Bisiklet analizi. Yakın kızılötesi spektroskopinin uygulamaları. Yeniden doğrulama veya yeniden doğrulama
El yazması olarak
DOLBNEV DMITRY VLADIMIROVICH
YAKIN KIZILÖTESİ SPEKTROSKOPİSİ İLE İLAÇLARIN TANIMLANMASI
04/14/02 – farmasötik kimya, farmakognozi
akademik derece için tezler
eczacılık bilimleri adayı
Moskova – 2010
Çalışma, adını taşıyan Birinci Moskova Devlet Tıp Üniversitesi Yüksek Mesleki Eğitim Devlet Eğitim Kurumu'nda gerçekleştirildi.
Bilimsel denetçiler:
Farmasötik Bilimler Doktoru, Rusya Tıp Bilimleri Akademisi Akademisyeni, Profesör
Farmasötik Bilimler Doktoru, Profesör
Resmi rakipler:
Lider organizasyon:
Tüm Rusya Biyolojik Olarak Aktif Maddelerin Güvenliği Bilimsel Merkezi (VSC BAV)
Savunma “___”____________________2010 saat ____'de Moskova'nın adını taşıyan Birinci Moskova Devlet Tıp Üniversitesi, Nikitsky Bulvarı, 13'teki Tez Konseyi toplantısında (D 208.040.09) yapılacaktır.
Tez, adını taşıyan Moskova Devlet Tıp Üniversitesi kütüphanesinde bulunabilir. Moskova, Nakhimovsky beklentisi, 49.
Tez bilimsel sekreteri
konsey D 208.040.09
Farmasötik Bilimler Doktoru,
Profesör
Araştırma konusunun alaka düzeyi. Son 15 yılda yakın kızılötesi (NIR) spektroskopi hızla gelişiyor ve çok çeşitli endüstrilerde uygulama alanı buluyor. NIR spektroskopisi kalitatif ve kantitatif analizler için etkili bir yöntem olarak bilinmektedir. Bu yöntem tarımda (toprağın kalitesini, gıda ürünlerindeki protein, yağ vb. içeriğini belirlemek için), endüstride (petrol ürünlerinin bileşimini, tekstil ürünlerinin kalitesini vb. belirlemek için), yaygın olarak kullanılmaktadır. tıpta (kandaki yağ, oksijeni belirlemek, tümör gelişimi çalışmaları). Günümüzde NIR spektroskopisi Avrupa ve ABD'de ilaç endüstrisinde proses içi kontrol yöntemlerinden biri haline gelmektedir.
Giriş hammaddelerini kontrol etmek, karıştırma homojenliğini, granülasyon son noktasının belirlenmesini, kurutma nem içeriğini, tabletleme homojenliğini, kaplama kalınlığı ölçümünü kontrol etmek için kullanılır.
NIR spektroskopisi yöntemi, Avrupa Farmakopesi ve ABD Farmakopesi'nde açıklanmaktadır, ancak farmakope analizlerinde hala nispeten nadiren kullanılmaktadır: esas olarak kandan elde edilen preparatlardaki su içeriğini belirlerken.
Bu bağlamda, farmasötik maddelerin ve ilaçların farmakope analizlerinde daha ileri kullanımları için analizine yönelik birleşik yöntemlerin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır.
Bu konu, Rusya Federasyonu Devlet Farmakopesi'nin 12. baskısının yayınlanmasıyla bağlantılı olarak özellikle önemlidir.
Hızlı analiz yöntemlerinin geliştirilmesiyle çözüm yollarından biri olan sahte ilaç sorununun devam ettiğini de belirtmek gerekir.
Yukarıdakiler göz önüne alındığında, acil bir sorun, NIR spektroskopi yöntemini kullanarak madde ve müstahzarları analiz etmek ve sahte ilaçları tanımlamak için birleşik yöntemlerin geliştirilmesidir.
Çalışmanın amacı ve hedefleri. Çalışmanın amacı, NIR spektroskopi yöntemini kullanarak madde ve müstahzarları analiz etmek ve sahte ilaçları belirlemek için birleşik yöntemler geliştirmekti.
Bu hedefe ulaşmak için aşağıdaki görevler çözüldü:
– bir fiber optik sensör ve entegre bir küre kullanarak maddelerin, tabletlerin ve kapsüllerin NIR spektrumlarını elde etme olasılığını incelemek;
– maddelerin ve ilaçların NIR spektrumlarının karşılaştırılması;
– farklı aktif madde içeriğine sahip ilaçların NIR spektrumlarının karşılaştırılması;
- belirli üreticilere ait madde ve preparatların orijinalliğini belirlemek ve sahte ilaçları belirlemek için NIR spektroskopisini kullanma olasılığını araştırmak;
– Maddelerin ve ilaçların NIR spektrumlarının elektronik bir kütüphanesinin geliştirilmesi.
Araştırma sonuçlarının bilimsel yeniliği. İlk kez NIR spektroskopi yönteminin hem farmasötik maddelerin hem de bitmiş tıbbi ürünlerin (tablet ve kapsüller) orijinalliğini belirlemek için kullanılabileceği gösterilmiştir. Genel olarak madde ve ilaçların NIR spektrumlarının farklı olduğu gösterilmiştir. Spektrumlar, bir fiber optik sensör ve entegre bir küre kullanılarak elde edilebilir. Kapsül kabuğu veya tablet ambalajı (blister) şeffaf ise, kapsülleri çıkarmadan veya tabletleri ambalajdan çıkarmadan bir spektrum elde edilebileceği gösterilmiştir. Orijinal ve test ilaçların spektrumlarının karşılaştırılması şartıyla, sahte ilaçların tanımlanmasında NIR spektroskopi yönteminin kullanılabileceği gösterilmiştir. Maddelerin ve ilaçların spektrumları elektronik bir kütüphane olarak saklanabilir. Test ilacının spektrumu ile standart spektrumun daha güvenilir bir şekilde karşılaştırılması için matematiksel veri işlemenin kullanılmasının gerekli olduğu tespit edilmiştir.
İşin pratik önemi. NIR spektroskopisini kullanarak ilaçları analiz etmek için geliştirilen yöntemler, farmasötik maddelerin, tablet ve kapsül formundaki ilaçların orijinalliğini belirlemek için önerilmektedir. Teknikler entegre bir kürenin ve bir fiber optik sensörün (“tabanca”) kullanılmasına izin verir.
