تحليل المنقار. تطبيق التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة. إعادة التحقق أو إعادة التحقق
كمخطوطة
دولبنيف ديمتري فلاديميروفيتش
التعرف على المنتجات الطبية بطريقة التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة
14.04.02 - الكيمياء الصيدلانية، العقاقير
أطروحات للحصول على درجة
مرشح للعلوم الصيدلانية
موسكو - 2010
تم تنفيذ العمل في جامعة موسكو الطبية الحكومية الأولى التي سميت باسمها
المشرفون العلميون:
دكتوراه في العلوم الصيدلانية، أكاديمي في الأكاديمية الروسية للعلوم الطبية، أستاذ
دكتوراه في العلوم الصيدلانية، أستاذ
المعارضون الرسميون:
المنظمة الرائدة:
المركز العلمي لعموم روسيا لسلامة المواد النشطة بيولوجيا (VNTs BAV)
سيتم الدفاع في "____" ______ 2010 الساعة ____ في اجتماع مجلس الأطروحة (D 208.040.09) في جامعة موسكو الطبية الحكومية الأولى التي تحمل اسم موسكو، شارع نيكيتسكي، 13.
يمكن العثور على الأطروحة في مكتبة جامعة موسكو الطبية الحكومية. موسكو، احتمال ناخيموفسكي، 49.
السكرتير العلمي للأطروحة
المجلس د 208.040.09
دكتور صيدلة,
أستاذ
أهمية موضوع البحث. في السنوات الخمس عشرة الماضية، تطور التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) بسرعة ووجد تطبيقًا في مجموعة واسعة من الصناعات. يُعرف التحليل الطيفي NIR بأنه وسيلة فعالة للتحليل النوعي والكمي. تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في الزراعة (لتحديد جودة التربة، ومحتوى البروتين والدهون، وما إلى ذلك في المنتجات الغذائية)، وفي الصناعة (لتحديد تركيبة المنتجات البترولية، وجودة منتجات النسيج، وما إلى ذلك)، في الطب (لتحديد الدهون والأكسجين في الدم ودراسات تطور الورم). حاليًا، أصبح التحليل الطيفي NIR أحد طرق التحكم أثناء العملية في صناعة الأدوية في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية.
يتم استخدامه لفحص المواد الخام الواردة، تجانس الخلط، نقطة نهاية التحبيب، محتوى رطوبة التجفيف، تجانس الأقراص، قياس سمك الطلاء.
تم وصف طريقة التحليل الطيفي NIR في دستور الأدوية الأوروبي ودستور الأدوية الأمريكي، ومع ذلك، لا يزال استخدامها نادرًا نسبيًا في تحليل دستور الأدوية: بشكل رئيسي عند تحديد محتوى الماء في المستحضرات التي يتم الحصول عليها من الدم.
وفي هذا الصدد، فإن تطوير طرق موحدة لتحليل المواد الصيدلانية والأدوية لاستخدامها مرة أخرى في تحليل دستور الأدوية له أهمية كبيرة.
تتمتع هذه المشكلة بأهمية خاصة فيما يتعلق بإصدار الطبعة الثانية عشرة من دستور الأدوية الحكومي للاتحاد الروسي.
ومن الضروري أيضًا ملاحظة استمرار مشكلة الأدوية المزيفة، والتي من طرق حلها تطوير طرق تحليل سريعة.
وبالنظر إلى ما سبق، فإن المشكلة الملحة هي تطوير طرق موحدة لتحليل المواد والمستحضرات والكشف عن الأدوية المزيفة باستخدام طريقة التحليل الطيفي NIR.
الغرض وأهداف الدراسة. وكان الهدف من الدراسة هو تطوير طرق موحدة لتحليل المواد والمستحضرات والكشف عن الأدوية المزيفة باستخدام طريقة التحليل الطيفي NIR.
ولتحقيق هذا الهدف تم حل المهام التالية:
- دراسة إمكانية الحصول على أطياف NIR للمواد والأقراص والكبسولات باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ومجال متكامل؛
- لمقارنة أطياف NIR للمواد والمستحضرات؛
- لمقارنة أطياف NIR للمستحضرات بمحتويات مختلفة من المادة الفعالة؛
– استكشاف إمكانية استخدام التحليل الطيفي NIR لتحديد المواد والمستحضرات الخاصة بمصنعين محددين، وكذلك لتحديد الأدوية المزيفة؛
- تطوير مكتبة إلكترونية لأطياف NIR للمواد والمستحضرات.
الجدة العلمية لنتائج الأبحاث. لقد ثبت لأول مرة أنه يمكن استخدام طريقة التحليل الطيفي NIR للتحقق من صحة المواد الصيدلانية والأدوية الجاهزة (الأقراص والكبسولات). لقد تبين، بشكل عام، أن أطياف NIR للمواد والمستحضرات تختلف. يمكن الحصول على الأطياف باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ومجال متكامل. لقد تبين أنه إذا كانت غلاف الكبسولة أو عبوة الأقراص (الفقاعة) شفافة فمن الممكن الحصول على طيف دون إزالة الكبسولات أو إخراج الأقراص من العبوة. لقد تبين أنه يمكن استخدام طريقة التحليل الطيفي NIR للكشف عن الأدوية المزيفة، بشرط مقارنة أطياف الأدوية الأصلية والأدوية المختبرة. يمكن تخزين أطياف المواد والمستحضرات على شكل مكتبة إلكترونية. لقد ثبت أنه لإجراء مقارنة أكثر موثوقية بين طيف دواء الاختبار والطيف القياسي، يلزم استخدام معالجة البيانات الرياضية.
الأهمية العملية للعمل. تُقترح الطرق المطورة لتحليل المنتجات الطبية باستخدام طريقة التحليل الطيفي NIR لإثبات صحة المواد الصيدلانية والمستحضرات على شكل أقراص وكبسولات. تسمح التقنيات باستخدام كرة متكاملة ومستشعر ألياف ضوئية ("بندقية").
ويمكن أيضًا استخدام الأساليب المطورة للتعرف السريع على الأدوية المزيفة ومراقبة مدخلات ومخرجات المواد الصيدلانية والمواد الوسيطة في شركات الأدوية. تسمح التقنيات في بعض الحالات بإجراء مراقبة الجودة غير المدمرة دون فتح العبوة الأولية.
يمكن استخدام المكتبة المطورة لأطياف NIR في التعرف على المواد والأقراص والكبسولات باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية") ومجال متكامل.
تم اختبار نتائج العمل واستخدامها في قسم مراقبة الجودة.
الموافقة على العمل. تم الإبلاغ عن الأحكام الرئيسية لأعمال الأطروحة ومناقشتها في المؤتمر الوطني الروسي الثاني عشر "الإنسان والطب" (موسكو، 2005)، والمؤتمر الدولي للكيمياء التحليلية ICAS (موسكو، 2006) والمؤتمر الوطني الروسي الرابع عشر "الإنسان والطب" " (موسكو، 2007). تمت الموافقة على العمل في الاجتماع العلمي والعملي لقسم الكيمياء الصيدلانية مع دورة الكيمياء السمية في كلية الصيدلة بجامعة موسكو الطبية الحكومية. 22 مارس 2010
المنشورات. تم نشر 5 منشورات حول موضوع الأطروحة.
