Analiza Bika. Zastosowania spektroskopii bliskiej podczerwieni. Rewalidacja lub ponowna walidacja
Jako rękopis
DOLBNEW DMITRY WŁADYMIROWICZ
IDENTYFIKACJA LEKÓW ZA POMOCĄ SPEKTROSKOPII BLISKIEJ PODCZERWIENI
14.04.02 – chemia farmaceutyczna, farmakognozja
prace dyplomowe na stopień naukowy
kandydat nauk farmaceutycznych
Moskwa – 2010
Prace przeprowadzono w Państwowej Instytucji Edukacyjnej Wyższego Kształcenia Zawodowego Pierwszego Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Medycznego im
Opiekunowie naukowi:
Doktor nauk farmaceutycznych, akademik Rosyjskiej Akademii Nauk Medycznych, profesor
Doktor nauk farmaceutycznych, profesor
Oficjalni przeciwnicy:
Organizacja wiodąca:
Ogólnorosyjskie Centrum Naukowe ds. Bezpieczeństwa Substancji Biologicznie Aktywnych (VSC BAV)
Obrona odbędzie się „____”______2010 o godzinie ____ na posiedzeniu Rady Dysertacyjnej (D 208.040.09) na Pierwszym Moskiewskim Państwowym Uniwersytecie Medycznym im. Moskwy, Nikitsky Boulevard, 13.
Rozprawę można znaleźć w bibliotece Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Medycznego im. Moskwa, perspektywa Nachimowskiego, 49.
Sekretarz naukowy rozprawy doktorskiej
rada D 208.040.09
Doktor nauk farmaceutycznych,
Profesor
Adekwatność tematu badań. W ciągu ostatnich 15 lat spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIR) szybko się rozwinęła i znalazła zastosowanie w wielu różnych gałęziach przemysłu. Spektroskopia NIR jest skuteczną metodą analizy jakościowej i ilościowej. Metoda ta jest szeroko stosowana w rolnictwie (do określenia jakości gleb, zawartości białka, tłuszczu itp. w produktach spożywczych), w przemyśle (do określenia składu produktów naftowych, jakości wyrobów tekstylnych itp.), w medycynie (oznaczanie tłuszczu, tlenu we krwi, badania rozwoju nowotworów). Obecnie spektroskopia NIR staje się jedną z metod kontroli procesu w przemyśle farmaceutycznym w Europie i USA.
Służy do sprawdzania surowców wejściowych, jednorodności mieszania, punktu końcowego granulacji, zawartości wilgoci podczas suszenia, jednorodności tabletkowania, pomiaru grubości powłoki.
Metoda spektroskopii NIR opisana jest w Farmakopei Europejskiej i Farmakopei USA, jednak w analizach farmakopealnych jest nadal stosunkowo rzadko stosowana: głównie przy oznaczaniu zawartości wody w preparatach otrzymywanych z krwi.
W tym względzie ogromne znaczenie ma opracowanie ujednoliconych metod analizy substancji farmaceutycznych i leków w celu ich dalszego wykorzystania w analizie farmakopealnej.
Kwestia ta nabiera szczególnego znaczenia w związku z publikacją 12. wydania Farmakopei Państwowej Federacji Rosyjskiej.
Należy także zwrócić uwagę na ciągły problem podrabiania leków, którego jednym ze sposobów rozwiązania jest rozwój metod szybkiej analizy.
Biorąc powyższe pod uwagę, pilnym problemem jest opracowanie ujednoliconych metod analizy substancji i preparatów oraz identyfikacji podrabianych leków z wykorzystaniem metody spektroskopii NIR.
Cel i zadania badania. Celem badań było opracowanie ujednoliconych metod analizy substancji i preparatów oraz identyfikacji podrabianych leków z wykorzystaniem metody spektroskopii NIR.
Aby osiągnąć ten cel, rozwiązano następujące zadania:
– zbadanie możliwości uzyskania widm NIR substancji, tabletek i kapsułek za pomocą czujnika światłowodowego i kuli całkującej;
– porównać widma NIR substancji i narkotyków;
– porównać widma NIR leków o różnej zawartości substancji czynnej;
– zbadanie możliwości wykorzystania spektroskopii NIR do ustalenia autentyczności substancji i preparatów określonych producentów, a także identyfikacji podrabianych leków;
– opracować elektroniczną bibliotekę widm NIR substancji i leków.
Nowość naukowa wyników badań. Po raz pierwszy wykazano, że metoda spektroskopii NIR może być stosowana zarówno do określenia autentyczności substancji farmaceutycznych, jak i gotowych produktów leczniczych (tabletek i kapsułek). Wykazano, że generalnie widma NIR substancji i leków różnią się. Widma można uzyskać za pomocą czujnika światłowodowego i kuli całkującej. Wykazano, że jeśli otoczka kapsułki lub opakowanie tabletki (blister) jest przezroczyste, widmo można uzyskać bez wyjmowania kapsułek lub wyjmowania tabletek z opakowania. Wykazano, że metoda spektroskopii NIR może być wykorzystana do identyfikacji leków podrabianych pod warunkiem porównania widm leku oryginalnego i badanego. Widma substancji i leków można przechowywać w formie biblioteki elektronicznej. Ustalono, że dla bardziej wiarygodnego porównania widma badanego leku ze widmem standardowym wymagane jest zastosowanie matematycznego przetwarzania danych.
Praktyczne znaczenie pracy. Zaproponowano opracowane metody analizy leków z wykorzystaniem spektroskopii NIR w celu ustalenia autentyczności substancji farmaceutycznych, leków w postaci tabletek i kapsułek. Techniki te umożliwiają wykorzystanie kuli integrującej i czujnika światłowodowego („pistoletu”).
Opracowane metody mogą znaleźć także zastosowanie do ekspresowej identyfikacji podrabianych leków oraz do kontroli przychodzącej i wychodzącej substancji farmaceutycznych i półproduktów w przedsiębiorstwach farmaceutycznych. Metody te pozwalają w niektórych przypadkach na przeprowadzenie nieniszczącej kontroli jakości bez otwierania opakowania pierwotnego.
Opracowana biblioteka widm NIR może zostać wykorzystana do identyfikacji substancji, tabletek i kapsułek za pomocą czujnika światłowodowego („pistoletu”) i kuli integrującej.
Wyniki prac zostały przetestowane i wykorzystane w dziale kontroli jakości.
Zatwierdzenie pracy. Główne założenia pracy doktorskiej zostały zgłoszone i omówione podczas XII Rosyjskiego Kongresu Narodowego „Człowiek i medycyna” (Moskwa, 2005), Międzynarodowego Kongresu Chemii Analitycznej ICAS (Moskwa, 2006) oraz XIV Rosyjskiego Kongresu Narodowego „Człowiek i medycyna” ” (Moskwa, 2007). Praca została przetestowana na spotkaniu naukowo-praktycznym Katedry Chemii Farmaceutycznej z kursem chemii toksykologicznej Wydziału Nauk Farmaceutycznych Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Medycznego. 22 marca 2010
Publikacje. Na temat rozprawy ukazało się 5 prac drukowanych.