Geliştirilen yöntemler aynı zamanda sahte ilaçların hızlı bir şekilde tanımlanması ve ilaç işletmelerinde farmasötik maddelerin ve ara ürünlerin giriş ve çıkış kontrolü için de kullanılabilir. Yöntemler bazı durumlarda birincil ambalajı açmadan tahribatsız kalite kontrolün gerçekleştirilmesine olanak tanır.
Geliştirilen NIR spektrumları kütüphanesi, bir fiber optik sensör (“tabanca”) ve entegre bir küre kullanılarak maddeleri, tabletleri ve kapsülleri tanımlamak için kullanılabilir.
Çalışmanın sonuçları kalite kontrol departmanında test edilmiş ve kullanılmıştır.
İşin onaylanması. Tez çalışmasının ana hükümleri XII Rusya Ulusal Kongresi “İnsan ve Tıp” (Moskova, 2005), Uluslararası Analitik Kimya Kongresi ICAS (Moskova, 2006) ve XIV Rusya Ulusal Kongresi “İnsan ve Tıp”ta rapor edilmiş ve tartışılmıştır. ” (Moskova, 2007). Çalışma, Moskova Devlet Tıp Üniversitesi Farmasötik Bilimler Fakültesi toksikolojik kimya dersi ile Farmasötik Kimya Bölümü'nün bilimsel ve pratik bir toplantısında test edildi. 22 Mart 2010
Yayınlar. Tez konusuyla ilgili 5 adet basılı eser yayımlanmıştır.
Araştırmayı farmasötik bilimlerin problem tasarımına bağlamak. Tez çalışması, Moskova Devlet Tıp Üniversitesi Farmasötik Kimya Bölümü'nün karmaşık bir konusu çerçevesinde gerçekleştirildi. “İlaçların kalite kontrolünün iyileştirilmesi (farmasötik ve çevresel yönler)” (devlet kayıt numarası 01.200.110.54.5).
Tezin yapısı ve kapsamı. Tez 110 sayfalık daktilo edilmiş metin üzerinde sunulmaktadır, bir giriş, bir literatür taraması, 5 bölüm deneysel çalışma, genel sonuçlar, bir referans listesi ve ayrıca 1 ekten oluşmaktadır. Tez çalışması 3 tablo ve 54 şekil ile gösterilmiştir. Referans listesinde 42'si yabancı olmak üzere 153 kaynak yer alıyor.
Savunma hükümleri:
- bir fiber optik sensör ve entegre bir küre kullanarak maddelerin, tabletlerin ve kapsüllerin NIR spektrumlarını elde etme olasılığının araştırılmasının sonuçları;
- Maddelerin ve ilaçların NIR spektrumlarının yanı sıra farklı aktif madde içeriğine sahip ilaçların NIR spektrumlarının karşılaştırmalı çalışmasının sonuçları;
- Belirli üreticilere ait madde ve preparatların orijinalliğini belirlemek ve sahte ilaçları tespit etmek için NIR spektroskopisini kullanma olasılığının incelenmesinin sonuçları.
1. Çalışmanın nesneleri
Bir dizi ilacın maddeleri ve preparatları incelenmiştir. Çalışmada toplam 35 madde kullanıldı: alüminyum hidroksit, amikasin sülfat, askorbik asit, sodyum askorbat, warfarin sodyum, B12 vitamini, gemfibrozil, magnezyum hidroksit, glurenorm, D-biotin, demir glukonat, zopiklon, kalsiyum D pantenoat, klindamisin. fosfat, lidokain hidroklorür, metoprolol tartarat, nikotinamid, parasetamol, piridoksin hidroklorür, piperasilin, ranitidin hidroklorür, riboflavin, tiamin mononitrat, tirotrisin, famotidin, folik asit, sefadroksil, sefazolin sodyum tuzu, seftizoksim sodyum tuzu, siprofloksasin hidroklorür, siyanokoblamin, çeşitli üreticiler ve Çeşitli üreticilere ait 59 ilaç: izoniazid, meloksikam, omeprazol, ranitidin hidroklorür, rifampisin, famotidin, siprofloksasin, esomeprazol, etambutol ve ayrıca 2 sahte örnek (OMEZ 20 mg, Dr. Reddy`s Lab. ve Rifampisin 150 mg) .
2. Ekipman ve test koşulları
Çalışmada bir MPA cihazı kullanıldı - yakın kızılötesi Fourier spektrometresi (Bruker Optics GmbH, Almanya). Kayıt parametreleri: 800 nm ila 2500 nm (cm-1 ila 4000 cm-1) arasındaki spektral aralık, tarama sayısı 16, spektral çözünürlük 4 cm-1. Cihaz kontrol edildi ve elde edilen spektrumlar OPUS 6.0 yazılım paketi (Bruker Optics GmbH, Almanya) kullanılarak işlendi. NIR spektrumları iki yolla elde edildi:
1) bir fiber optik sensör (“tabanca”) kullanarak,
2)
Maddelerin, tabletlerin ve kapsüllerin NIR spektrumlarını elde etmek için her iki yöntem de kullanıldı.
Fiber optik sensör (“tabanca”) yalnızca yansıma ölçümlerine izin verirken entegre küre hem yansıma hem de iletim ölçümlerine izin verir. Bu çalışmada NIR yansıma spektrumları elde edildi.
2.1. NIR spektrumlarını elde etme yöntemleri:
bir fiber optik sensör (“tabanca”) kullanarak.
2.1.1. Maddeler . Toz madde, 1 ila 3 cm katman kalınlığında şeffaf bir küvete döküldü, ardından fiber optik sensör, toz yüzeyine dik olarak bastırıldı. Fiber optik sensör üzerinde bulunan bir butona basılarak spektrum kayıt işlemi başlatıldı. İstatistiksel olarak güvenilir analiz sonuçları elde etmek için spektrumların ölçümü farklı alanlardan 3-5 kez tekrarlandı.
2.1.2. Blisterden çıkarılan tabletler . Fiber optik sensör tablete dik olarak bastırıldı. Fiber optik sensör üzerinde bulunan bir butona basılarak spektrum kayıt işlemi başlatıldı. İstatistiksel olarak güvenilir analiz sonuçları elde etmek için spektrum ölçümü tabletin farklı alanlarından 3-5 kez tekrarlandı.
2.1.3. Blister içindeki tabletler . Blister şeffafsa ölçüm şu şekilde gerçekleştirildi; fiber optik sensör, tabletin kabarcık içindeki yüzeyine dik olarak bastırıldı. Fiber optik sensör üzerinde bulunan bir butona basılarak spektrum kayıt işlemi başlatıldı. İstatistiksel olarak güvenilir analiz sonuçları elde etmek için spektrumun ölçümü, tabletin kabarcık içindeki farklı alanlarından 3-5 kez tekrarlandı. Blister opak veya alüminyum ise, tablet ilk önce kabarcıktan çıkarıldı ve ardından NIR spektrumu elde edildi.
