近红外光谱采集与建模技术规范2014

近红外光谱采集与建模技术规范

1. 基本原理

近红外光谱（Near Infra-Red Spectrum，NIR），指的是780－2526nm范围内的电磁波，它介于可见光谱区域和中红外光谱区域之间。从光谱能量的角度讲，近红外光谱对应的主要是分子振动的倍频及合频吸收，由于倍频及合频吸收的跃迁几率很低，信号很弱，故只有非谐性很高的化学键才能在图谱上表达。非谐性很高的化学键是含有氢原子的化学键，近红外光谱中含氢基团X - H（X = C、N、O、S）的吸收占主导地位。近红外光谱的特点是吸收系数较低、无损、快速、无污染，因此可以直接对样品进行测定，不需样品处理或仅需简单的处理，在计算机软件的支持下，可实现对近红外光谱建立模型、快速分析样品光谱的功能。

2. 适用范围

建立近红外光谱模型快速筛查方法的固体制剂主要包括口服常释剂型（口服普通片剂、肠溶片、分散片、硬胶囊、肠溶胶囊）、口服缓释剂型（缓释片、控释片、缓释胶囊、控释胶囊）和注射用无菌粉末等，品种主要为化学药、抗生素和生化药。

3. 仪器要求

仪器类型应为傅立叶近红外光谱仪，目前基于Bruker Matrix-F型近红外光谱仪。

4. 样品要求

采集近红外光谱图的样品应为经法定的或者经过验证的质量标准进行检验后合格的药品，并且样品要在有效期以内。对于某品种、某厂家、某规格的样品，批次数量应不低于6批次，如有特殊情况，未能达到6批次，应作说明。

5. 人员要求

光谱测定人员应掌握规范的测样方式（如下图）。

5.1 片剂的测样（接触测）

用左手拇指和食指夹好药片将光纤探头轻轻顶住药片，并用中指扶持5.2 片剂的测样（隔铝塑测）

将光纤探头顶住泡罩，轻轻压紧用拇指扶住光纤探头，防止滑动

5.3 胶囊剂的测样（接触测）

5.4 胶囊剂的测样（隔铝塑测）

将光纤探头顶住泡罩，轻轻压紧然后用拇指扶住光纤探头，防止滑动5.5 颗粒剂、干混悬剂或散剂等的测样

将颗粒或粉末均匀倒入附件中，将光纤探头插入、压实，分别测定光谱5.6 粉针剂的测样

轻轻颠几下小瓶，让粉末在底部均匀将探头轻轻顶住瓶底，并扶好5.7 糖衣片测样

首先将糖衣片打磨，露出片芯，然后用光纤探头测定片芯的光谱

6. 光谱采集

在光谱采集之前，应确保按照规范安装了OPUS 5.0软件、SFDA_Ident 2.6.4软件，并进行了正确的软件设置。同时，计算机应设置了正确的IP地址，以与仪器进行连接。

在同一天内，采集光谱前，仪器必须通过自检。仪器自检可在SFDA_Ident软件中进行，仪器自检通过后，退出SFDA_Ident软件。

在测定样品近红外光谱时，可使用由中检院开发的“测定样品近红外光谱的统一程序”。该小程序无需安装，双击运行时会自动在后台打开OPUS软件，实现“保存峰位”、“测定背景”、“测定样品”的功能，并且测定的光谱会自动规范命名，包括“药品通用名-商品名-剂型-规格-生产厂家-批号-生产日期-有效期-测样方式-仪器编号-测样单位-测样日期”等信息。每次开机后，应保存一次峰位；在一小时内，应至少测定一次背景。

在该程序中，首先设置光谱保存路径。然后输入样品编号（检品编号、抽样单编号或自行编号）。输入药品的批准文号，点击“搜索”按钮，程序会自动搜索通用名、商品名、剂型、规格、厂家这5个信息。然后再手动输入生产日期、批号、有效期、测样方式这4项信息。测样方式包括直接接触测、隔铝塑测、去糖衣测片芯、隔玻璃瓶底测、使用液体附件测等备选项，也可自行输入清晰、明确的测样方式。在备注栏，对于一些特殊的制剂，如三相片、复合片、渗透泵型缓控释片、液体制剂等，应注明测样位置或测样温度等信息，如黄色片、白色面、有孔面、或25℃等。测样单位应输入全称；仪器号在仪器侧身位置上，为8位数字或字母混合字符。注意，若输入的批号或其他文本框中有“/”或其他不能作为文件名的符号，则程序会自动改为“-”。

对于每批次样品，应分别在3台仪器上测定光谱，使用每台仪器对6片（粒、瓶、袋）测定6张光谱，共计测定18张光谱。

光谱质量对于建立快速筛查模型至关重要，因此务必保证光谱的质量。对每批次样

品的光谱测定完成后，应观察各光谱间的一致性，例如可进行一阶导数化＋矢量归一化预处理，及时发现异常光谱，并进行补测。

光谱采集环境：环境温度18～30℃，空气湿度< 70％。

7. 模型建立和验证

对于一致性检验模型，建议的建模参数条件为：预处理方法为二阶导数化＋矢量归一化，平滑点数13个，谱段为9000-7500 cm-1、6900-5600 cm-1和5000-4250 cm-1。参考光谱数量应不少于20张，CI（一致性指数）限度设置为7。

对于相关系数模型，建议的建模参数条件为：谱段为6200-5500 cm-1和5000-4700 cm-1，光谱预处理方法为一阶导数化、17个平滑点，设定相关系数阈值为97%。参考光谱为某批次药品从18张原始光谱中任选1张质量可靠的光谱。

在样品量小（<3批次）时，应建立相关系数模型；样品量充足（≥3批次）时，应建立一致性检验模型。模型名称应规范，应包括“药品名称、剂型、生产厂家、规格、测样方式”等信息，如果有“/”等不能作为文件名的符号，可以以“-”或改为汉字描述作为文件名。

1个近红外光谱模型快速筛查方法指的是针对具体厂家、具体品种、具体规格的药品建立的快速比对模型，如果针对具体厂家、具体品种、具体规格的药品建立了一组或若干个模型，仍然算作1个近红外光谱模型快速筛查方法。如果药品为铝塑包装，原则上不要求拆开包装后测定裸片的光谱和建立模型，若光谱质量不佳，例如有严重的锯齿状条纹，可考虑拆开包装测定裸片的光谱并建立模型，但是在工作量上仍为1个近红外光谱模型快速筛查方法。

建立相关系数模型时，仅选择任一张质量可靠的光谱作为参考光谱（Reference Spectra）即可，并将其他光谱作为检验光谱（Test Spectra），计算得到的相关系数应在阈值限度内，方可认为模型通过了验证；建立一致性检验模型时，将其中任意两台仪器测定的光谱作为参考光谱，将第三台仪器测定的光谱作为检验光谱，在验证（Validate）时，检验光谱应全部或绝大部分在CI限度之内，方可认为模型通过了验证，然后将第三台仪器测定的光谱也加入参考光谱，得到的模型为最后的模型。