Powiązanie badań z problematyką projektowania nauk farmaceutycznych. Praca doktorska została przeprowadzona w ramach złożonego tematu Wydziału Chemii Farmaceutycznej Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Medycznego im. „Poprawa kontroli jakości leków (aspekty farmaceutyczne i środowiskowe)” (nr rejestracji państwowej 01.200.110.54.5).
Struktura i zakres rozprawy doktorskiej. Rozprawa ujęta jest na 110 stronach maszynopisu, składa się ze wstępu, przeglądu literatury, 5 rozdziałów badań eksperymentalnych, wniosków ogólnych, spisu literatury, a także osobno zawiera 1 załącznik. Pracę rozprawy ilustrują 3 tabele i 54 ryciny. Spis literatury obejmuje 153 źródła, z czego 42 to źródła zagraniczne.
Przepisy dotyczące obrony:
– wyniki badań możliwości uzyskania widm NIR substancji, tabletek i kapsułek z wykorzystaniem czujnika światłowodowego i kuli całkującej;
– wyniki badań porównawczych widm NIR substancji i leków oraz widm NIR leków o różnej zawartości substancji czynnej;
– wyniki badań możliwości wykorzystania spektroskopii NIR do ustalania autentyczności substancji i preparatów określonych producentów, a także identyfikacji podrabianych leków.
1. Przedmioty badań
Zbadano substancje i preparaty wielu leków. W badaniu wykorzystano łącznie 35 substancji: wodorotlenek glinu, siarczan amikacyny, kwas askorbinowy, askorbinian sodu, warfaryna sodowa, witamina B12, gemfibrozyl, wodorotlenek magnezu, glurenorm, D-biotyna, glukonian żelaza, zopiklon, D pantenian wapnia, klindamycyna fosforan, chlorowodorek lidokainy, winian metoprololu, nikotynamid, paracetamol, chlorowodorek pirydoksyny, piperacylina, chlorowodorek ranitydyny, ryboflawina, monoazotan tiaminy, tyrotrycyna, famotydyna, kwas foliowy, cefadroksyl, sól sodowa cefazoliny, sól sodowa ceftizoksymu, chlorowodorek cyprofloksacyny, cyjanokoblamina, różne producenci i 59 leków różnych producentów zawierających: izoniazyd, meloksykam, omeprazol, chlorowodorek ranitydyny, ryfampicynę, famotydynę, cyprofloksacynę, esomeprazol, etambutol, a także 2 sfałszowane próbki (OMEZ 20 mg, Dr. Reddy’s Lab. i Rifampicyna 150 mg,) .
2. Sprzęt i warunki badań
W pracy wykorzystano urządzenie MPA – spektrometr Fouriera bliskiej podczerwieni (Bruker Optics GmbH, Niemcy). Parametry rejestracji: zakres widmowy od 800 nm do 2500 nm (cm-1 do 4000 cm-1), liczba skanów 16, rozdzielczość widmowa 4 cm-1. Przyrząd kontrolowano, a otrzymane widma przetwarzano przy użyciu pakietu oprogramowania OPUS 6.0 (Bruker Optics GmbH, Niemcy). Widma NIR uzyskano dwoma sposobami:
1) za pomocą czujnika światłowodowego („pistolet”),
2)
Obie metody wykorzystano do uzyskania widm NIR substancji, tabletek i kapsułek.
Czujnik światłowodowy („pistolet”) umożliwia wyłącznie pomiary odbicia, natomiast kula całkująca umożliwia zarówno pomiary odbicia, jak i transmisji. W pracy uzyskano widma odbicia NIR.
2.1. Metody otrzymywania widm NIR:
za pomocą czujnika światłowodowego („pistolet”).
2.1.1. Substancje . Substancję proszkową wsypywano do przezroczystej kuwety o grubości warstwy od 1 do 3 cm, następnie dociskano czujnik światłowodowy prostopadle do powierzchni proszku. Procedurę rejestracji widma rozpoczynano poprzez naciśnięcie przycisku na czujniku światłowodowym. Pomiar widm powtarzano 3–5 razy z różnych obszarów, aby uzyskać statystycznie wiarygodne wyniki analizy.
2.1.2. Tabletki wyjęte z blistra . Czujnik światłowodowy dociśnięto prostopadle do tabletu. Procedurę rejestracji widma rozpoczynano poprzez naciśnięcie przycisku na czujniku światłowodowym. Pomiar widm powtarzano 3–5 razy z różnych obszarów tabletki, aby uzyskać statystycznie wiarygodne wyniki analizy.
2.1.3. Tabletki w blistrze . Jeżeli blister jest przezroczysty, pomiar wykonywano w następujący sposób, czujnik światłowodowy dociskano prostopadle do powierzchni tabletki w blistrze. Procedurę rejestracji widma rozpoczynano poprzez naciśnięcie przycisku na czujniku światłowodowym. Pomiar widm powtarzano 3–5 razy z różnych obszarów tabletki w blistrze, aby uzyskać statystycznie wiarygodne wyniki analizy. Jeśli blister był nieprzezroczysty lub aluminiowy, tabletkę najpierw wyjmowano z blistra, a następnie uzyskiwano widmo NIR.
2.1.4. Kapsułki . Jeżeli otoczka kapsułki jest przezroczysta, pomiar wykonywano w następujący sposób: czujnik światłowodowy dociskano prostopadle do powierzchni kapsułki w blistrze. Procedurę rejestracji widma rozpoczynano poprzez naciśnięcie przycisku na czujniku światłowodowym. Pomiar widm powtarzano 3 - 5 razy z różnych części kapsułki w blistrze, aby uzyskać statystycznie wiarygodne wyniki analizy. Jeżeli otoczka kapsułki nie była przezroczysta, kapsułkę najpierw otwierano, a następnie mierzono widmo zawartości w szklanej kuwecie.
2.2. Metody otrzymywania widm NIR:
za pomocą sfery całkującej.
Uzyskiwanie widm NIR w trybie odbicia
2.2.1. Substancje . Substancję proszkową wsypano do przezroczystej kuwety o grubości warstwy od 1 do 3 cm, następnie kuwetę umieszczono na górze okna optycznego kuli integrującej. Proces pomiarowy uruchamiano na komputerze za pomocą programu OPUS lub bezpośrednio na urządzeniu (przycisk „Start”). Pomiar widm powtarzano 3–5 razy, aby uzyskać statystycznie wiarygodne wyniki analizy.