2.1.4. Kapsüller . Kapsül kabuğu şeffafsa, ölçüm şu şekilde gerçekleştirildi: fiber optik sensör, kabarcıktaki kapsülün yüzeyine dik olarak bastırıldı. Fiber optik sensör üzerinde bulunan bir butona basılarak spektrum kayıt işlemi başlatıldı. İstatistiksel olarak güvenilir analiz sonuçları elde etmek için spektrumun ölçümü, kabarcık içindeki kapsülün farklı kısımlarından 3 - 5 kez tekrarlandı. Kapsül kabuğu şeffaf değilse, önce kapsül açıldı ve ardından bir cam küvette içeriklerin spektrumu ölçüldü.
2.2. NIR spektrumlarını elde etme yöntemleri:
entegre bir küre kullanarak.
Yansıma modunda NIR spektrumlarının elde edilmesi
2.2.1. Maddeler . Toz madde, 1 ila 3 cm katman kalınlığına sahip şeffaf bir küvete döküldü ve daha sonra küvet, entegre kürenin optik penceresinin üstüne yerleştirildi. Ölçüm işlemi OPUS programı kullanılarak bir bilgisayarda veya doğrudan cihazın kendisinde (“Başlat” düğmesi) başlatıldı. İstatistiksel olarak güvenilir analiz sonuçları elde etmek için spektrumların ölçümü 3-5 kez tekrarlandı.
2.2.2. Blisterden çıkarılan tabletler . Tablet özel bir tutucuya yerleştirildi. Entegre kürenin optik penceresinin üstüne tabletli bir tutucu yerleştirildi. Ölçüm işlemi OPUS programı kullanılarak bir bilgisayarda veya doğrudan cihazın kendisinde (“Başlat” düğmesi) başlatıldı. İstatistiksel olarak güvenilir analiz sonuçları elde etmek için spektrum ölçümü tabletin farklı alanlarından 3-5 kez tekrarlandı.
2.2.3. Kapsüller . Kapsül kabuğu şeffafsa ölçüm şu şekilde gerçekleştirildi: kapsül özel bir tutucuya yerleştirildi. Entegre kürenin optik penceresinin üstüne kapsüllü bir tutucu yerleştirildi. Ölçüm işlemi OPUS programı kullanılarak bir bilgisayarda veya doğrudan cihazın kendisinde (“Başlat” düğmesi) başlatıldı. İstatistiksel olarak güvenilir analiz sonuçları elde etmek için spektrum ölçümü kapsülün farklı kısımlarından 3-5 kez tekrarlandı. Kapsül kabuğu şeffaf değilse, ilk olarak kapsül açıldı ve ardından cam hücre içindeki içeriklerin spektrumu, hücrenin entegre kürenin optik penceresinin üstüne yerleştirilmesiyle ölçüldü.
3. NIR spektrumlarının matematiksel işlenmesi.
Elde edilen spektrumların matematiksel işlenmesi OPUS 6.0 yazılım paketinde (Bruker Optics GmbH, Almanya) bulunan OPUS IDENT programı kullanılarak gerçekleştirildi. Bilinmeyen spektrum, spektral mesafe hesaplanarak referans kütüphane spektrumu ile karşılaştırıldı. IDENT, analiz edilen spektruma en yakın olan karşılaştırma spektrumlarını tanımlar ve bu spektrumlar ile analiz edilen spektrum arasındaki sapmaları belirler. Bu, IDENT'in bilinmeyen maddeleri tanımlamasına ve maddenin referans standardını ne ölçüde karşıladığını değerlendirmesine olanak tanır.
NIR spektrumlarının matematiksel olarak işlenmesi için iki yöntem kullandık: 1) Spektrum ile belirli bir maddeyi ilişkilendiren kimlik analizi ve 2) spektrum ile bir madde grubu arasında korelasyon kuran küme analizi.
Spektrumlar ölçüldükten sonra, her malzemenin ortalama bir spektrumu oluşturulur ve kütüphanedeki tüm maddeler için istatistiksel olarak belirlenmiş kabul kriterleri (veya eşikler) ile birlikte bu tür ortalama spektrumların tamamının bir kütüphanesi oluşturulur. Test spektrumu elektronik kütüphanede bulunan tüm referans spektrumlarla karşılaştırıldı. A ve B spektrumları arasındaki karşılaştırmanın sonucu, IDENT programında “eşleşme kalitesi faktörü” olarak adlandırılan spektral mesafe D'nin çıktısı ile son bulmaktadır. Spektral mesafe, spektral benzerliğin derecesini gösterir. Spektral mesafesi sıfıra eşit olan iki spektrum tamamen aynıdır. İki spektrum arasındaki mesafe ne kadar büyük olursa, spektral mesafe de o kadar büyük olur. Spektral mesafe bir madde için eşikten az ve diğer tüm maddeler için eşikten büyükse bilinmeyen madde tanımlanır.
Küme analizi, NIR spektrumlarını benzerlik açısından incelemenize ve benzer spektrumları gruplara ayırmanıza olanak tanır. Bu gruplara sınıflar veya kümeler adı verilir. Bu analiz türü, verilerin grafiksel biçimde daha uygun şekilde sunulması amacıyla yapılmıştır.
Hiyerarşik küme algoritmaları aşağıdaki şemaya göre gerçekleştirilir:
Öncelikle tüm spektrumlar arasındaki spektral mesafeleri hesaplayın,
· daha sonra en yüksek benzerliğe sahip iki spektrum bir küme halinde birleştirilir,
· bu küme ile diğer tüm spektrumlar arasındaki mesafeleri hesaplayın,
· en kısa mesafeye sahip iki spektrum yeniden yeni bir kümede birleşir,
· bu yeni küme ile diğer tüm spektrumlar arasındaki mesafeleri hesaplayın,
· iki spektrum yeni bir kümede birleşiyor
Bu prosedür yalnızca bir büyük küme kalana kadar tekrarlanır.
4 . Araştırma sonuçları
Bir dizi yerli ve yabancı üreticinin madde ve ilaçlarını tanımlamak için NIR spektroskopisi yöntemini kullanma olasılığı araştırıldı.