علاقة البحث بالخطة الإشكالية للعلوم الصيدلانية. تم تنفيذ عمل الأطروحة في إطار الموضوع المعقد لقسم الكيمياء الصيدلانية بجامعة موسكو الطبية الحكومية. "تحسين مراقبة جودة الأدوية (الجوانب الصيدلانية والبيئية)" (تسجيل الولاية رقم 01.200.110.54.5).
هيكل ونطاق الأطروحة. يتم تقديم الأطروحة في 110 صفحة من النص المكتوب، وتتكون من مقدمة، ومراجعة الأدبيات، و5 فصول من الدراسات التجريبية، والاستنتاجات العامة، وقائمة المراجع، وتتضمن أيضًا ملحقًا واحدًا بشكل منفصل. تم توضيح عمل الأطروحة بثلاثة جداول و54 شكلاً. وتضم قائمة المراجع 153 مصدرًا، 42 منها أجنبية.
أحكام الدفاع:
– نتائج دراسة إمكانية الحصول على أطياف NIR للمواد والأقراص والكبسولات باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ومجال التكامل؛
- نتائج دراسة مقارنة لأطياف NIR للمواد والمستحضرات، وكذلك أطياف NIR للمستحضرات ذات المحتوى المختلف للمادة الفعالة؛
– نتائج دراسة إمكانية استخدام التحليل الطيفي NIR للتأكد من صحة المواد والمستحضرات المصنعة لمصنعين محددين، وكذلك للتعرف على الأدوية المزيفة.
1. كائنات الدراسة
تمت دراسة المواد والمستحضرات الخاصة بعدد من الأدوية. تم استخدام ما مجموعه 35 مادة في الدراسة: هيدروكسيد الألومنيوم، كبريتات الأميكاسين، حمض الأسكوربيك، أسكوربات الصوديوم، وارفارين الصوديوم، فيتامين ب 12، جيمفيبروزيل، هيدروكسيد المغنيسيوم، جلورينورم، د-بيوتين، جلوكونات الحديد، زوبيكلون، كالسيوم د بانثينوات، كليندامايسين. فوسفات، يدوكائين هيدروكلوريد، ميتوبرولول طرطرات، نيكوتيناميد، باراسيتامول، هيدروكلوريد البيريدوكسين، بيبيراسيلين، رانيتيدين هيدروكلوريد، ريبوفلافين، أحادي نيترات الثيامين، تيروثريسين، فاموتيدين، حمض الفوليك، سيفادروكسيل، سيفازولين صوديوم، سيفتيزوكسيم الصوديوم، هيدروكلوريد سيبروفلوكساسين، سيانوكوبلامين، مختلف الشركات المصنعة و 5 9 أدوية من شركات مصنعة مختلفة تحتوي على: أيزونيازيد، ميلوكسيكام، أوميبرازول، رانيتيدين هيدروكلوريد، ريفامبيسين، فاموتيدين، سيبروفلوكساسين، إيزوميبرازول، إيثامبوتول، بالإضافة إلى عينتين مزيفتين (OMES 20 ملغ، مختبر دكتور ريدي وريفامبيسين 150 ملغ).
2. المعدات وشروط الاختبار
في العمل، استخدمنا جهاز MPA - مطياف فورييه لنطاق الأشعة تحت الحمراء القريب (Bruker Optics GmbH، ألمانيا). معلمات التسجيل: النطاق الطيفي من 800 نانومتر إلى 2500 نانومتر (Samp-1 إلى 4000 سم-1)، عدد عمليات المسح 16، الدقة الطيفية 4 سم-1. تم التحكم في الأداة ومعالجة الأطياف التي تم الحصول عليها باستخدام حزمة برامج OPUS 6.0 (Bruker Optics GmbH، ألمانيا). تم الحصول على أطياف NIR بطريقتين:
1) باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية")،
2)
تم استخدام كلتا الطريقتين للحصول على أطياف NIR للمواد والأقراص والكبسولات.
يسمح مستشعر الألياف الضوئية ("المدفع") بقياس الانعكاس فقط، والمجال المتكامل - كل من الانعكاس والنقل. في العمل، تم الحصول على أطياف الانعكاس NIR.
2.1. طرق الحصول على أطياف NIR:
باستخدام جهاز استشعار الألياف البصرية ("بندقية").
2.1.1. مواد . تم صب المادة المسحوقة في كفيت شفاف بسماكة طبقة تتراوح من 1 إلى 3 سم، ثم تم ضغط حساس الألياف الضوئية بشكل عمودي على سطح المسحوق. تم بدء إجراء تسجيل الطيف بالضغط على الزر الموجود على مستشعر الألياف الضوئية. تكررت قياسات الأطياف 3-5 مرات من مناطق مختلفة للحصول على نتائج تحليل ذات دلالة إحصائية.
2.1.2. أقراص مأخوذة من البثرة . تم الضغط على مستشعر الألياف الضوئية بشكل عمودي على الجهاز اللوحي. تم بدء إجراء تسجيل الطيف بالضغط على الزر الموجود على مستشعر الألياف الضوئية. تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات من أجزاء مختلفة من القرص للحصول على نتائج ذات دلالة إحصائية للتحليل.
2.1.3. أقراص في نفطة . إذا كانت البثرة شفافة، يتم إجراء القياس على النحو التالي، حيث يتم الضغط على مستشعر الألياف الضوئية بشكل عمودي على سطح القرص في البثرة. تم بدء إجراء تسجيل الطيف بالضغط على الزر الموجود على مستشعر الألياف الضوئية. تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات من أجزاء مختلفة من القرص في البثرة للحصول على نتائج ذات دلالة إحصائية للتحليل. إذا كانت البثرة معتمة أو من الألومنيوم، تتم إزالة القرص أولاً من البثرة ومن ثم يتم الحصول على طيف NIR.
2.1.4. كبسولات . إذا كانت غلاف الكبسولة شفافة، فسيتم إجراء القياس على النحو التالي، حيث يتم الضغط على مستشعر الألياف الضوئية بشكل عمودي على سطح الكبسولة في البثرة. تم بدء إجراء تسجيل الطيف بالضغط على الزر الموجود على مستشعر الألياف الضوئية. تم تكرار قياسات الأطياف 3-5 مرات من أجزاء مختلفة من الكبسولة في البثرة للحصول على نتائج ذات دلالة إحصائية للتحليل. إذا لم يكن غلاف الكبسولة شفافًا، فسيتم فتح الكبسولة أولاً، ثم يتم قياس طيف المحتوى في كفيت زجاجي.
2.2. طرق الحصول على أطياف NIR:
باستخدام مجال التكامل.
الحصول على أطياف NIR في وضع الانعكاس
2.2.1. مواد . تم صب المادة المسحوقة في كفيت شفاف بسماكة طبقة تتراوح من 1 إلى 3 سم، ثم تم وضع الكوفيت فوق النافذة البصرية للكرة المدمجة. بدأت عملية القياس على جهاز كمبيوتر باستخدام برنامج OPUS أو مباشرة على الجهاز نفسه (زر "ابدأ"). تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات للحصول على نتائج ذات دلالة إحصائية للتحليل.
2.2.2. أقراص مأخوذة من البثرة . تم وضع الجهاز اللوحي في حامل خاص. تم تثبيت الحامل مع الجهاز اللوحي أعلى النافذة البصرية للكرة المدمجة. بدأت عملية القياس على جهاز كمبيوتر باستخدام برنامج OPUS أو مباشرة على الجهاز نفسه (زر "ابدأ"). تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات من أجزاء مختلفة من القرص للحصول على نتائج ذات دلالة إحصائية للتحليل.