2.2.2. Tabletki wyjęte z blistra . Tablet umieszczono w specjalnym uchwycie. Na górze okna optycznego sfery integrującej zamontowano uchwyt z tabletem. Proces pomiarowy uruchamiano na komputerze za pomocą programu OPUS lub bezpośrednio na urządzeniu (przycisk „Start”). Pomiar widm powtarzano 3–5 razy z różnych obszarów tabletki, aby uzyskać statystycznie wiarygodne wyniki analizy.
2.2.3. Kapsułki . Jeżeli otoczka kapsułki jest przezroczysta, pomiar przeprowadzono w następujący sposób: kapsułkę umieszczono w specjalnym uchwycie. Na górze okna optycznego kuli integrującej zamontowano uchwyt z kapsułą. Proces pomiarowy uruchamiano na komputerze za pomocą programu OPUS lub bezpośrednio na urządzeniu (przycisk „Start”). Pomiar widm powtarzano 3–5 razy z różnych części kapsułki, aby uzyskać statystycznie wiarygodne wyniki analizy. Jeżeli otoczka kapsułki nie była przezroczysta, kapsułkę najpierw otwierano, a następnie mierzono widmo zawartości w kuwecie szklanej, umieszczając ją na górze okna optycznego kuli całkującej.
3. Matematyczne przetwarzanie widm NIR.
Obróbkę matematyczną otrzymanych widm przeprowadzono przy pomocy programu OPUS IDENT zawartego w pakiecie oprogramowania OPUS 6.0 (Bruker Optics GmbH, Niemcy). Nieznane widmo porównano z widmem biblioteki referencyjnej, obliczając odległość widmową. IDENT identyfikuje te widma porównawcze, które są najbliższe analizowanemu widmu i określa odchylenia pomiędzy tymi widmami a analizowanym widmem. Umożliwia to IDENT identyfikację nieznanych substancji i ocenę stopnia, w jakim substancja spełnia normę referencyjną.
Zastosowaliśmy dwie metody matematycznego przetwarzania widm NIR: 1) analizę identyfikacyjną, która koreluje widmo z konkretną substancją oraz 2) analizę skupień, która koreluje widmo i grupę substancji.
Po zmierzeniu widm generowane jest średnie widmo każdego materiału i tworzona jest biblioteka wszystkich takich średnich widm, wraz ze statystycznie określonymi kryteriami (lub progami) akceptacji dla wszystkich substancji w bibliotece. Widmo testowe porównano ze wszystkimi widmami referencyjnymi znajdującymi się w bibliotece elektronicznej. Wynik porównania widm A i B kończy się wyświetleniem odległości widmowej D, która w programie IDENT nazywana jest „współczynnikiem jakości dopasowania”. Odległość widmowa wskazuje stopień podobieństwa widmowego. Dwa widma o odległości widmowej równej zero są całkowicie identyczne. Im większa odległość pomiędzy dwoma widmami, tym większa jest odległość widmowa. Jeżeli odległość widmowa jest mniejsza niż próg dla jednej substancji i większa niż próg dla wszystkich innych substancji, identyfikowana jest nieznana substancja.
Analiza skupień pozwala zbadać widma NIR pod kątem podobieństwa i podzielić podobne widma na grupy. Grupy te nazywane są klasami lub klastrami. Tego typu analizę przeprowadzono w celu wygodniejszej prezentacji danych w formie graficznej.
Algorytmy klastrów hierarchicznych realizowane są według następującego schematu:
Najpierw oblicz odległości widmowe pomiędzy wszystkimi widmami,
· następnie dwa widma o największym podobieństwie są łączone w klaster,
· obliczyć odległości pomiędzy tą gromadą a wszystkimi pozostałymi widmami,
· dwa widma o najkrótszej odległości łączą się ponownie w nową gromadę,
· obliczyć odległości pomiędzy tą nową gromadą a wszystkimi pozostałymi widmami,
· dwa widma łączą się w nowy klaster
Procedurę tę powtarza się, aż pozostanie tylko jeden duży klaster.
4 . Winiki wyszukiwania
Badano możliwość wykorzystania metody spektroskopii NIR do identyfikacji substancji i leków pochodzących od wielu producentów krajowych i zagranicznych.
W wyniku badań stworzono sześć różnych bibliotek elektronicznych widm NIR:
1) Widma NIR zawartości kapsułki uzyskane za pomocą czujnika światłowodowego („pistolet”),
2) widma NIR zawartości kapsułki uzyskane przy użyciu kuli całkującej,
3) widma NIR tabletek uzyskane za pomocą czujnika światłowodowego („pistolet”),
4) Widma NIR tabletek otrzymane przy użyciu kuli całkującej,
5) widma NIR substancji uzyskane za pomocą czujnika światłowodowego („pistolet”),
6) Widma NIR substancji otrzymane przy użyciu kuli całkującej.
4.1. Zależność widm NIR substancji i preparatów od sposobu ich przygotowania (przy użyciu „pistoletu” i kuli całkującej).
Na ryc. Rycina 1 przedstawia widma NIR chlorowodorku ranitydyny z Vera Laboratories (Indie), uzyskane przy użyciu „pistoletu” i kuli integrującej. Rysunek pokazuje, że widma różnią się intensywnością pasm absorpcji, ale same pasma absorpcji pokrywają się pod względem wartości liczby falowej.
Główna różnica między spektroskopią NIR a spektroskopią IR średniego zakresu polega na tym, że widm nie można porównać wizualnie. Faktem jest, że generalnie w widmie NIR nie ma wystarczającej liczby pasm, a intensywność wielu pasm jest niska (zwłaszcza drugiego i trzeciego alikwotu), dlatego wymagane jest matematyczne przetwarzanie widm.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image003_173.jpg" szerokość="624" wysokość="388">
Ryż. 2. Wynik analizy IDENT widma NIR tabletek Ulfamid 40 mg, KRKA (Słowenia), uzyskanego przy użyciu „pistoletu” wykorzystującego elektroniczną bibliotekę widm NIR uzyskanych przy użyciu kuli całkującej.
Ryż. 3. Wynik analizy IDENT widma NIR tabletek Ulfamid 40 mg, KRKA (Słowenia), uzyskanego przy użyciu kuli całkującej przy użyciu elektronicznej biblioteki widm NIR uzyskanych za pomocą „pistoletu”.
4.2. Identyfikacja substancji czynnej za pomocą widma NIR preparatów zawierających tę substancję.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image008_152.gif" szerokość="648" wysokość="234"> .gif" szerokość="648" wysokość="244">.jpg" szerokość="649" wysokość="235 src=">
Ryż. 7. Wynik analizy IDENT widma NIR tabletek Ciprofloxacin 250 mg, Cypress Pharmaceutical Inc. (USA), wykorzystując bibliotekę składającą się z widm NIR różnych substancji.
Tym samym ustaliliśmy, że przy dużej zawartości substancji czynnej (co najmniej 40%) w leku możliwe jest ustalenie autentyczności leku na podstawie widma NIR substancji.