Araştırma sonucunda NIR spektrumlarına ilişkin altı farklı elektronik kütüphane oluşturuldu:
1) Bir fiber optik sensör (“tabanca”) kullanılarak elde edilen kapsül içeriğinin NIR spektrumları,
2) Entegre bir küre kullanılarak elde edilen kapsül içeriklerinin NIR spektrumları,
3) Bir fiber optik sensör (“tabanca”) kullanılarak elde edilen tabletlerin NIR spektrumları,
4) Entegre bir küre kullanılarak elde edilen tabletlerin NIR spektrumları,
5) Bir fiber optik sensör (“tabanca”) kullanılarak elde edilen maddelerin NIR spektrumları,
6) Bir entegre küre kullanılarak elde edilen maddelerin NIR spektrumları.
4.1. Maddelerin ve preparatların NIR spektrumlarının hazırlama yöntemine bağlılığı (“tabanca” ve entegre küre kullanılarak).
İncirde. Şekil 1, Vera Laboratuvarlarından (Hindistan) temin edilen, bir "tabanca" ve bir entegre küre kullanılarak elde edilen ranitidin hidroklorür maddesinin NIR spektrumlarını göstermektedir. Şekil, spektrumların absorpsiyon bantlarının yoğunluğu açısından farklılık gösterdiğini, ancak absorpsiyon bantlarının dalga sayısı değerlerinde çakıştığını göstermektedir.
NIR spektroskopisi ile orta aralık IR spektroskopisi arasındaki temel fark, spektrumların görsel olarak karşılaştırılamamasıdır. Gerçek şu ki, NIR spektrumunda genel olarak yetersiz sayıda bant vardır ve birçok bandın yoğunluğu düşüktür (özellikle ikinci ve üçüncü üst tonlar), bu nedenle spektrumun matematiksel olarak işlenmesi gerekir.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image003_173.jpg" width="624" height="388">
Pirinç. 2. Entegre bir küre kullanılarak elde edilen NIR spektrumlarının elektronik kütüphanesi kullanılarak bir "tabanca" kullanılarak elde edilen, KRKA (Slovenya) Ulfamid 40 mg tabletlerin NIR spektrumunun IDENT analizinin sonucu.
Pirinç. 3. Bir "tabanca" kullanılarak elde edilen NIR spektrumlarının elektronik kütüphanesi kullanılarak entegre bir küre kullanılarak elde edilen Ulfamid 40 mg tabletlerin NIR spektrumunun IDENT analizinin sonucu, KRKA (Slovenya).
4.2. Aktif maddenin, bu maddeyi içeren preparatların NIR spektrumu ile tanımlanması.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image008_152.gif" width="648" height="234"> .gif" width = "648" height = "244">.jpg" width = "649" height = "235 src = ">
Pirinç. 7. Cypress Pharmaceutical Inc.'in Siprofloksasin 250 mg tabletlerinin NIR spektrumunun IDENT analizinin sonucu. (ABD), çeşitli maddelerin NIR spektrumlarından oluşan bir kütüphane kullanıyor.
Böylece, ilaçtaki aktif madde içeriğinin yüksek olması durumunda (en az %40), ilacın orijinalliğini maddenin NIR spektrumu ile tespit etmenin mümkün olduğunu tespit ettik.
4.3. NIR spektrumları kullanılarak farklı dozajlardaki ilaçların tanımlanması.
Çalışmanın üçüncü bölümünde, NIR spektrumlarının elektronik kütüphanesinde mevcut olması durumunda, belirli bir ilacın çeşitli dozajlarının belirlenmesinde NIR spektroskopi yönteminin kullanılabileceğini bulduk. Bu amaçla, aktif madde olarak famotidin içeren ilaçlardan, 10 mg, 20 mg ve 40 mg dozajlarında 7 farklı üreticiden 27 numune içeren NIR spektrumlarının elektronik bir kütüphanesi oluşturuldu (Şekil 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 = ">
Pirinç. 9. IDENT analizinin sonuçları, quamamg tabletleri, 20 mg ve 40 mg, Gedeon Richter Plc. (Macaristan), çeşitli dozajlardaki çeşitli ilaçların NIR spektrumlarından oluşan bir kütüphane kullanıyor.
4.4. Blister yoluyla ilaçların tanımlanması.
Bir kabarcık aracılığıyla NIR spektroskopisi kullanarak ilaçları tanımlama olasılığını oluşturmak için, NIR spektrumları No. 7 ve No. 8'in iki ek kütüphanesi oluşturuldu:
7) Doğrudan kabarcık içinden bir fiber optik sensör (“tabanca”) kullanılarak elde edilen kapsüllerin NIR spektrumları,
8) Doğrudan kabarcık içinden bir fiber optik sensör ("tabanca") kullanılarak elde edilen tabletlerin NIR spektrumları.
Analiz sırasında, kabarcıktan elde edilen ilaçların NIR spektrumları, tabletlerin veya kapsüllerin kabarcıksız yüzeyinden elde edilen NIR spektrumları ile karşılaştırıldı. İncirde. Şekil 10, rifampisin kapsüllerine yönelik spektrumların böyle bir karşılaştırmasını göstermektedir.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image020_58.jpg" width = "624" height = "268 src = ">
Pirinç. 11. Blister içinden elde edilen bir elektronik kütüphane kullanılarak doğrudan kabarcık içinden bir "tabanca" kullanılarak elde edilen 150 mg rifampisin kapsüllerinin (Rusya) NIR spektrumunun IDENT analizinin sonucu.
https://pandia.ru/text/78/375/images/image013_124.gif" genişlik = "14" yükseklik = "136"> 
Pirinç. 14 farklı üreticiye ait omeprazol 20 mg kapsül içeriğinin, entegre bir küre kullanılarak elde edilen sahte bir numuneyle karşılaştırmalı 13 NIR spektrumu.
Elde edilen verilerden, matematiksel işlem yapılmadan yalnızca sahte ürün yelpazesinin güvenilir bir şekilde ayırt edilebileceği açıktır.
Spektrumların istatistiksel işlenmesinin üç boyutlu bir modeli (“küme analizi”) için “OPUS IDENT” yazılımını kullanarak, bir dendrogram şeklinde sunulabilen jenerik omeprazol 20 mg kapsüllerin NIR spektrumlarının dağılımını elde ettik ( Şekil 14).
Pirinç. 14. 14 farklı üreticiden üç kopya halinde alınan incelenen numunelerin küme analizi.
Kümeleme analizi sonucunda tüm ilaçlar kendi sınıflarına ve imalatçılarına göre iyi bir şekilde bölünmüştür (Şekil 14).