2.2.3. كبسولات . إذا كانت قذيفة الكبسولة شفافة، فسيتم إجراء القياس على النحو التالي، تم وضع الكبسولة في حامل خاص. تم تثبيت الحامل مع الكبسولة أعلى النافذة البصرية للكرة المدمجة. بدأت عملية القياس على جهاز كمبيوتر باستخدام برنامج OPUS أو مباشرة على الجهاز نفسه (زر "ابدأ"). تم تكرار قياس الأطياف 3-5 مرات من أجزاء مختلفة من الكبسولة للحصول على نتائج ذات دلالة إحصائية للتحليل. إذا لم يكن غلاف الكبسولة شفافًا، فسيتم فتح الكبسولة أولاً، ثم يتم قياس طيف المحتويات الموجودة في الكوفيت الزجاجي عن طريق وضع الكوفيت أعلى النافذة البصرية للكرة المتكاملة.
3. المعالجة الرياضية لأطياف NIR.
تمت معالجة الأطياف التي تم الحصول عليها رياضيًا باستخدام برنامج OPUS IDENT المضمن في حزمة برامج OPUS 6.0 (Bruker Optics GmbH، ألمانيا). تمت مقارنة الطيف المجهول مع طيف مقارنة المكتبة عن طريق حساب المسافة الطيفية. يحدد IDENT أطياف المقارنة الأقرب إلى الطيف الذي تم تحليله ويحدد الانحرافات بين هذه الأطياف والطيف الذي تم تحليله. وهذا يسمح لـ IDENT بتحديد المواد غير المعروفة وتقييم درجة استيفاء المادة للمعيار المرجعي.
استخدمنا طريقتين للمعالجة الرياضية لأطياف NIR: 1) تحليل الهوية، الذي يربط الطيف بمادة محددة، و2) التحليل العنقودي، الذي يربط الطيف ومجموعة من المواد.
بمجرد قياس الأطياف، يتم إنشاء متوسط الطيف لكل مادة ويتم إنشاء مكتبة لجميع الأطياف المتوسطة، حيث يتم إدخال المعايير (أو العتبات) المقبولة المحددة إحصائيًا لجميع المواد الموجودة في المكتبة. وتمت مقارنة الطيف المختبر بجميع أطياف المقارنة المتوفرة في المكتبة الإلكترونية. وتنتهي نتيجة المقارنة بين الطيفين A وB بمخرج المسافة الطيفية D، والتي يطلق عليها في برنامج IDENT "عامل جودة الصدفة". تشير المسافة الطيفية إلى درجة التشابه الطيفي. طيفان بمسافة طيفية تساوي الصفر متطابقان تمامًا. كلما زادت المسافة بين طيفين، زادت المسافة الطيفية. إذا كانت المسافة الطيفية أقل من العتبة لمادة واحدة وأكبر من العتبة لجميع المواد الأخرى، فقد تم التعرف على المادة المجهولة.
يتيح التحليل العنقودي دراسة أطياف NIR للتشابه وتقسيم الأطياف المتشابهة إلى مجموعات. تسمى هذه المجموعات فئات أو مجموعات. تم إجراء هذا النوع من التحليل لتقديم عرض أكثر ملاءمة للبيانات في شكل رسوم بيانية.
يتم تنفيذ خوارزميات الكتلة الهرمية وفقًا للمخطط التالي:
أولا، حساب المسافات الطيفية بين جميع الأطياف،
ثم يتم دمج الطيفين ذوي التشابه الأعلى في كتلة،
حساب المسافات بين هذه المجموعة وجميع الأطياف الأخرى،
ويندمج الطيفان ذوا المسافة الأصغر مرة أخرى في كتلة جديدة،
حساب المسافات بين هذه المجموعة الجديدة وجميع الأطياف الأخرى،
يندمج طيفان في كتلة جديدة
يتم تكرار هذا الإجراء حتى تبقى مجموعة كبيرة واحدة فقط.
4 . نتائج البحث
تمت دراسة إمكانية استخدام طريقة التحليل الطيفي NIR للتعرف على المواد والأدوية لعدد من الشركات المصنعة المحلية والأجنبية.
ونتيجة لهذه الدراسة، تم إنشاء ست مكتبات إلكترونية مختلفة لأطياف NIR:
1) أطياف NIR لمحتويات الكبسولات، تم الحصول عليها باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية")،
2) أطياف NIR لمحتويات الكبسولات، التي تم الحصول عليها باستخدام كرة متكاملة،
3) أطياف NIR للأقراص التي تم الحصول عليها باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية")،
4) أطياف NIR من الأقراص التي تم الحصول عليها باستخدام مجال التكامل،
5) أطياف NIR للمواد التي تم الحصول عليها باستخدام جهاز استشعار الألياف البصرية ("بندقية")،
6) أطياف NIR للمواد التي تم الحصول عليها باستخدام مجال التكامل.
4.1. اعتماد أطياف NIR للمواد والمستحضرات على طريقة التحضير (باستخدام "مسدس" ومجال متكامل).
على الشكل. ويبين الشكل 1 أطياف NIR لمادة رانيتيدين هيدروكلوريد في مختبرات فيرا (الهند)، والتي تم الحصول عليها باستخدام "بندقية" ومجال متكامل. يوضح الشكل أن الأطياف تختلف في شدة نطاقات الامتصاص، لكن نطاقات الامتصاص نفسها تتطابق من حيث قيم أعداد الموجات.
والفرق الرئيسي بين التحليل الطيفي NIR والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء متوسط المدى هو أنه لا يمكن مقارنة الأطياف بصريًا مع بعضها البعض. والحقيقة هي أنه، بشكل عام، لوحظ عدد غير كاف من النطاقات في طيف NIR، وكثافة العديد من النطاقات منخفضة (خاصة النغمات الثانية والثالثة)، لذلك من الضروري إجراء معالجة رياضية للأطياف.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image003_173.jpg" width="624" height="388">
أرز. الشكل. 2. نتيجة تحليل IDENT لطيف NIR للأقراص Ulfamid 40 mg، KRKA (سلوفينيا)، تم الحصول عليها باستخدام "مسدس" باستخدام مكتبة إلكترونية لأطياف NIR تم الحصول عليها باستخدام كرة متكاملة.
أرز. الشكل 3. نتيجة تحليل IDENT لطيف NIR للأقراص Ulfamid 40 mg، KRKA (سلوفينيا)، تم الحصول عليها باستخدام كرة متكاملة باستخدام مكتبة إلكترونية لأطياف NIR تم الحصول عليها باستخدام "مسدس".
4.2. تحديد المادة الفعالة بواسطة طيف NIR من المستحضرات المحتوية على هذه المادة.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image008_152.gif" width="648" height="234"> .gif" العرض = "648" الارتفاع = "244">.jpg" العرض = "649" الارتفاع = "235 src = ">
أرز. 7. نتيجة تحليل IDENT لطيف NIR لأقراص سيبروفلوكساسين 250 ملغ، شركة Cypress Pharmaceutical Inc. (الولايات المتحدة الأمريكية)، باستخدام مكتبة تتكون من أطياف NIR لمواد مختلفة.
وهكذا، وجدنا أنه مع وجود نسبة عالية من المادة الفعالة (40٪ على الأقل) في الدواء، فمن الممكن إثبات صحة الدواء من خلال طيف NIR للمادة.
4.3. تحديد الأدوية بجرعات مختلفة بواسطة أطياف NIR.