4.3. Identyfikacja leków o różnych dawkach za pomocą widm NIR.
W trzeciej części badań stwierdziliśmy, że metodą spektroskopii NIR można określić różne dawki danego leku, jeśli są one dostępne w elektronicznej bibliotece widm NIR. W tym celu utworzono elektroniczną bibliotekę widm NIR leków zawierających jako substancję czynną famotydynę, która obejmowała 27 próbek od 7 różnych producentów w dawkach 10 mg, 20 mg i 40 mg (ryc. 8).
https://pandia.ru/text/78/375/images/image016_63.jpg" szerokość="648" wysokość="216 src=">
https://pandia.ru/text/78/375/images/image018_70.jpg" szerokość="648" wysokość="223 src=">
Ryż. 9. Wyniki analizy IDENT, tabletki Quamamg 20 mg i 40 mg, Gedeon Richter Plc. (Węgry) przy użyciu biblioteki składającej się z widm NIR różnych leków w różnych dawkach.
4.4. Identyfikacja leków poprzez blister.
W celu ustalenia możliwości identyfikacji leków za pomocą spektroskopii NIR przez blister utworzono dwie dodatkowe biblioteki widm NIR nr 7 i nr 8:
7) Widma NIR kapsułek uzyskane za pomocą czujnika światłowodowego („pistoletu”) bezpośrednio przez blister,
8) Widma NIR tabletek uzyskane za pomocą czujnika światłowodowego („pistoletu”) bezpośrednio przez blister.
W trakcie analizy widma NIR leków otrzymanych z blistra porównano z widmami NIR uzyskanymi z powierzchni tabletek lub kapsułek bez blistra. Na ryc. Figura 10 przedstawia takie porównanie widm dla kapsułek ryfampicyny.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image020_58.jpg" szerokość="624" wysokość="268 src=">
Ryż. 11. Wynik analizy IDENT widma NIR kapsułek 150 mg ryfampicyny (Rosja), uzyskanego przy użyciu „pistoletu” bezpośrednio przez blister, przy użyciu biblioteki elektronicznej uzyskanej przez blister.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image013_124.gif" szerokość="14" wysokość="136"> 
Ryż. 13 Widma NIR zawartości kapsułek omeprazolu 20 mg od 14 różnych producentów w porównaniu ze sfałszowaną próbką, otrzymaną za pomocą kuli całkującej.
Z uzyskanych danych jasno wynika, że bez matematycznego przetwarzania można wiarygodnie rozróżnić jedynie spektrum podróbek.
Wykorzystując program „OPUS IDENT” do trójwymiarowego modelu statystycznego przetwarzania widm („analiza skupień”) uzyskaliśmy rozkład widm NIR kapsułek 20 mg generycznego omeprazolu, który można przedstawić w formie dendrogramu ( Ryc. 14).
Ryż. 14. Analiza skupień badanych próbek pobranych w trzech powtórzeniach od 14 różnych producentów.
W wyniku analizy skupień wszystkie leki zostały dobrze podzielone na klasy i producenta (ryc. 14).
Matematyczne przetwarzanie wyników uzyskanych za pomocą analizy IDENT wykazało obecność podrabianego leku. W programie OPUS ustalono, że ta próbka X rzeczywiście jest sfałszowana, a jej „współczynnik jakości dopasowania” (odległość widmowa) jest znacznie wyższy niż próg dla wszystkich leków z tej grupy (omeprazol, kapsułki 20 mg) od 14 różnych producentów, od których pochodzi elektroniczny utworzono bibliotekę (ryc. 15).
Ryż. 15. Wynik analizy IDENT dla sfałszowanej próbki OMEZ 20 mg, dr hab. Laboratorium Reddy'ego. (Indie).
W wyniku analizy IDENT zidentyfikowano serię wszystkich oryginalnych próbek omeprazolu w kapsułkach 20 mg i opracowaliśmy tabelę podsumowującą wyniki dla wszystkich próbek, w tym próbki sfałszowanej (Tabela 1).
Tabela 1. Tabela podsumowująca wyniki analizy IDENT w grupie omeprazolu, kapsułki 20 mg.
Przykładowa nazwa | Odległość widmowa | ||
Sfałszowana próbka | |||
Próbka z KRKA | |||
Próbka od firmy Akrikhin | |||
Próbka z laboratoriów Ranbaxy | |||
Próbka od dr. Laboratorium Reddy'ego. | |||
Próbka od M. J. Boipharma | |||
Przykładowa firma | |||
Przykładowa firma | |||
Przykładowa firma | |||
Próbka firmy „Pharma” | |||
Próbka firmy Obolenskoye” | |||
Przykładowa firma. wit. fabryka" |
Tym samym, w wyniku badań przeprowadzonych w celu identyfikacji produktów leczniczych omeprazolu różnych producentów za pomocą spektroskopii NIR, udało nam się uzyskać wyniki dotyczące identyfikacji podrobionych produktów dla podrabianego leku OMEZ 20 mg, dr. Laboratorium Reddy'ego. (Indie), a także jednoznaczną identyfikację każdego leku generycznego według jego producenta. Uzyskaliśmy także pozytywne wyniki analizy IDENT dla wszystkich tabletek zawierających chlorowodorek ranitydyny (12 próbek) i famotydynę (9 próbek), co pozwoliło nam jednoznacznie zidentyfikować producenta każdej próbki.
WNIOSKI OGÓLNE
1. Wykazano, że widma NIR substancji, tabletek i kapsułek można uzyskać za pomocą czujnika światłowodowego i kuli całkującej. W takim przypadku do ustalenia autentyczności należy skorzystać z biblioteki elektronicznej uzyskanej w ten sam sposób, w jaki pobrano widmo NIR badanej próbki.
2. Wykazano, że przy dużej zawartości (co najmniej 40%) substancji czynnej w leku możliwe jest ustalenie autentyczności leku na podstawie widma substancji. Generalnie jednak do identyfikacji leków należy wykorzystać bibliotekę elektroniczną skompilowaną na podstawie widm NIR odpowiednich leków.
3. Stwierdzono, że metodą spektroskopii NIR można różnicować leki danego producenta zawierające tę samą substancję czynną w różnych dawkach. Jednocześnie w niektórych przypadkach ilościowe oznaczenie substancji czynnej w lekach różnych producentów metodą spektroskopii NIR jest trudne.
4. Wykazano, że metoda spektroskopii NIR może być wykorzystana do identyfikacji producenta substancji lub leku. W takim przypadku należy przeprowadzić równoległą analizę badanego produktu z określonej serii i znanego produktu z tej samej serii.
5. Opracowano elektroniczną bibliotekę widm NIR substancji i preparatów zawierających różne składniki aktywne, produkowanych przez różnych producentów.