IDENT analizi kullanılarak elde edilen sonuçların matematiksel olarak işlenmesi, sahte bir ilacın varlığını gösterdi. OPUS programı, bu X örneğinin gerçekten sahte olduğunu ve "eşleşme kalite katsayısının" (spektral mesafe), 14 farklı üreticiden bu gruptaki tüm ilaçlar (omeprazol, 20 mg kapsül) için eşikten çok daha yüksek olduğunu belirledi. kütüphane oluşturuldu (Şek. 15).
Pirinç. 15. Sahte OMEZ 20 mg numunesi için IDENT analizinin sonucu, Dr. Reddy'nin Laboratuvarı. (Hindistan).
IDENT analizinin bir sonucu olarak, omeprazol 20 mg kapsüllerin tüm orijinal numunelerinden oluşan bir seri benzersiz bir şekilde tanımlandı ve sahte numune de dahil olmak üzere tüm numuneler için bir özet sonuç tablosu derledik (Tablo 1).
Masa 1. Omeprazol grubundaki IDENT analiz sonuçlarının özet tablosu, 20 mg kapsül.
Örnek adı | Spektral mesafe | ||
Sahte örnek | |||
KRKA'dan örnek | |||
Akrikhin şirketinden örnek | |||
Ranbaxy Laboratuvarlarından örnek | |||
Dr.'dan örnek Reddy'nin Laboratuvarı. | |||
M. J. Boipharm'dan örnek | |||
Örnek şirket | |||
Örnek şirket | |||
Örnek şirket | |||
"Pharma" şirketinin örneği | |||
Obolenskoye şirketinin örneği" | |||
Örnek şirket. Vit. fabrika" |
Böylece, çeşitli üreticilere ait omeprazol tıbbi ürünlerini NIR spektroskopisi kullanarak tanımlamak için yaptığımız araştırma sonucunda, sahte ilaç OMEZ 20 mg için sahte ürünlerin belirlenmesine yönelik sonuçlar elde edebildik, Dr. Reddy'nin Laboratuvarı. (Hindistan) ve ayrıca her jeneriği üreticisine göre benzersiz şekilde tanımlayın. Ayrıca ranitidin hidroklorür (12 numune) ve famotidin (9 numune) içeren tüm tabletler için pozitif IDENT analizi sonuçları elde ettik ve bu da her numunenin üreticisini benzersiz bir şekilde tanımlamamıza olanak sağladı.
GENEL SONUÇLAR
1. Maddelerin, tabletlerin ve kapsüllerin NIR spektrumlarının bir fiber optik sensör ve entegre bir küre kullanılarak elde edilebileceği gösterilmiştir. Bu durumda orijinalliği belirlemek için, test örneğinin NIR spektrumunu almak için kullanılanla aynı şekilde elde edilen bir elektronik kütüphaneyi kullanmalısınız.
2. İlacın aktif maddesinin yüksek içeriğiyle (en az% 40), maddenin spektrumuna dayanarak ilacın orijinalliğini tespit etmenin mümkün olduğu gösterilmiştir. Ancak genel olarak ilaçları tanımlamak için ilgili ilaçların NIR spektrumlarına dayalı olarak derlenen bir elektronik kütüphane kullanılmalıdır.
3. NIR spektroskopi yönteminin, aynı etken maddeyi farklı dozajlarda içeren belirli bir üreticinin ilaçlarını ayırt etmek için kullanılabileceği tespit edilmiştir. Aynı zamanda, bazı durumlarda farklı üreticilerin ilaçlarındaki aktif maddenin NIR spektroskopi yöntemini kullanarak niceliksel olarak belirlenmesi zordur.
4. Bir maddenin veya ilacın üreticisinin belirlenmesinde NIR spektroskopisi yönteminin kullanılabileceği gösterilmiştir. Bu durumda, belirli bir serinin test edilen ürünü ile aynı serinin bilinen bir ürününün paralel analizi yapılmalıdır.
5. Çeşitli aktif bileşenler içeren ve farklı üreticiler tarafından üretilen madde ve preparatların NIR spektrumlarından oluşan bir elektronik kütüphane geliştirilmiştir.
1. , Yakın kızılötesi spektroskopi kullanılarak ilaç kalitesinin karşılaştırmalı değerlendirmesi // Özetler. rapor XII Rus Ulusal kong. “İnsan ve Tıp.” – M., 18-22 Nisan. 2005.– S.780.
2. , NIR spektroskopisi kullanılarak sahte ilaçların tespiti // Proc. rapor XIV Rus Ulusal kong. “İnsan ve Tıp.” – M., 16-20 Nisan. 2007.– S.17.
3. , İlaçların kalitesini değerlendirmede umut verici bir yön olarak yakın kızılötesi spektroskopi yöntemi // Biyolojik, tıbbi ve farmasötik kimya soruları – 2008. – Sayı 4. – S. 7-9.
4. , İlaçların tanımlanması için yakın kızılötesi spektroskopi yönteminin uygulanması // Biyolojik, tıbbi ve farmasötik kimya soruları – 2008. – Sayı 6. – S. 27-30.
5. Arzamastsev A.P., Dorofeyev V.L., Dolbnev D.V., Houmoller L., Rodionova O. Ye. Sahte ilacın hızlı tespiti için analitik yöntemler. Uluslararası Analitik Bilimler Kongresi (ICAS-2006), Moskova, 2006. Bildiri özetleri kitabı. V.1.S.108.
MicroNIR™ Pro spektrometre, yüksek hassasiyetli Viavi OSP optik bileşenlerini en gelişmiş optik ve cihaz minyatürleştirme teknolojileriyle birleştiren ultra kompakt, ultra hafif ve uygun fiyatlı bir NIR spektrometresidir. MicroNIR™ Pro spektrometre, paranızın tam karşılığını ve kullanım kolaylığını birleştiren, çeşitli uygulamalar için ideal çözümdür. Piyasada bulunan herhangi bir çözüm arasında en kompakt boyut ve hafifliğe sahip olan MicroNIR™ Pro NIR spektrometresi, nem kontrolü veya izlenmesi için akışkan yataklı kurutucular, karıştırıcılar, silindirli kompaktörler, tabletleme makineleri gibi çoğu üretim hattı aparatına kolayca ve doğrudan entegre edilebilir. teknolojik operasyonun sonu. Spektrometrenin ultra kompakt form faktörü, patlayıcıların ve narkotik maddelerin tanımlanmasına yönelik saha adli araştırmalarında kullanılmasına da olanak tanır.