وفي الجزء الثالث من الدراسة وجدنا أنه يمكن استخدام طريقة التحليل الطيفي NIR لتحديد جرعات مختلفة من دواء معين، إذا كانت موجودة في المكتبة الإلكترونية لأطياف NIR. ولهذا الغرض، تم إنشاء مكتبة إلكترونية لأطياف NIR من مستحضرات تحتوي على فاموتيدين كعنصر نشط، والتي تضمنت 27 عينة من 7 شركات مصنعة مختلفة بجرعات 10 ملغ، و20 ملغ، و40 ملغ (الشكل 8).
https://pandia.ru/text/78/375/images/image016_63.jpg" width = "648" height = "216 src = ">
https://pandia.ru/text/78/375/images/image018_70.jpg" width = "648" height = "223 src = ">
أرز. 9. نتائج تحليل IDENT لأقراص Quamamg 20 mg و 40 mg Gedeon Richter Plc. (المجر) باستخدام مكتبة تتكون من أطياف NIR لمختلف الأدوية بجرعات مختلفة.
4.4. تحديد المخدرات من خلال نفطة.
لإثبات إمكانية تحديد الأدوية بواسطة التحليل الطيفي NIR من خلال نفطة، تم أيضًا إنشاء مكتبتين من أطياف NIR رقم 7 ورقم 8:
7) أطياف NIR للكبسولات التي تم الحصول عليها باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية") مباشرة من خلال البثرة،
8) أطياف NIR للأقراص التي تم الحصول عليها باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ("بندقية") مباشرة من خلال البثرة.
أثناء التحليل، تمت مقارنة أطياف NIR للأدوية التي تم الحصول عليها من خلال البثرة مع أطياف NIR التي تم الحصول عليها من سطح الأقراص أو الكبسولات بدون نفطة. على الشكل. يوضح الشكل 10 هذه المقارنة بين أطياف كبسولات الريفامبيسين.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image020_58.jpg" width = "624" height = "268 src = ">
أرز. الشكل 11. نتيجة تحليل IDENT لطيف NIR لكبسولات الريفامبيسين 150 ملغ (روسيا)، تم الحصول عليها باستخدام "مسدس" مباشرة من خلال البثرة باستخدام مكتبة إلكترونية تم الحصول عليها من خلال البثرة.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image013_124.gif" width="14" height="136"> 
أرز. 13 طيف NIR لمحتويات كبسولات أوميبرازول 20 ملغ من 14 مصنعًا مختلفًا مقارنة بعينة مغشوشة، تم الحصول عليها باستخدام كرة متكاملة.
من البيانات التي تم الحصول عليها، يمكن ملاحظة أنه بدون معالجة رياضية، يمكن فقط تمييز طيف المنتجات المزيفة بشكل موثوق.
باستخدام برنامج "OPUS IDENT" لنموذج ثلاثي الأبعاد للمعالجة الإحصائية للأطياف ("التحليل العنقودي")، حصلنا على توزيع أطياف NIR للأدوية الجنيسة لكبسولات أوميبرازول 20 ملغ، والتي يمكن تمثيلها على شكل مخطط شجري (الشكل 1 أ). 14).
أرز. 14. التحليل العنقودي لعينات الاختبار المأخوذة في ثلاث نسخ من 14 مصنعًا مختلفًا.
ونتيجة للتحليل العنقودي، تم تقسيم جميع الأدوية جيدًا وفقًا لفئاتها ووفقًا للشركة المصنعة لها (الشكل 14).
وأظهرت المعالجة الرياضية للنتائج التي تم الحصول عليها عن طريق تحليل IDENT وجود دواء مزيف. قرر برنامج OPUS أن هذه العينة X مزورة بالفعل وأن "عامل جودة المصادفة" (المسافة الطيفية) أعلى بكثير من عتبة جميع الأدوية في هذه المجموعة (أوميبرازول، 20 ملغ كبسولة) من 14 مصنعًا مختلفًا، منها جهاز إلكتروني. تم إنشاء المكتبة (الشكل 15).
أرز. 15. نتيجة تحليل IDENT لعينة مزيفة من دواء OMEZ 20 mg د. مختبر ريدي. (الهند).
نتيجة لتحليل IDENT، تم تحديد سلسلة من جميع العينات الأصلية لكبسولات أوميبرازول 20 ملغ بشكل فريد، وقمنا بتجميع جدول ملخص للنتائج لجميع العينات، بما في ذلك العينات المزورة (الجدول 1).
فاتورة غير مدفوعة. 1. جدول ملخص لنتائج تحليل IDENT في مجموعة أوميبرازول 20 ملغ.
اسم عينة | المسافة الطيفية | ||
عينة مزورة | |||
عينة من KRKA | |||
عينة أكريخين | |||
عينة من مختبرات رانباكسي | |||
عينة من د. مختبر ريدي. | |||
عينة من إم جي بويفارم | |||
عينة ثابتة | |||
عينة ثابتة | |||
عينة ثابتة | |||
شركة العينة - فارما» | |||
عينة من شركة Obolenskoye» | |||
عينة الشركة. فيتامين. مصنع" |
وهكذا، ونتيجة للدراسات التي أجريت على تحديد أدوية أوميبرازول من مختلف الشركات المصنعة باستخدام التحليل الطيفي NIR، تمكنا من الحصول على نتائج حول تحديد المنتجات المقلدة للعقار المزيف OMEP 20 mg، كما قال الدكتور. مختبر ريدي. (الهند)، بالإضافة إلى تحديد كل نوع بشكل فريد وفقًا للشركة المصنعة له. لقد حصلنا أيضًا على نتائج IDENT إيجابية لجميع الأقراص التي تحتوي على رانيتيدين هيدروكلوريد (12 عينة) وفاموتيدين (9 عينات)، مما يسمح لنا بتحديد الشركة المصنعة لكل عينة بشكل فريد.
استنتاجات عامة
1. لقد تبين أنه يمكن الحصول على أطياف NIR للمواد والأقراص والكبسولات باستخدام مستشعر الألياف الضوئية ومجال متكامل. في هذه الحالة، للمصادقة، يجب عليك استخدام مكتبة إلكترونية تم الحصول عليها بنفس الطريقة المستخدمة لأخذ طيف NIR لعينة الاختبار.
2. لقد ثبت أنه عند وجود نسبة عالية (40٪ على الأقل) من المادة الفعالة في المستحضر، من الممكن إثبات صحة المستحضر من خلال طيف المادة. ومع ذلك، في الحالة العامة، لتحديد الأدوية، ينبغي استخدام مكتبة إلكترونية مجمعة على أساس أطياف NIR للأدوية المقابلة.
3. لقد ثبت أنه يمكن استخدام طريقة التحليل الطيفي NIR للتمييز بين مستحضرات مصنع معين تحتوي على مادة فعالة واحدة بجرعات مختلفة. وفي الوقت نفسه، من الصعب في بعض الحالات إجراء تحديد كمي للمادة الفعالة في المستحضرات من مختلف الشركات المصنعة باستخدام طريقة التحليل الطيفي NIR.
4. لقد ثبت أنه يمكن استخدام التحليل الطيفي NIR لتحديد الشركة المصنعة للمادة أو المستحضر. وفي هذه الحالة، ينبغي إجراء تحليل مواز للعامل الذي تم اختباره من سلسلة معينة والعامل المعروف من نفس السلسلة.
5. تم تطوير مكتبة إلكترونية لأطياف NIR للمواد والمستحضرات التي تحتوي على مواد فعالة مختلفة ويتم تصنيعها من قبل شركات مصنعة مختلفة.