1. , Porównawcza ocena jakości leków za pomocą spektroskopii w bliskiej podczerwieni // Abstrakty. raport XII Obywatel Rosji kongr. „Człowiek i medycyna” – M., 18-22 kwietnia. 2005. – s. 780.
2. , Wykrywanie podrabianych leków za pomocą spektroskopii NIR // Proc. raport XIV Narodowy Rosyjski kongr. „Człowiek i medycyna” – M., 16-20 kwietnia. 2007. – s. 17.
3. , Metoda spektroskopii bliskiej podczerwieni jako obiecujący kierunek w ocenie jakości leków // Zagadnienia chemii biologicznej, medycznej i farmaceutycznej – 2008. – nr 4. – s. 7-9.
4. , Zastosowanie metody spektroskopii bliskiej podczerwieni do identyfikacji leków // Zagadnienia chemii biologicznej, medycznej i farmaceutycznej – 2008. – nr 6. – s. 27-30.
5. Arzamastsev A. P., Dorofeyev V. L., Dolbnev D. V., Houmoller L., Rodionova O. Ye. Analityczne metody szybkiego wykrywania podrabianych leków. Międzynarodowy Kongres Nauk Analitycznych (ICAS-2006), Moskwa, 2006. Księga abstraktów. V. 1. s. 108.
Spektrometr MicroNIR™ Pro to ultrakompaktowy, ultralekki i niedrogi spektrometr NIR, który łączy w sobie precyzyjne komponenty optyczne Viavi OSP z najbardziej zaawansowanymi technologiami optycznymi i miniaturyzacją instrumentów. Spektrometr MicroNIR™ Pro to idealne rozwiązanie do różnych zastosowań, łączące dobry stosunek jakości do ceny i łatwość obsługi. Dzięki najbardziej kompaktowym rozmiarom i niewielkiej wadze spośród dostępnych na rynku rozwiązań, spektrometr MicroNIR™ Pro NIR można łatwo i bezpośrednio zintegrować z większością urządzeń linii produkcyjnych, takich jak suszarki ze złożem fluidalnym, mieszalniki, zagęszczarki walcowe, tabletkowarki do kontroli lub monitorowania wilgotności w koniec operacji technologicznej. Ultrakompaktowa obudowa spektrometru pozwala również na jego wykorzystanie w terenowych badaniach kryminalistycznych do identyfikacji materiałów wybuchowych i substancji odurzających.
Przegląd technologii
Mobilne i wbudowane rozwiązania do analizy widmowej NIR są obecnie wykorzystywane do jakościowej i ilościowej analizy ciał stałych, cieczy i gazów i idealnie nadają się do zastosowań w przemyśle spożywczym i rolniczym, przemyśle farmaceutycznym i chemicznym oraz badaniach środowiskowych. Jednocześnie kompaktowy rozmiar spektrometru NIR jest bardzo poszukiwany, ponieważ takie urządzenia są wygodne w użyciu w warunkach polowych, a także do wbudowania w reaktory i maszyny przemysłowe.
Do produkcji modułu optycznego spektrometrów MicroNIR wykorzystywana jest opatentowana technologia rozpylania cienkowarstwowych liniowych filtrów przestrajalnych (LVF). Filtry te pełnią rolę elementu rozpraszającego spektrometru i stanowią specjalną cienką, jednostronną powłokę w kształcie klina. Ponieważ długość fali maksymalnego pasma absorpcji zależy od grubości powłoki 
filtr światła, klinowy kształt filtra LVF umożliwia sekwencyjne przechodzenie długości fali światła. Tym samym wszystkie rozwiązania optyczne Viavi to filtry LVF bezpośrednio połączone z detektorem diodowym.
Liniowy przestrajalny filtr z detektorem diodowym, źródłami światła, pomocniczymi komponentami optycznymi i elektroniką są zawarte w jednej, bardzo kompaktowej obudowie, zapewniającej niezrównaną wbudowaną elastyczność i mobilność w polu.
W zależności od trybu pomiaru i rodzaju próbek spektrometry MicroNIR TM 1700 ES mogą być wyposażone w różne akcesoria:
- Uchwyt na fiolki do analizy proszków i niektórych cieczy
- Mankiet (w zestawie) niezbędny jest do ochrony optyki spektrometru i ustawienia optymalnej ogniskowej
- Mankiet z dodatkowym okienkiem ochronnym przeznaczony jest do analizy proszków pakowanych w worki foliowe.
- Moduł transmitancji niezbędne do analizy cieczy i cienkich warstw.
 |
Spektrometr NIR MicroNIR™ OnSite
Spektrometr MicroNIRTM OnSite NIR to specjalna wzmocniona wersja spektrometru MicroNIR™ 1700 ES, wyprodukowana zgodnie z normą bezpieczeństwa IP65. Spektrometr ten jest zalecany do stosowania w warunkach ekspedycyjnych, a także podczas pracy w magazynach i dochodzeniach kryminalistycznych – we wszystkich przypadkach. przypadkach, gdy konieczna jest niezawodna ochrona przed wilgocią i kurzem.
Aby zapewnić jeszcze bezpieczniejszą pracę, zaleca się używanie tego spektrometru w połączeniu z tabletami lub laptopami o stopniu ochrony IP65. Specjalna mobilna wersja oprogramowania służy do szybkiej i dokładnej analizy ilościowej oraz identyfikacji nieznanych substancji.
Spektrometry NIR MicroNIR™ PAT USB / USB Extended
MicroNIR™ PAT USB i MicroNIR™ PAT USB Extended to przemysłowe spektrometry NIR przeznaczone do montażu w urządzeniach przemysłowych dowolnej wielkości. Urządzenia te mają zabezpieczoną obudowę (stopień ochrony IP65), są wykonane ze stali nierdzewnej SS316, co ułatwia czyszczenie i praktycznie nie wymagają konserwacji.
 |
Spektrometr NIR MicroNIR™ PAT WE
Spektrometr MicroNIR™ PAT WE NIR to najbardziej mobilne rozwiązanie w dziedzinie przenośnych przemysłowych analizatorów NIR. Aby zapewnić szybkie i dokładne wyniki pomiarów, kompaktowa aluminiowa obudowa mieści spektrometr (z portem pomiarowym ze stali nierdzewnej SS316), akumulator litowo-jonowy, moduł WiFi i czujniki akcelerometru. Urządzenie to może być instalowane na ruchomych częściach urządzeń przemysłowych.
Kluczowe cechy:
- Konstrukcja spektrometru nie zawiera żadnych ruchomych elementów.
- Do działania nie są wykorzystywane żadne drogie kable światłowodowe.
- Obudowa analizatora wykonana jest z aluminium i stali nierdzewnej SS316 i jest zabezpieczona przed wilgocią i kurzem zgodnie z normą IP65.
- Wymienny akumulator litowo-jonowy zapewnia do 8 godzin ciągłej pracy.
