無污染。

3.3.2 激光拉曼光譜儀具有無損檢測、無須制樣、靈敏度高、樣品量少和快速方便等優點，儀器小型化、便攜式，對水的干擾靈敏度低，適合于實驗室外作業，有望發展成藥品摻雜的普篩工具。缺點在于拉曼激光信號易受有色、熒光的干擾，尤其是中藥基質熒光較強，掩埋了待測化學成分拉曼信號。

3.3.3 作為市所一級對摻雜樣品的初篩方法來說，紅外法已不存在技術上的障礙，現在急需的是要把對應各類摻雜而建的紅外篩選法集成，編制成針對性強、易于操作的應用軟件，彌補其他方法的不足。其具有簡便快速、靈敏度高、無損、環保等快速篩選方法所必備的優點，只是要把該種方法推向現場快速篩選使用，尚需解決采樣方式、儀器適用性等目前仍較棘手的技術問題，建議其作為初篩方法來使用。

3.3.4 拉曼光譜和紅外光譜在樣品處理與應用中的比較，見表1。

4 討論

4.1 與近紅外相比，拉曼與中紅外更適合于藥品的結構鑒定，在定性分析方面更具優勢;與中紅外相比，拉曼光譜更適合于現場快速檢測。

4.2 光譜法應用于藥品快檢對于化學制劑可以做到不分離分析，對于復雜基質摻雜化學藥物的檢測需要采用分離分析方法進行前處理。

4.3 化學物質非法添加問題，無論是在藥品行業，還是在食品、保健品、化妝品領域都普遍存在，分離分析方法的關注點是添加物，該類方法具有行業通用性。

［1］ 胡昌勤，馮艷春.近紅外光譜法快速分析藥品［M］.北京:化學工業出版社，2010.

［2］ 陳健.拉曼光譜在食品分析中的應用［D］.上海:中國科學院上海冶金研究所，2000.

［3］ Jackso R.振動光譜法在快速篩查假藥方面的應用［A］;首屆國際藥品快速檢測技術論壇論文集［C］，2009.

［4］ 翁欣欣，張中湖，尹利輝，等.KPCA－聚類分析法和用便攜式拉曼儀快速鑒別降糖藥［J］.光譜學與光譜分析，2010，30(4):984－987.

［5］ 金少鴻.我國藥品快檢技術的研究和應用［A］;首屆國際藥品快速檢測技術論壇論文集［C］，2009.

［6］ 張中湖，李軍，徐東，等藥品中摻雜化學成分初篩方法對比分析［J］.中國藥事，2010，24(6):597－599.