1. , تقييم مقارن لجودة المستحضرات بطريقة التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة // وقائع. تقرير الثاني عشر الروسية نات. congr. "الإنسان والطب" - م، 18-22 إبريل. 2005.- ص 780.
2. , الكشف عن الأدوية المزيفة بواسطة التحليل الطيفي NIR // Tez. تقرير الرابع عشر الروسية نات. congr. "الإنسان والطب" - م، 16-20 إبريل. 2007.- ص 17.
3. , طريقة التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة كإتجاه واعد في تقييم جودة الأدوية // مسائل الكيمياء البيولوجية والطبية والصيدلانية.– 2008.– رقم 4.– ص 7-9.
4. , تطبيق طريقة التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة للتعرف على الأدوية // مسائل في الكيمياء البيولوجية والطبية والصيدلانية.– 2008.– العدد 6.– ص27-30.
5. Arzamastsev A. P.، Dorofeyev V. L.، Dolbnev D. V.، Houmoller L.، Rodionova O. Ye.الطرق التحليلية للكشف السريع عن الأدوية المزيفة. المؤتمر الدولي للعلوم التحليلية (ICAS-2006)، موسكو، 2006. كتاب الملخصات. خامسا 1. ص 108.
يعد MicroNIR™ Pro Spectrometer مطياف NIR صغير الحجم للغاية وخفيف الوزن للغاية وبأسعار معقولة ويجمع بين المكونات البصرية عالية الدقة من Viavi OSP مع أحدث تقنيات التصغير البصرية والأدوات. يعد مقياس الطيف MicroNIR™ Pro الحل الأمثل لمجموعة متنوعة من التطبيقات، حيث يجمع بين القيمة الجيدة مقابل المال وسهولة الاستخدام. مع أصغر حجم وأخف وزن من أي حل متاح تجاريًا، يمكن دمج مقياس الطيف MicroNIR™ Pro NIR بسهولة وبشكل مباشر في معظم أجهزة خط الإنتاج مثل مجففات طبقة الموائع، والخلاطات، والضاغطات الدوارة، وأجهزة الكمبيوتر اللوحية للتحكم في الرطوبة أو المراقبة بعد نهاية العملية التكنولوجية. كما يسمح عامل الشكل الصغير للغاية للمقياس الطيفي باستخدامه في تحقيقات الطب الشرعي الميدانية لتحديد المتفجرات والمواد المخدرة.
نظرة عامة على التكنولوجيا
تُستخدم حلول التحليل الطيفي NIR المدمجة والمتنقلة حاليًا للتحليل النوعي والكمي للمواد الصلبة والسوائل والغازات، وهي مثالية للأغذية والزراعة والصناعات الدوائية والكيميائية والدراسات البيئية. في الوقت نفسه، هناك طلب كبير على الحجم الصغير لمقياس الطيف NIR، نظرًا لأن هذه الأجهزة على وجه التحديد هي الملائمة للاستخدام في الميدان، بالإضافة إلى دمجها في المفاعلات والآلات الصناعية.
لتصنيع الوحدة البصرية لمطياف MicroNIR، يتم استخدام تقنية ترسيب المرشحات المتغيرة خطيًا ذات الأغشية الرقيقة (LVF) الحاصلة على براءة اختراع. تعمل هذه المرشحات كعنصر مشتت للمطياف وهي عبارة عن طبقة رقيقة خاصة على شكل إسفين من جانب واحد. نظرًا لأن الطول الموجي لنطاق الامتصاص الأقصى يعتمد على سمك الطلاء 
يسمح الشكل الإسفيني لمرشح LVF بمرور الأطوال الموجية للضوء بشكل متسلسل. وبالتالي، فإن جميع حلول Viavi البصرية عبارة عن مرشحات LVF مدمجة مباشرةً مع كاشف مصفوفة الصمام الثنائي.
يتم وضع مرشح مصفوفة الصمام الثنائي المتغير خطيًا ومصادر الضوء والبصريات والإلكترونيات المساعدة في حزمة واحدة مدمجة للغاية، مما يوفر مرونة لا مثيل لها في الحلول المدمجة وإمكانية التنقل الميداني.
اعتمادًا على وضع القياس ونوع العينات، يمكن تجهيز أجهزة قياس الطيف MicroNIR TM 1700 ES بملحقات مختلفة:
- حامل قارورة لتحليل المساحيق وبعض السوائل
- مطلوب صفعة (مضمنة كمعيار) لحماية بصريات مقياس الطيف وتعيين الطول البؤري الأمثل
- يتم استخدام الكفة ذات النافذة الواقية الإضافية لتحليل المساحيق المعبأة في أكياس بلاستيكية.
- وحدة الإرسالاللازمة لتحليل السوائل والأغشية الرقيقة.
 |
MicroNIR™ OnSite NIR Spectrometer
يعد مطياف MicroNIRTM OnSite NIR إصدارًا متينًا خاصًا من مطياف MicroNIR™ 1700 ES، تم تصنيعه وفقًا لمعايير السلامة IP65. يوصى باستخدامه في البيئات الاستكشافية والمستودعات والطب الشرعي حيثما تتطلب حماية موثوقة ضد الرطوبة والغبار.
لتشغيل أكثر أمانًا، يوصى باستخدام مقياس الطيف هذا مع الأجهزة اللوحية أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة المحمية بـ IP65. يتم استخدام نسخة محمولة خاصة من البرنامج لإجراء تحليل كمي سريع ودقيق وتحديد المواد غير المعروفة.
أجهزة قياس الطيف NIR MicroNIR™ PAT USB / USB ممتدة
يعد MicroNIR™ PAT USB وMicroNIR™ PAT USB Extended من أجهزة قياس الطيف NIR الصناعية المصممة للتركيب في المعدات الصناعية من أي حجم. تأتي هذه الأدوات في هيكل متين (تصنيف IP65)، مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ SS316 لسهولة التنظيف، ولا يحتاج إلى صيانة فعليًا.
 |
ميكرونير™ بات وي نير مطياف
يعد مقياس الطيف MicroNIR™ PAT WE NIR هو الحل الأكثر قابلية للحمل لمحللات NIR الصناعية المحمولة. يوجد مقياس الطيف (مع منفذ قياس من الفولاذ المقاوم للصدأ SS316)، وبطارية ليثيوم أيون، ووحدة WiFi وأجهزة استشعار مقياس التسارع في غلاف مدمج من الألومنيوم لضمان نتائج قياس سريعة ودقيقة. يمكن تركيب هذا الجهاز على الأجزاء المتحركة من الآلات الصناعية.
دلائل الميزات:
- لا توجد مكونات متحركة في تصميم المطياف.
- لا يتم استخدام كابلات الألياف الضوئية باهظة الثمن للتشغيل.
- جسم المحلل مصنوع من الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ SS316 ومحمي من الرطوبة والغبار وفقًا لمعيار IP65.
- توفر بطارية الليثيوم أيون القابلة للاستبدال ما يصل إلى 8 ساعات من التشغيل المتواصل.