- 9-osiowy system orientacji, w skład którego wchodzą akcelerometr, magnetometr i żyroskop, pozwala w pełni skompensować pomiary, jeśli urządzenie jest zamontowane na poruszającym się lub obracającym się pojeździe.
 |
Przegląd oprogramowania
Oprogramowanie MicroNIR™ Pro zapewnia intuicyjny interfejs użytkownika dostosowany do nowoczesnych komputerów osobistych i mobilnych, w tym wyposażonych w ekrany dotykowe. Oprogramowanie to pozwala nie tylko sterować spektrometrami, ale także opracowywać metody pomiarowe i budować modele kalibracyjne do analiz jakościowych i ilościowych. Oprogramowanie jest w pełni zgodne z 21 CFR Part 11, posiada wielopoziomową strukturę dostępu i jest wyposażone we wszystkie narzędzia niezbędne do przechowywania dużych ilości danych i przeprowadzania audytów.
 |
 |
Dane uzyskane za pomocą oprogramowania MicroNIR™ PRO można z łatwością zaimportować do zaawansowanego oprogramowania Unscrambler X firmy SAMO (dołączonego do spektrometrów MicroNIR™) i wstępnie przetworzonych widm, a następnie wykonać modele chemometryczne klasyfikacyjne i regresyjne. Do analizy jakościowej dostępne są algorytmy modelowania PCA, PLS-DA i SVM, a do analizy ilościowej PLS, PCR i SVM-R.
 |
Jedną z rozpowszechnionych na świecie metod identyfikacji falsyfikatów jest metoda spektroskopii w bliskiej podczerwieni z transformatą Fouriera (spektroskopia NIR). Jego głównymi zaletami są: szybkość analizy, brak lub minimalne przygotowanie próbki (możliwość analizy bez otwierania opakowania), uzyskanie charakterystyki zarówno właściwości fizycznych, jak i chemicznych leku (identyfikacja składników, określenie krystaliczności, analiza ilościowa substancji czynnej). ). Dodatkowe różnorodne metody badawcze pozwalają na badanie próbek o różnych stanach fizycznych (metody transmisji, odbicie rozproszone). Wszystkie te zalety umożliwiają niezawodną identyfikację podrabianego towaru, a także identyfikację jego producenta. Ponadto analizatory NIR ze względu na swoją konstrukcję są przenośne i z powodzeniem mogą być stosowane w laboratoriach mobilnych.
Początkowo spektrometry NIR służyły do kontroli produkcji leków na wszystkich etapach jej wytwarzania: kontroli jakości surowców wejściowych, kontroli wszystkich procesów produkcyjnych (suszenie, mieszanie) oraz kontroli jakości produktów wyjściowych (kontrola jakości i analiza ilościowa substancji aktywnych). składniki gotowych produktów). Później metoda ta stała się powszechna w celu identyfikacji podrabianych towarów. Od 2000 roku pozyskiwane i publikowane są wyniki identyfikacji podrabianych produktów na przykładzie leków różnych producentów. W tych samych pracach zbadano różne cechy wpływające na dokładność analizy. Bazując na zdobytym doświadczeniu, międzynarodowe organizacje zajmujące się kontrolą podrabianych leków zaczęły wprowadzać tę metodę do identyfikacji podrabianych produktów, zarówno indywidualnie, jak i w połączeniu z innymi metodami.
Istnieją metody, w których metoda NIR wykorzystywana jest do jakościowej i ilościowej analizy środków odurzających. Metoda pozwala nie tylko zidentyfikować podejrzaną próbkę jako lek, ale także ilościowo określić zawartość substancji czynnej.
Wskazuje to na preferowanie stosowania metody spektrometru Fouriera w bliskiej podczerwieni jako jednej z metod analizy jakościowej i ilościowej środków odurzających. Do dokładnej identyfikacji podrobionych produktów, ilościowego określenia aktywnego składnika leku, a także możliwości śledzenia producenta podrobionych leków lub środków odurzających.
W momencie nabycia analizatora NIIECTS NIR w Dyrekcji Głównej Ministerstwa Spraw Wewnętrznych Ukrainy w obwodzie donieckim kraj miał poważny problem z produkcją i dystrybucją tramadolu, dlatego pierwszym zadaniem dla NIR było zbudowanie metodologii identyfikacji tramadolu i jego producenta, która pozwoliłaby określić jego źródło. Następnie metodę tę uzupełniono o technikę rozwiązania innego problemu – identyfikacji podrabianych leków.
Do opracowania metod identyfikacji wykorzystano spektrometr z transformacją Fouriera w bliskiej podczerwieni Antaris II firmy Thermo Fisher Scientific. Wygląd urządzenia pokazano na ryc. 1.4.1.
Ryż. 1.4.1. Spektrometr NIR Antaris II.
Konstrukcja spektrometru pozwala na wyposażenie jednego urządzenia w różne urządzenia służące do analizy różnego rodzaju próbek.
Spektrometr Antaris II wyposażony jest w:
· moduł transmisyjny do analizy próbek cieczy i płytek;
· detektor transmisyjny do analizy próbek stałych (tabletki, kapsułki, proszki);
· sfera integrująca;
· zewnętrzna sonda światłowodowa.
Detektor próbek stałych montowany jest nad kulą całkującą, co pozwala na jednoczesną analizę próbki zarówno metodą transmisyjną, charakteryzującą całą próbkę jako całość, jak i na kuli całkującej metodą odbicia rozproszonego, która pozwala na scharakteryzowanie obszaru powierzchni próbki próbka. Sonda zewnętrzna służy do analizy współczynnika odbicia rozproszonego próbek w opakowaniach niestandardowych, bez otwierania opakowania, a także próbek płynnych. Wszystkie powyższe metody nie wymagają przygotowania próbki lub wymagają minimalnego przygotowania i pozwalają na uzyskanie wyników w ciągu 3 minut, nie wymagają nakładów finansowych na odczynniki i materiały eksploatacyjne, a co najważniejsze są nieniszczące, co pozwala zaoszczędzić próbkę w celu dalszego potwierdzenia wyników innymi metodami.
Do nowoczesnych metod oceny jakości surowców leczniczych i gotowych produktów zalicza się spektrometria bliskiej podczerwieni. Metoda ma wiele istotnych zalet, do których należą:
|
- Jednoczesna analiza różnych składników złożonych mieszanin z uwzględnieniem informacji o ich stężeniach. Na przykład za pomocą tej metody można analizować zawartość procentową wody, rozpuszczalników organicznych i innych składników w układach mikroheterogenicznych, takich jak emulsje typu olej w wodzie lub woda w oleju.