Teknolojiye genel bakış
Mobil ve gömülü NIR spektral analiz çözümleri şu anda katıların, sıvıların ve gazların kalitatif ve kantitatif analizi için kullanılmaktadır ve gıda ve tarım, ilaç ve kimya endüstrileri ve çevre araştırmaları için idealdir. Aynı zamanda, NIR spektrometresinin kompakt boyutu büyük talep görmektedir, çünkü bu tür cihazlar saha koşullarında kullanıma uygun olduğu kadar endüstriyel reaktörlere ve makinelere de yerleştirilebilir.
MicroNIR spektrometrelerinin optik modülünü üretmek için, ince film doğrusal ayarlanabilir filtrelerin (LVF) püskürtülmesine yönelik patentli bir teknoloji kullanılır. Bu filtreler, spektrometrenin dağıtıcı elemanı olarak görev yapar ve özel, ince, kama şeklinde, tek taraflı bir kaplamayı temsil eder. Maksimum absorpsiyon bandının dalga boyu kaplamanın kalınlığına bağlı olduğundan 
ışık filtresi, LVF filtresinin kama şeklindeki şekli, ışığın dalga boylarının sıralı olarak geçmesine izin verir. Bu nedenle, Viavi'nin tüm optik çözümleri, doğrudan bir diyot dizisi dedektörüyle birleştirilen LVF filtreleridir.
Diyot dizisi dedektörü, ışık kaynakları, yardımcı optik bileşenler ve elektronik bileşenlere sahip doğrusal ayarlanabilir filtre, benzersiz yerleşik esneklik ve alan hareketliliği sağlayan tek, son derece kompakt bir pakette bulunur.
Ölçüm moduna ve numune türüne bağlı olarak MicroNIR TM 1700 ES spektrometreleri çeşitli aksesuarlarla donatılabilir:
- Tozların ve bazı sıvıların analizi için şişe tutucu
- Manşon (standart olarak dahil edilmiştir), spektrometrenin optiklerini korumak ve optimum odak uzaklığını ayarlamak için gereklidir
- Ek koruyucu pencereli manşet, plastik torbalara paketlenmiş tozların analizi için kullanılır.
- Geçirgenlik modülü Sıvıların ve ince filmlerin analizi için gereklidir.
 |
NIR spektrometresi MicroNIR™ Yerinde
MicroNIR™ Yerinde NIR spektrometresi, MicroNIR™ 1700 ES spektrometresinin IP65 güvenlik standardına uygun olarak üretilmiş, özel, sağlam bir versiyonudur. Bu spektrometrenin, acil durum koşullarında, depolarda ve adli tıp araştırmalarında çalışırken kullanılması tavsiye edilir. nem ve toza karşı güvenilir korumanın gerekli olduğu durumlar.
Daha da güvenli çalışma için bu spektrometrenin IP65 korumalı tablet bilgisayarlar veya dizüstü bilgisayarlarla birlikte kullanılması önerilir. Bilinmeyen maddelerin hızlı ve doğru kantitatif analizi ve tanımlanması için yazılımın özel bir mobil versiyonu kullanılır.
NIR spektrometreleri MicroNIR™ PAT USB / USB Extended
MicroNIR™ PAT USB ve MicroNIR™ PAT USB Extended, her boyuttaki endüstriyel ekipmana kurulum için tasarlanmış endüstriyel NIR spektrometreleridir. Bu cihazlar korumalı bir muhafaza (IP65 sınıfı) içinde gelir, kolay temizlik için SS316 paslanmaz çelikten yapılmıştır ve neredeyse hiç bakım gerektirmez.
 |
NIR spektrometresi MicroNIR™ PAT WE
MicroNIR™ PAT WE NIR spektrometresi, taşınabilir endüstriyel NIR analizörleri alanındaki en mobil çözümdür. Hızlı ve doğru ölçüm sonuçları sağlamak için kompakt alüminyum muhafaza, bir spektrometre (SS316 paslanmaz çelik ölçüm portlu), bir lityum iyon pil, bir WiFi modülü ve ivmeölçer sensörlerini barındırır. Bu cihaz endüstriyel cihazların hareketli parçalarına monte edilebilir.
Ana Özellikler:
- Spektrometre tasarımında hareketli bileşenler yoktur.
- Operasyon için pahalı fiber optik kablolar kullanılmaz.
- Analizörün gövdesi alüminyum ve SS316 paslanmaz çelikten yapılmıştır ve IP65'e uygun olarak nem ve toza karşı korumalıdır.
- Değiştirilebilir lityum iyon pil, 8 saate kadar sürekli çalışma sağlar.
- İvmeölçer, manyetometre ve jiroskop içeren 9 eksenli yönlendirme sistemi, cihazın hareketli veya dönen bir cihaza kurulması durumunda ölçümleri tamamen telafi etmenize olanak tanır.
 |
Yazılıma genel bakış
MicroNIR™ Pro yazılımı, dokunmatik ekranlarla donatılmış olanlar da dahil olmak üzere modern kişisel ve mobil bilgisayarlara uyarlanmış sezgisel bir kullanıcı arayüzü sağlar. Bu yazılım yalnızca spektrometreleri kontrol etmenize değil, aynı zamanda niteliksel ve niceliksel analiz için ölçüm yöntemleri geliştirmenize ve kalibrasyon modelleri oluşturmanıza da olanak tanır. Yazılım, 21 CFR Bölüm 11 ile tamamen uyumludur, çok seviyeli erişim yapısına sahiptir ve büyük miktarda verinin saklanması ve denetimlerin gerçekleştirilmesi için gerekli tüm araçlarla donatılmıştır.
 |
 |
MicroNIR™ PRO yazılımı kullanılarak elde edilen veriler, SAMO'nun güçlü Unscrambler X yazılımına (MicroNIR™ spektrometreleriyle birlikte gelir) ve toplu olarak önceden işlenmiş spektrumlara ve ardından sınıflandırma ve regresyon kemometrik modellerine kolayca aktarılabilir. Niteliksel analiz için PCA, PLS-DA ve SVM modelleme algoritmaları ve niceliksel analiz için PLS, PCR ve SVM-R mevcuttur.
 |
Sahte ürünlerin tespitine yönelik dünyada yaygınlaşan yöntemlerden biri de Fourier dönüşümüyle yakın kızılötesi spektroskopi (NIR spektroskopisi) yöntemidir. Başlıca avantajları şunlardır: analiz hızı, numune hazırlamanın yokluğu veya minimum düzeyde olması (paket açılmadan analiz imkanı), ilacın hem fiziksel hem de kimyasal özelliklerinin elde edilmesi (bileşenlerin tanımlanması, kristalliğin belirlenmesi, aktif maddenin kantitatif analizi). ). Ek çeşitli araştırma yöntemleri, farklı fiziksel durumların örneklerini (iletim yöntemleri, dağınık yansıma) incelemenize olanak tanır. Tüm bu avantajlar, sahte malların güvenilir bir şekilde tanımlanmasını ve üreticisinin tanımlanmasını mümkün kılar. Ayrıca NIR analizörleri tasarımları gereği portatiftir ve mobil laboratuvarlarda başarıyla kullanılabilir.