- يتيح لك نظام التوجيه ذو 9 محاور، والذي يتضمن مقياس التسارع ومقياس المغناطيسية والجيروسكوب، التعويض الكامل عن القياسات إذا كان الجهاز مثبتًا على جهاز متحرك أو دوار.
 |
نظرة عامة على البرامج
يعد برنامج MicroNIR™ Pro واجهة مستخدم بديهية تتكيف مع أجهزة الكمبيوتر الشخصية والمحمولة الحديثة، بما في ذلك تلك المجهزة بشاشات اللمس. لا يسمح هذا البرنامج بالتحكم في أجهزة قياس الطيف فحسب، بل يسمح أيضًا بتطوير طرق القياس وبناء نماذج المعايرة للتحليل النوعي والكمي. يتوافق البرنامج تمامًا مع 21 CFR Part 11، وله هيكل تنظيمي للوصول متعدد المستويات ومجهز بجميع الأدوات اللازمة لتخزين كميات كبيرة من البيانات وإجراء عمليات التدقيق.
 |
 |
يمكن استيراد البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام برنامج MicroNIR™ PRO بسهولة إلى حزمة برامج Unscrambler X القوية من SAMO (يتم تضمين هذا المنتج مع البرنامج المرفق مع مقاييس الطيف MicroNIR™) وإجراء معالجة مسبقة مجمعة للأطياف، ثم بناء نماذج التصنيف والانحدار الكيميائي. للتحليل النوعي، تتوفر خوارزميات النمذجة PCA، PLS-DA وSVM، وللتحليل الكمي PLS، PCR وSVM-R.
 |
إحدى الطرق التي أصبحت منتشرة على نطاق واسع في العالم للتعرف على السلع المقلدة هي طريقة التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة باستخدام تحويل فورييه (التحليل الطيفي NIR). مزاياها الرئيسية هي: سرعة التحليل، عدم وجود أو الحد الأدنى من تحضير العينة (إمكانية التحليل دون فتح العبوة)، الحصول على خصائص كل من الخواص الفيزيائية والكيميائية للدواء (تحديد المكونات، تحديد التبلور، التحليل الكمي من المادة الفعالة). تتيح لك طرق البحث المتنوعة الإضافية دراسة عينات من الحالات الفيزيائية المختلفة (طرق النقل والانعكاس المنتشر). كل هذه المزايا تجعل من الممكن التعرف على المنتج المزيف بشكل موثوق، وكذلك تحديد الشركة المصنعة له. بالإضافة إلى ذلك، فإن أجهزة تحليل NIR، نظرًا لتصميمها، تكون محمولة ويمكن استخدامها بنجاح في المختبرات المتنقلة.
في البداية، تم استخدام مطياف NIR للتحكم في إنتاج الأدوية على جميع مستويات إنتاجها: مراقبة جودة المواد الخام المدخلة، ومراقبة جميع عمليات الإنتاج (التجفيف والخلط) ومراقبة جودة منتجات المخرجات (مراقبة الجودة والتحليل الكمي للمواد النشطة). المكونات في المنتجات النهائية). وفي المستقبل، تم استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع لتحديد البضائع المقلدة. منذ عام 2000، تم الحصول على نتائج تحديد المنتجات المقلدة ونشرها على سبيل المثال من الأدوية من مختلف الشركات المصنعة. في نفس الأعمال، تم النظر في الميزات المختلفة التي تؤثر على دقة التحليل. واستنادا إلى الخبرة المكتسبة، بدأت المنظمات الدولية لمراقبة الأدوية المزيفة في تنفيذ هذه الطريقة لتحديد المنتجات المزيفة، سواء بشكل فردي أو بالاشتراك مع أساليب أخرى.
هناك طرق يتم فيها استخدام طريقة NIR للتحليل النوعي والكمي للأدوية المخدرة. ولا تسمح هذه الطريقة بتحديد العينة المشبوهة كدواء فحسب، بل تسمح أيضًا بتحديد كمية محتوى المادة الفعالة.
يشير هذا إلى تفضيل استخدام طريقة مطياف فورييه للأشعة تحت الحمراء القريبة كأحد طرق التحليل النوعي والكمي للأدوية المخدرة. للتعرف الدقيق على المنتجات المزيفة، والتحديد الكمي للمادة الفعالة في الدواء، بالإضافة إلى إمكانية تتبع الشركة المصنعة للأدوية المزيفة أو المخدرات.
في وقت استحواذ NIIECC على محلل NIR في المديرية الرئيسية لوزارة الشؤون الداخلية لأوكرانيا في منطقة دونيتسك، كانت هناك مشكلة خطيرة في إنتاج وتوزيع الترامادول في البلاد، لذا كانت المهمة الأولى كان الهدف من تقرير NIR هو تطوير منهجية لتحديد الترامادول والشركة المصنعة له، مما يجعل من الممكن تحديد مصدره. وفي وقت لاحق، تم استكمال هذه الطريقة بتقنية حل مشكلة أخرى - تحديد الأدوية المزيفة.
لتطوير طرق تحديد الهوية، تم استخدام مطياف تحويل فورييه القريب من الأشعة تحت الحمراء Antaris II الذي صنعته شركة Thermo Fisher Scientific. يظهر مظهر الجهاز في الشكل. 1.4.1.
أرز. 1.4.1. مطياف NIR أنتاريس الثاني.
يسمح تصميم المطياف بتزويد جهاز واحد بأجهزة مختلفة لتحليل أنواع مختلفة من العينات.
تم تجهيز مطياف Antaris II بما يلي:
· وحدة إرسال لتحليل العينات والألواح السائلة.
· جهاز كشف الإرسال لتحليل العينات الصلبة (أقراص، كبسولات، مساحيق).
دمج المجال؛
مسبار الألياف الضوئية الخارجي.
يتم تثبيت كاشف العينات الصلبة فوق كرة التكامل، مما يسمح بالتحليل المتزامن للعينة للإرسال، الذي يميز العينة بأكملها ككل، وعلى كرة التكامل بطريقة الانعكاس المنتشر، مما يسمح بتوصيف مساحة سطح العينة. يتم استخدام المسبار الخارجي لتحليل الانعكاس المنتشر للعينات في العبوات غير القياسية، دون فتح العبوة، وكذلك العينات السائلة. جميع الطرق المذكورة أعلاه لا تتطلب إعداد العينة أو تتطلب الحد الأدنى من الإعداد وتتيح لك الحصول على النتيجة في غضون 3 دقائق، ولا تتطلب تكاليف مالية للكواشف والمواد الاستهلاكية، والأهم من ذلك أنها غير مدمرة، مما يسمح لك بالتوفير العينة لمزيد من تأكيد النتائج بطرق أخرى.
من بين الطرق الحديثة لتقييم جودة المواد الخام الطبية والمنتجات النهائية قياس الطيف في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة. تتميز الطريقة بعدد من المزايا المهمة، منها:
|
- التحليل المتزامن لمختلف مكونات المخاليط المعقدة، بما في ذلك المعلومات المتعلقة بتركيزها. على سبيل المثال، يمكن استخدام هذه الطريقة لتحليل النسبة المئوية للمياه والمذيبات العضوية والمكونات الأخرى في الأنظمة الدقيقة غير المتجانسة مثل مستحلبات الزيت في الماء أو مستحلبات الماء في الزيت.
- إمكانية تنظيم التحكم عن بعد للعينات في الوقت الحقيقي مباشرة في سير العملية (التحكم عن بعد). ولهذه الأغراض، يتم استخدام مقاييس الطيف الثابتة أو المحمولة. يتم تركيب الأجهزة الثابتة في مرافق الإنتاج الخاصة بمؤسسات الأدوية، حيث يتم دمجها مباشرة في خطوط الإنتاج عن طريق تركيب أجهزة استشعار فوق سيور النقل، وفي المفاعلات الكيميائية، وغرف الخلط. يتيح لك ذلك تلقي المعلومات عبر الإنترنت واستخدام البيانات المستلمة في نظام التحكم الآلي. غالبًا ما يتم استخدام مطياف NIR المحمول الذي يعمل بالبطارية في مختبرات مراقبة جودة الأدوية المتنقلة.