- Możliwość zorganizowania zdalnego sterowania próbkami w czasie rzeczywistym bezpośrednio w przebiegu procesu (zdalne sterowanie). Do tych celów wykorzystuje się spektrometry stacjonarne lub przenośne. Urządzenia stacjonarne instalowane są w zakładach produkcyjnych przedsiębiorstw farmaceutycznych, gdzie integruje się je bezpośrednio z liniami produkcyjnymi, montując czujniki nad przenośnikami taśmowymi, w reaktorach chemicznych i komorach mieszania. Dzięki temu możesz otrzymywać informacje online i wykorzystywać otrzymane dane w zautomatyzowanym systemie kontroli. Mobilne laboratoria kontroli jakości leków wyposażane są najczęściej w przenośne spektrometry NIR zasilane bateryjnie.
Metody otrzymywania widm w obszarze NIR
W obszarze bliskiej podczerwieni widma uzyskuje się za pomocą transmisji lub odbicia rozproszonego.
Metodę transmisyjną można stosować do analizy zarówno substancji ciekłych, jak i stałych. W takim przypadku płyny umieszcza się w kuwetach lub innych specjalistycznych pojemnikach, które są dostarczane wraz z urządzeniem. Takie naczynia pomiarowe mogą być wykonane ze szkła zwykłego lub kwarcowego. Do badania transmisji próbek stałych można zastosować sondę lub kulę.
Jednakże analiza współczynnika odbicia rozproszonego oparta na sondzie ma wiele znaczących zalet, ponieważ zapewnia bardziej szczegółowe widmo i dokładniejsze wyniki. Osiąga się to dzięki temu, że nachylona płaszczyzna końcówki sondy światłowodowej minimalizuje efekt lustrzany, umożliwiając rozproszenie większej ilości światła. Dodatkowo w światłowodzie można zintegrować moduł odczytujący kody kreskowe z opakowań próbek. Należy również zaznaczyć, że tylko za pomocą sondy możliwa jest identyfikacja próbek oddalonych od samego urządzenia.
Do badania próbek o niskim rozproszeniu i współczynniku odbicia stosuje się łączoną metodę transmisji i odbicia. Wymaga to zastosowania kuwet i czujników o specjalnej konstrukcji, dzięki którym strumień wiązki przechodzi przez analizowaną próbkę dwukrotnie.
Ponadto widma „oddziaływania” można uzyskać w obszarze bliskiej podczerwieni.
Zagadnienia spektrometrii NIR i sposoby ich rozwiązywania
Głównymi problemami tej metody analitycznej w przemyśle farmaceutycznym od dawna są trudności w analizie widma, charakteryzujące się mniej intensywnymi i stosunkowo szerszymi pasmami absorpcji w porównaniu z pasmami podstawowymi w obszarze średniej podczerwieni.
Połączenie matematycznych metod przetwarzania danych (chemometrii) z wynikami analizy instrumentalnej pozwoliło wyeliminować tę wadę. W tym celu nowoczesne analizatory wyposażane są w specjalne pakiety oprogramowania oparte na klastrowej lub dyskryminacyjnej metodzie przetwarzania wyników.
Aby móc uwzględnić różne możliwe źródła zmian widma w analizie chemometrycznej, w przedsiębiorstwach farmaceutycznych tworzone są specjalne biblioteki widm, biorąc pod uwagę producenta surowca, proces technologiczny jego wytwarzania, jednorodność materiał z różnych partii, temperatura, sposób uzyskania widma i inne czynniki.
Zgodnie z europejskimi wymogami regulacyjnymi, aby skompilować biblioteki, konieczne jest zbadanie co najmniej 3 próbek substancji leczniczej w celu uzyskania 3 lub więcej widm.
Inny możliwy problem – możliwość zmiany widma ze względu na cechy konstrukcyjne spektrometru NIR – rozwiązuje się poprzez kwalifikację urządzenia zgodnie z wymogami farmakopei.
O czym należy pamiętać przeprowadzając badania
 |
|
 |
|
Spektrometria bliskiej podczerwieni (spektrometria NIR) to metoda wykorzystująca zdolność substancji do absorpcji promieniowania elektromagnetycznego w zakresie długości fal od 780 do 2500 nm (12500 do 4000 cm -1).
Absorpcja w zakresie NIR jest zwykle związana z podtonami podstawowych częstotliwości wibracyjnych wiązań C-H, N-H, O-H i S-H oraz ich kombinacji. Najbardziej pouczający jest zakres od 1700 do 2500 nm (6000 do 4000 cm -1).
Analiza informacji wyekstrahowanych z widm NIR przeprowadzana jest z wykorzystaniem algorytmów chemometrycznych, które wymagają stworzenia pierwotnego zbioru danych.
W ramach stosowalności metody spektrometria NIR umożliwia w sposób bezpośredni lub pośredni dokonanie jakościowej i ilościowej oceny właściwości chemicznych, fizycznych i fizykochemicznych analizowanego obiektu, w tym ocenę następujących cech:
– liczba hydroksylowa i jodowa, stopień hydroksylacji;
– postać krystaliczna i stopień krystaliczności;
– forma polimorficzna lub forma pseudopolimorficzna;
– stopień rozproszenia cząstek i inne.
Spektrometria NIR ma następujące możliwości:
– łatwość przygotowania próbki lub brak przygotowania;
– szybkość pomiarów;
– nieniszczący charakter analizy;
– możliwość jednoczesnej oceny kilku parametrów (wskaźników);
– możliwość prowadzenia zdalnego monitoringu, w tym także przebiegów procesów, w czasie rzeczywistym.
Urządzenia. Stosowane są zarówno specjalizowane spektrofotometry NIR, jak i inne spektrofotometry zdolne do pracy w obszarze widma bliskiej podczerwieni.
Spektrofotometry NIR składają się z:
– źródło promieniowania, na przykład lampa kwarcowa (żarówka) lub jej odpowiednik;
– monochromator (siatka dyfrakcyjna, pryzmat, filtr optyczno-akustyczny) lub interferometr (spektrofotometry z transformacją Fouriera);
– urządzenie rejestrujące – detektor (na bazie krzemu, siarczku ołowiu, arsenu indu, arsenku indu i galu, tellurku rtęciowo-kadmowego, deuterowanego siarczanu triglicyny itp.);
– urządzenie do umieszczania próbek i/lub zdalny czujnik światłowodowy.
Do umieszczania próbek służą kuwety szklane lub kwarcowe, fiolki, zlewki szklane, uchwyty na kapsułki lub tabletki oraz inne urządzenia.
Spektrofotometry mogą być wyposażone w przedział kuwety, kulę integrującą (kula integrująca jest elementem optycznym składającym się z kulistej wnęki pokrytej materiałem silnie odblaskowym, kula przeznaczona jest do uzyskiwania widm próbek niejednorodnych), zewnętrzne moduły do pomiaru transmitancji próbek silnie rozpraszających oraz automatyczne podajniki próbek, sondy światłowodowe. Wybór tego lub innego urządzenia do analizy zależy od rodzaju próbki i wybranej metody pomiaru. Dlatego też zalecane jest stosowanie urządzeń realizujących kilka podejść pomiarowych.