Başlangıçta NIR spektrometreleri, ilaç üretimini üretimin her aşamasında kontrol etmek için kullanıldı: girdi hammaddelerinin kalite kontrolü, tüm üretim süreçlerinin kontrolü (kurutma, karıştırma) ve çıktı ürünlerinin kalite kontrolü (aktif maddelerin kalite kontrolü ve kantitatif analizi). bitmiş ürünlerdeki bileşenler). Daha sonra sahte malların tespitinde bu yöntem yaygınlaştı. 2000 yılından bu yana, çeşitli üreticilerin ilaç örnekleri kullanılarak sahte ürünlerin belirlenmesine ilişkin sonuçlar elde edilmiş ve yayınlanmıştır. Aynı çalışmalarda analizin doğruluğunu etkileyen çeşitli özellikler de incelenmiştir. Kazanılan deneyime dayanarak, sahte ilaçların kontrolüne yönelik uluslararası kuruluşlar, sahte ürünleri hem tek başına hem de diğer yöntemlerle birlikte tanımlamak için bu yöntemi uygulamaya başladı.
Narkotik ilaçların niteliksel ve niceliksel analizinde NIR yönteminin kullanıldığı yöntemler mevcuttur. Yöntem, yalnızca şüpheli bir numunenin ilaç olarak tanımlanmasına değil, aynı zamanda aktif maddenin içeriğinin miktarının belirlenmesine de olanak tanır.
Bu durum, narkotik ilaçların niteliksel ve niceliksel analizine yönelik yöntemlerden biri olarak yakın kızılötesi Fourier spektrometre yönteminin kullanılmasının tercih edildiğini göstermektedir. Sahte ürünlerin doğru bir şekilde tanımlanması için, ilaçtaki aktif bileşenin niceliksel olarak belirlenmesi ve ayrıca sahte ilaç veya narkotik ilaç üreticisinin takip edilebilmesi.
Donetsk bölgesindeki Ukrayna İçişleri Bakanlığı Ana Müdürlüğü'nde NIIECTS NIR analizörünün satın alınması sırasında ülkede tramadol üretimi ve dağıtımı konusunda ciddi bir sorun vardı, bu nedenle NIR'in ilk görevi tramadol'ü ve üreticisini tanımlamak için, kaynağını belirlememize olanak sağlayacak bir metodoloji oluşturmak. Daha sonra bu yöntem, başka bir sorunu çözmeye yönelik bir teknikle desteklendi: sahte ilaçların belirlenmesi.
Tanımlama yöntemlerini geliştirmek için Thermo Fisher Scientific'in Antaris II yakın kızılötesi Fourier dönüşümü spektrometresi kullanıldı. Cihazın görünümü Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.4.1.
Pirinç. 1.4.1. NIR spektrometresi Antaris II.
Spektrometrenin tasarımı, bir cihazın çeşitli numune türlerini analiz etmek için çeşitli cihazlarla donatılmasına olanak tanır.
Antaris II spektrometresi aşağıdakilerle donatılmıştır:
· Sıvı numunelerin ve plakaların analizi için iletim modülü;
· katı numunelerin (tabletler, kapsüller, tozlar) analizi için iletim dedektörü;
· entegre küre;
· harici fiber optik prob.
Katı numuneler için dedektör, numunenin hem bir bütün olarak tüm numuneyi karakterize eden iletim yoluyla hem de yüzey bölgesinin karakterizasyonuna olanak tanıyan yaygın yansıma yöntemiyle entegre küre üzerinde numunenin eşzamanlı analizine olanak tanıyan entegre kürenin üzerine monte edilir. örnek. Harici prob, standart dışı ambalajlardaki numunelerin ve sıvı numunelerin ambalajı açılmadan dağınık yansıma analizi için kullanılır. Yukarıdaki yöntemlerin tümü numune hazırlama gerektirmez veya minimum düzeyde hazırlık gerektirir ve 3 dakika içinde sonuç almanıza olanak tanır, reaktifler ve sarf malzemeleri için mali maliyet gerektirmez ve en önemlisi tahribatsızdır, bu da zamandan tasarruf etmenizi sağlar. Sonuçların diğer yöntemlerle daha fazla doğrulanması için örnek.
Tıbbi hammaddelerin ve bitmiş ürünlerin kalitesinin değerlendirilmesine yönelik modern yöntemler arasında yakın kızılötesi spektrometri bulunmaktadır. Yöntemin aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi önemli avantajı vardır:
|
- Konsantrasyonları hakkındaki bilgiler de dahil olmak üzere karmaşık karışımların çeşitli bileşenlerinin eşzamanlı analizi. Örneğin, bu yöntemi kullanarak, su içinde yağ veya yağ içinde su emülsiyonları gibi mikroheterojen sistemlerdeki su, organik çözücüler ve diğer bileşenlerin yüzdesini analiz etmek mümkündür.
- Numunelerin uzaktan kontrolünü gerçek zamanlı olarak doğrudan proses akışında düzenleme imkanı (uzaktan kontrol). Bu amaçlar için sabit veya taşınabilir spektrometreler kullanılır. Sabit cihazlar, ilaç işletmelerinin üretim tesislerine kurulur; burada doğrudan üretim hatlarına entegre edilirler, sensörleri konveyör bantlarının üzerine, kimyasal reaktörlere ve karıştırma odalarına monte ederler. Bu, çevrimiçi olarak bilgi almanıza ve alınan verileri otomatik kontrol sisteminde kullanmanıza olanak tanır. Mobil ilaç kalite kontrol laboratuvarları çoğunlukla taşınabilir, pille çalışan NIR spektrometreleriyle donatılmıştır.
NIR bölgesinde spektrum elde etme yöntemleri
Yakın kızılötesi bölgede spektrumlar iletim veya dağınık yansıma kullanılarak elde edilir.