طرق الحصول على الأطياف في منطقة NIR
في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة، يتم الحصول على الأطياف عن طريق الإرسال أو الانعكاس المنتشر.
يمكن استخدام طريقة النقل لتحليل كل من السوائل والمواد الصلبة. في هذه الحالة، يتم وضع السوائل في التربيعات أو غيرها من الحاويات المتخصصة المرفقة مع الجهاز. يمكن تصنيع أوعية القياس هذه من الزجاج العادي أو الكوارتز. يمكن استخدام مسبار أو كرة للدراسة بطريقة نقل العينات الصلبة.
ومع ذلك، فإن تحليل الانعكاس المنتشر للمسبار له عدد من المزايا الهامة، لأنه يوفر طيفًا أكثر تفصيلاً ونتائج أكثر دقة. يتم ضمان ذلك من خلال حقيقة أن المستوى المائل لطرف مسبار الألياف الضوئية يقلل من التأثير المرآوي، مما يسمح بتشتت المزيد من الضوء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن دمج وحدة لقراءة الرموز الشريطية من حزمة العينة في الألياف الضوئية. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه فقط بمساعدة المسبار يمكن التعرف على العينات عن بعد من الجهاز نفسه.
لاختبار العينات ذات التشتت والانعكاس المنخفض، يتم استخدام طريقة انعكاس الإرسال المدمجة. وهذا يتطلب تربيعات وأجهزة استشعار ذات تصميم خاص، بحيث يمر شعاع الشعاع عبر العينة التي تم تحليلها مرتين.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن الحصول على أطياف "التفاعل" في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة.
مشاكل مطياف NIR وكيفية حلها
كانت المشاكل الرئيسية لهذه الطريقة التحليلية في صناعة الأدوية لفترة طويلة هي صعوبة تحليل الطيف، الذي يتميز بنطاقات امتصاص أقل كثافة وأوسع نسبيًا مقارنة بالنطاقات الأساسية في منطقة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة.
إن الجمع بين الأساليب الرياضية لمعالجة البيانات (القياس الكيميائي) ونتائج التحليل الآلي جعل من الممكن تسوية هذا النقص. ولهذه الأغراض، تم تجهيز المحللات الحديثة بحزم برامج خاصة تعتمد على الطريقة العنقودية أو التمييزية لمعالجة النتائج.
من أجل مراعاة مختلف المصادر المحتملة لتغيرات الطيف في التحليل الكيميائي، يتم إنشاء مكتبات أطياف خاصة في شركات الأدوية، مع الأخذ بعين الاعتبار الشركة المصنعة للمادة الخام، والعملية التكنولوجية لتصنيعها، وتجانس المادة من دفعات مختلفة، ودرجة الحرارة وطريقة اكتساب الطيف وعوامل أخرى.
وفقا للمتطلبات التنظيمية الأوروبية، لتجميع المكتبات، من الضروري دراسة 3 عينات على الأقل من المادة الدوائية للحصول على 3 أطياف أو أكثر.
هناك مشكلة محتملة أخرى وهي احتمال حدوث تغيير في الطيف بسبب ميزات تصميم مقياس الطيف NIR، والتي يتم حلها عن طريق تأهيل الجهاز وفقًا لمتطلبات دستور الأدوية.
الأشياء التي يجب مراعاتها عند إجراء البحث
 |
|
 |
|
قياس الطيف في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR spectrometry، NIR) هو طريقة تعتمد على قدرة المواد على امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق الطول الموجي من 780 إلى 2500 نانومتر (من 12500 إلى 4000 سم -1).
يرتبط الامتصاص في نطاق NIR، كقاعدة عامة، بإيحاءات الترددات الاهتزازية الأساسية للروابط C-H وN-H وOH وS-H ومجموعاتها. النطاق الأكثر إفادة هو المنطقة من 1700 إلى 2500 نانومتر (من 6000 إلى 4000 سم -1).
يتم تحليل المعلومات المستخرجة من أطياف NIR باستخدام خوارزميات القياس الكيميائي التي تتطلب إنشاء مجموعة بيانات أولية.
كجزء من قابلية تطبيق الطريقة، يتيح لك قياس الطيف NIR إجراء تقييم نوعي وكمي بشكل مباشر أو غير مباشر للخصائص الكيميائية والفيزيائية والفيزيائية والكيميائية للكائن الذي تم تحليله، بما في ذلك تقييم الخصائص التالية:
- عدد الهيدروكسيل واليود، ودرجة الهيدروكسيل؛
- الشكل البلوري ودرجة التبلور؛
- شكل متعدد الأشكال أو شكل متعدد الأشكال كاذب؛
– درجة تشتت الجزيئات وغيرها.
يتمتع قياس الطيف NIR بالقدرات التالية:
- سهولة تحضير العينة أو عدم تحضيرها؛
- سرعة القياسات؛
- الطبيعة غير المدمرة للتحليل؛
- إمكانية التقييم المتزامن للعديد من المعلمات (المؤشرات)؛
- إمكانية التحكم عن بعد، بما في ذلك تدفقات العملية في الوقت الحقيقي.
الأجهزة.يتم استخدام كل من مقاييس الطيف الضوئي المتخصصة NIR وغيرها من مقاييس الطيف الضوئي القادرة على العمل في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة من الطيف.
تتكون مقاييس الطيف الضوئي NIR من:
- مصدر للإشعاع، على سبيل المثال، مصباح الكوارتز (المصباح المتوهج) أو ما يعادله؛
- جهاز قياس اللون الأحادي (محزوز الحيود، المنشور، المرشح البصري الصوتي) أو مقياس التداخل (مقاييس الطيف الضوئي مع تحويل فورييه)؛
- جهاز تسجيل - كاشف (يعتمد على السيليكون، وكبريتيد الرصاص، وزرنيخيد الإنديوم، وزرنيخيد الإنديوم الغاليوم، وتيلوريد الزئبق والكادميوم، وكبريتات ثلاثي الجليسين المخففة بالديوتيريوم، وما إلى ذلك)؛
– جهاز وضع العينات و/أو مستشعر الألياف الضوئية عن بعد.
يتم وضع العينات في قوارير زجاجية أو كوارتز، وقوارير، وأكواب زجاجية، وحاملات الكبسولات أو الأجهزة اللوحية، وغيرها من الأجهزة.
يمكن تجهيز مقاييس الطيف الضوئي بحجرة كوفيت، وكرة متكاملة (الكرة المدمجة عبارة عن مكون بصري يتكون من تجويف كروي مطلي بمادة عاكسة للغاية، والكرة مصممة للحصول على أطياف العينات غير المتجانسة)، ووحدات خارجية لقياس الإرسال من العينات شديدة التشتت، ووحدات تغذية العينات الأوتوماتيكية، ومسبارات الألياف الضوئية. يعتمد اختيار جهاز أو آخر للتحليل على نوع العينة وطريقة القياس المختارة. ولذلك، يوصى باستخدام الأجهزة التي تنفذ عدة طرق للقياس.
تتم معالجة البيانات وتحليل النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام برامج خاصة.