Przetwarzanie danych i analiza uzyskanych wyników odbywa się przy użyciu specjalnego oprogramowania.
Każdy tryb pomiarowy (transmisja, odbicie rozproszone i ich kombinacja) musi mieć własną metodę weryfikacji, obejmującą sprawdzenie prawidłowego ustawienia długości fal i sprawdzenie szumu fotometrycznego.
Sprawdzanie, czy długości fal są ustawione prawidłowo. Aby sprawdzić poprawność ustawień długości fali, należy zarejestrować widmo próbki wzorcowej, która ma charakterystyczne maksima i minima absorpcji i porównać uzyskane wartości długości fali z deklarowanymi charakterystykami.
W przypadku trybów transmisji i odbicia, w celu określenia prawidłowego ustawienia długości fal, najczęściej jako próbki standardowe stosuje się tlenki pierwiastków ziem rzadkich, parę wodną w atmosferze, chlorek metylenu i inne.
W urządzeniach z transformatą Fouriera skala liczb falowych jest liniowa w całym zakresie pracy, a do sprawdzenia dokładności instalacji wystarczy użyć jednej próbki wzorcowej z kontrolą deklarowanych charakterystyk w jednym paśmie absorpcji. Urządzenia innych typów mogą mieć nieliniową skalę liczby falowej i wymagać weryfikacji podanych charakterystyk metrologicznych za pomocą co najmniej trzech pików (jednej lub większej liczby próbek wzorcowych) obejmujących cały zakres pracy.
Błąd ustawienia długości fal nie powinien być większy niż ±1 nm (lub równoważna liczba falowa) w zakresie długości fal do 1900 nm i nie większy niż ±1,5 nm dla zakresu długości fal ≥1900 nm.
Powtarzalność ustawienia długości fali musi być zgodna z wymaganiami producenta lub wymogami dokumentów regulacyjnych obowiązujących w Federacji Rosyjskiej.
Sprawdzanie liniowości fotometrycznej. Aby sprawdzić liniowość fotometryczną, rejestruje się widma NIR próbek wzorcowych o znanych wartościach transmisji/odbicia i wykreśla graficzną zależność uzyskanych wartości transmisji/odbicia od znanych wartości. Wynikiem skonstruowania takiej zależności powinna być linia prosta z przecięciem w środku współrzędnych (0,00 ± 0,05) i tangensem kąta nachylenia prostej (1,00 ± 0,05). Aby sprawdzić liniowość fotometryczną w trybie odbicia, jako próbki wzorcowe stosuje się polimery domieszkowane węglem lub analogi w ilości co najmniej 4 próbek w zakresie współczynnika odbicia 10–90%. Aby sprawdzić liniowość fotometryczną w trybie transmisji, jako próbki standardowe stosuje się filtry w ilości 3 próbek o wartościach transmisji 10–90% i linii 100% transmisji (rejestrowane jest widmo transmisji pustego kanału).
Sprawdzanie szumu fotometrycznego. Aby oszacować szum fotometryczny podczas pomiaru transmitancji, zapisz linię 100% w powietrzu; Podczas pomiaru współczynnika odbicia zapisz linię 100%, używając odpowiednich materiałów odniesienia o współczynniku odbicia co najmniej 99%. W tym przypadku linia 100% oznacza pomiar, w którym próbką wzorcową jest zarówno próbka mierzona, jak i tło. Przy wysokich wartościach absorpcji szum fotometryczny ocenia się przy użyciu standardowych próbek o wartościach przepuszczalności lub odbicia około 10%.
Szum fotometryczny musi spełniać wymagania producenta.
Metody pomiaru. Widmo NIR reprezentuje zależność odpowiedniej wartości fotometrycznej (gęstość optyczna ( A), przenoszenie ( T), współczynnik odbicia ( R) i wielkości pochodne) z długości fali lub częstotliwości promieniowania. Podczas pomiarów w obszarze NIR wdrażane są następujące metody:
– pomiar absorpcji (lub transmisji) promieniowania podczas przejścia przez próbkę;
– pomiar promieniowania odbitego lub rozproszonego od próbki;
– kombinacja powyższych metod.
Pomiary są zawsze dokonywane względem tła.
Pomiar transmitancji. Transmitancja jest miarą zmniejszenia intensywności promieniowania podczas jego przejścia przez próbkę. Zasada ta jest stosowana w większości używanych spektrofotometrów, a wynik można wyrazić bezpośrednio w jednostkach transmitancji ( T) i/lub gęstość optyczna ( A).
Metodę można stosować do próbek stałych i ciekłych, w tym do układów rozproszonych.
Z reguły do pomiaru transmitancji nie jest wymagane specjalne przygotowanie próbki. Do pomiaru widma próbek cieczy stosuje się fiolki lub kuwety o odpowiedniej długości drogi optycznej (zwykle 0,5–22 mm) oraz światłowodowe czujniki transmitancji.
Odbicie rozproszone. W metodzie odbicia rozproszonego współczynnik odbicia ( R), reprezentujący stosunek natężenia światła odbitego od próbki ( I), do natężenia światła odbitego od tła ( I R):
lub odwrotna wartość logarytmiczna tego stosunku ( A R):
.
Jako tło używana jest powierzchnia o dużej wartości. R: złote płytki, perfluorowane nasycone polimery, płytki ceramiczne i inne odpowiednie materiały.
Metodę stosuje się do analizy próbek stałych z wykorzystaniem kuli całkującej lub czujników światłowodowych pracujących w trybie odbiciowym. W tym drugim przypadku dla powtarzalności uzyskiwanych wyników konieczne jest zapewnienie stabilności warunków pomiaru, w szczególności względnego bezruchu czujnika, stopnia ciśnienia i innych warunków.
Metoda transmisji-odbicia. Metoda ta stanowi połączenie transmisji i odbicia dzięki specjalnej konstrukcji kuwet i czujników, w których promieniowanie przechodzi przez próbkę dwukrotnie, co pozwala na analizę próbek o małych mocach pochłaniania i rozpraszania.
Podwójny współczynnik przepuszczalności ( T*):
,
Gdzie: I T– intensywność promieniowania po podwójnej transmisji, bez próbki;
I– natężenie promieniowania przechodzącego i odbitego mierzone przez próbkę;
i wartość zbliżoną do gęstości optycznej ( A*):
.
Jako tło stosuje się widmo powietrza lub ośrodek porównawczy.
Metodę można stosować do cieczy, w tym próbek niejednorodnych.
Aby zarejestrować widmo, badaną próbkę umieszcza się w kuwecie z lustrem lub innym reflektorem rozproszonym. Istnieje możliwość zastosowania czujnika światłowodowego zanurzanego w próbce.