يجب أن يكون لكل وضع قياس (الإرسال، والانعكاس المنتشر، والجمع بينهما) إجراء التحقق الخاص به، بما في ذلك التحقق من إعداد الطول الموجي الصحيح والتحقق من الضوضاء الضوئية.
التحقق من الإعداد الصحيح للأطوال الموجية.للتحقق من صحة إعداد الطول الموجي، يتم تسجيل طيف العينة القياسية، التي لها الحد الأقصى والحد الأدنى للامتصاص المميز، وتتم مقارنة قيم الطول الموجي التي تم الحصول عليها مع الخصائص المعلنة.
بالنسبة لأنماط النقل والانعكاس، لتحديد الإعداد الصحيح للأطوال الموجية، من الشائع استخدام أكاسيد العناصر الأرضية النادرة، وبخار الماء في الغلاف الجوي، وكلوريد الميثيلين، وغيرها كعينات قياسية.
في الأجهزة ذات تحويل فورييه، يكون مقياس أرقام الموجات خطيًا على نطاق التشغيل بأكمله، وللتحقق من دقة التثبيت، يكفي استخدام عينة قياسية واحدة مع التحكم في الخصائص المعلنة بواسطة نطاق امتصاص واحد. قد تكون للأجهزة من الأنواع الأخرى طبيعة غير خطية لمقياس رقم الموجة وتتطلب التحقق من الخصائص المترولوجية المعلنة لثلاث قمم على الأقل (عينة قياسية واحدة أو أكثر) تغطي نطاق التشغيل بأكمله.
يجب ألا يزيد الخطأ في تحديد الأطوال الموجية عن ± 1 نانومتر (أو رقم موجة مكافئ) في نطاق الطول الموجي حتى 1900 نانومتر ولا يزيد عن ± 1.5 نانومتر لنطاق الطول الموجي ≥1900 نانومتر.
يجب أن تتوافق إمكانية تكرار إعداد الطول الموجي مع متطلبات الشركة المصنعة أو متطلبات الوثائق التنظيمية المعمول بها في أراضي الاتحاد الروسي.
التحقق من الخطية الضوئية.للتحقق من الخطية الضوئية، يتم تسجيل أطياف NIR للعينات القياسية ذات قيم الإرسال/الانعكاس المعروفة ويتم رسم الاعتماد الرسومي لقيم الإرسال/الانعكاس التي تم الحصول عليها على القيم المعروفة. يجب أن تكون نتيجة بناء مثل هذا الاعتماد خطًا مستقيمًا مع تقاطع عند مركز الإحداثيات (0.00 ± 0.05) وظل ميل الخط المستقيم (1.00 ± 0.05). للتحقق من الخطية الضوئية في وضع الانعكاس، يتم استخدام البوليمرات المشبعة بالكربون أو نظائرها بكمية لا تقل عن 4 عينات في نطاق قيم الانعكاس بنسبة 10-90٪ كعينات قياسية. للتحقق من الخطية الضوئية في وضع الإرسال، يتم استخدام مرشحات بمبلغ 3 عينات بقيم إرسال تتراوح من 10 إلى 90٪ وخط نقل 100٪ كعينات قياسية (يتم تسجيل طيف الإرسال لقناة فارغة).
فحص الضوضاء الضوئية.لتقدير الضوضاء الضوئية عند قياس الإرسال، يتم تسجيل خط هوائي بنسبة 100%؛ عند قياس الانعكاس، سجل خطًا بنسبة 100% باستخدام عينات قياسية مناسبة ذات انعكاس لا يقل عن 99%. وفي هذه الحالة، يعني خط 100% قياسًا تكون فيه العينة القياسية هي العينة المقاسة والخلفية في نفس الوقت. عند قيم الامتصاص العالية، يتم تقييم الضوضاء الضوئية باستخدام عينات قياسية بقيم انتقال أو انعكاس تبلغ حوالي 10%.
يجب أن تكون الضوضاء الضوئية متوافقة مع مواصفات الشركة المصنعة.
طرق القياس.طيف NIR هو الاعتماد على الكمية الضوئية المقابلة (الكثافة البصرية ( أ)، الإرسال ( ت)، معامل الانعكاس ( ر) والكميات المشتقة) على الطول الموجي أو تردد الإشعاع. عند القياس في منطقة NIR، يتم تنفيذ الطرق التالية:
- قياس الامتصاص (أو النقل) أثناء مرور الإشعاع عبر العينة؛
- قياس الإشعاع المنعكس أو المتناثر من العينة؛
- مزيج من الأساليب المذكورة أعلاه.
يتم دائمًا إجراء القياسات بالنسبة للخلفية.
قياس الإرسال. الإرسال هو مقياس لانخفاض شدة الإشعاع أثناء مروره عبر العينة. ويتم تطبيق هذا المبدأ في معظم مقاييس الطيف الضوئي المستخدمة، ويمكن عرض النتيجة مباشرة في وحدات النقل ( ت) و/أو الكثافة البصرية ( أ).
تنطبق هذه الطريقة على العينات الصلبة والسائلة، بما في ذلك الأنظمة المشتتة.
وكقاعدة عامة، لا يلزم إعداد خاص للعينات لقياسات الإرسال. لقياس طيف العينات السائلة، استخدم قوارير أو قوارير بطول مسار بصري مناسب (عادة 0.5 – 22 مم)، بالإضافة إلى أجهزة استشعار نقل الألياف الضوئية.
انعكاس منتشر.في طريقة الانعكاس المنتشر يتم قياس الانعكاس ( ر) تمثل نسبة شدة الضوء المنعكس من العينة ( أنا)، لشدة الضوء المنعكس من الخلفية ( أنا ص):
أو القيمة اللوغاريتمية المتبادلة لهذه النسبة ( أ ر):
.
يتم استخدام السطح ذو القيمة العالية كخلفية. ر: صفائح ذهبية، بوليمرات مشبعة مشبعة بالفلور، صفائح خزفية وغيرها من المواد المناسبة.
تُستخدم هذه الطريقة لتحليل العينات الصلبة باستخدام كرة متكاملة أو مستشعرات ألياف بصرية تعمل في وضع الانعكاس. في الحالة الأخيرة، من أجل استنساخ النتائج التي تم الحصول عليها، من الضروري ضمان استقرار ظروف القياس، على وجه الخصوص، الجمود النسبي للمستشعر، ودرجة الضغط، وغيرها من الشروط.
طريقة انعكاس الإرسال. هذه الطريقة عبارة عن مزيج من النقل والانعكاس بسبب التصميم الخاص للحاويات وأجهزة الاستشعار، حيث يمر الإشعاع عبر العينة مرتين، مما يسمح بتحليل العينات ذات قدرة الامتصاص والتشتت المنخفضة.
وككمية ضوئية، يتم استخدام معامل النقل المزدوج ( ت*):
,
أين: أنا تهي شدة الإشعاع بعد الإرسال المزدوج، بدون عينة؛
أناهي شدة الإشعاع المنبعث والمنعكس المقاسة بالعينة؛
وقيمة مماثلة للكثافة الضوئية ( أ*):
.
يتم استخدام طيف الهواء أو الوسيط المرجعي كخلفية.
تنطبق هذه الطريقة على السوائل، بما في ذلك العينات غير المتجانسة.
لتسجيل الطيف، يتم وضع عينة الاختبار في كفيت مع مرآة أو عاكس آخر منتشر. ومن الممكن استخدام مستشعر الألياف الضوئية المغمور في العينة.