İletim yöntemi hem sıvı hem de katı maddeleri analiz etmek için kullanılabilir. Bu durumda sıvılar küvetlere veya cihazla birlikte verilen diğer özel kaplara yerleştirilir. Bu tür ölçüm kapları sıradan veya kuvars camdan yapılabilir. Katı numunelerin iletim testi için bir prob veya küre kullanılabilir.
Bununla birlikte, prob bazlı dağınık yansıma analizinin, daha ayrıntılı bir spektrum ve daha doğru sonuçlar sağlaması nedeniyle bir takım önemli avantajları vardır. Bu, fiber optik probun ucunun eğimli düzleminin aynasal etkiyi en aza indirerek daha fazla ışığın dağılmasına olanak sağlaması nedeniyle elde edilir. Ayrıca numune ambalajındaki barkodları okumak için fiber optiğe bir modül entegre edilebilir. Ayrıca, cihazın kendisinden uzak numunelerin tanımlanmasının yalnızca bir prob yardımıyla mümkün olduğu da unutulmamalıdır.
Düşük saçılma ve yansıtma özelliğine sahip numuneleri test etmek için birleşik bir iletim-yansıma yöntemi kullanılır. Bu, ışın akışının analiz edilen numuneden iki kez geçmesi sayesinde özel tasarımlı küvetler ve sensörler gerektirir.
Ayrıca yakın kızılötesi bölgede “etkileşim” spektrumları elde edilebilmektedir.
NIR spektrometresinin sorunları ve bunları çözme yolları
İlaç endüstrisinde uzun süredir bu analitik yöntemin ana sorunu, orta kızılötesi bölgedeki temel bantlara kıyasla daha az yoğun ve nispeten daha geniş absorpsiyon bantlarıyla karakterize edilen spektrumun analiz edilmesinin zorluğu olmuştur.
Matematiksel veri işleme yöntemlerinin (kemometri) enstrümantal analiz sonuçlarıyla birleştirilmesi bu dezavantajın ortadan kaldırılmasını mümkün kılmıştır. Bu amaçlar için, modern analizörler, sonuçları işlemek için bir kümeye veya ayırt edici yönteme dayalı özel yazılım paketleri ile donatılmıştır.
Kemometrik analizde spektrumdaki çeşitli olası değişiklik kaynaklarını hesaba katabilmek için, farmasötik işletmelerde, hammadde üreticisi, üretiminin teknolojik süreci, homojenliği dikkate alınarak özel spektrum kütüphaneleri oluşturulmaktadır. farklı partilerden gelen malzeme, sıcaklık, spektrumun elde edilme şekli ve diğer faktörler.
Avrupa mevzuat gerekliliklerine göre, kütüphaneleri derlemek için, 3 veya daha fazla spektrum elde etmek üzere etkin maddeden en az 3 numunenin çalışılması gerekmektedir.
Bir başka olası sorun - NIR spektrometresinin tasarım özelliklerine bağlı olarak spektrumda değişiklik olasılığı - cihazın farmakope gerekliliklerine uygun olarak nitelendirilmesiyle çözülür.
Araştırma yaparken unutulmaması gerekenler
 |
|
 |
|
Yakın kızılötesi spektrometri (NIR spektrometrisi), maddelerin 780 ila 2500 nm (12500 ila 4000 cm -1) dalga boyu aralığındaki elektromanyetik radyasyonu absorbe etme yeteneğine dayanan bir yöntemdir.
NIR aralığındaki soğurma genellikle C-H, N-H, O-H ve S-H bağlarının temel titreşim frekanslarının ve bunların kombinasyonlarının üst tonlarıyla ilişkilidir. En bilgilendirici aralık 1700 ila 2500 nm (6000 ila 4000 cm-1) arasındaki bölgedir.
NIR spektrumlarından elde edilen bilgilerin analizi, birincil veri setinin oluşturulmasını gerektiren kemometrik algoritmalar kullanılarak gerçekleştirilir.
Yöntemin uygulanabilirliği kapsamında, NIR spektrometrisi, doğrudan veya dolaylı olarak, aşağıdaki özelliklerin değerlendirilmesi de dahil olmak üzere, analiz edilen nesnenin kimyasal, fiziksel ve fizikokimyasal özelliklerinin niteliksel ve niceliksel değerlendirmesinin yapılmasına olanak tanır:
– hidroksil ve iyot sayıları, hidroksilasyon derecesi;
– kristal şekli ve kristallik derecesi;
– polimorfik form veya psödopolimorfik form;
– parçacık dağılım derecesi ve diğerleri.
NIR spektrometresi aşağıdaki yeteneklere sahiptir:
– numune hazırlama kolaylığı veya hazırlık eksikliği;
– ölçümlerin hızı;
– analizin tahribatsız niteliği;
– çeşitli parametrelerin (göstergeler) eşzamanlı değerlendirilmesi olasılığı;
– gerçek zamanlı süreç akışları da dahil olmak üzere uzaktan izleme gerçekleştirme yeteneği.
Cihazlar. Hem özel NIR spektrofotometreleri hem de spektrumun yakın IR bölgesinde çalışabilen diğer spektrofotometreler kullanılır.
NIR spektrofotometreleri aşağıdakilerden oluşur:
– radyasyon kaynağı, örneğin bir kuvars lamba (akkor lamba) veya bunun benzeri;
– monokromatör (kırınım ızgarası, prizma, optik-akustik filtre) veya interferometre (Fourier dönüşümü spektrofotometreleri);
– kayıt cihazı – dedektör (silikon, kurşun sülfür, indiyum arsenit, indiyum galyum arsenit, cıva-kadmiyum tellür, döteryumlanmış triglisin sülfat vb. bazlı);
– numune yerleştirme cihazı ve/veya uzaktan fiber optik sensör.
Numuneleri yerleştirmek için cam veya kuvars küvetler, şişeler, cam beherler, kapsül veya tablet tutucular ve diğer cihazlar kullanılır.
Spektrofotometreler bir hücre bölmesi, bir entegre küre (entegre bir küre, oldukça yansıtıcı bir malzeme ile kaplanmış küresel bir boşluktan oluşan bir optik bileşendir, küre, homojen olmayan numunelerin spektrumlarını elde etmek için tasarlanmıştır), geçirgenliği ölçmek için harici modüller ile donatılabilir. yüksek oranda saçılan numuneler ve otomatik numune besleyiciler, fiber optik problar. Analiz için bir veya başka bir cihazın seçimi, numunenin türüne ve seçilen ölçüm yöntemine bağlıdır. Bu nedenle çeşitli ölçüm yaklaşımlarını uygulayan cihazların kullanılması önerilmektedir.
Verilerin işlenmesi ve elde edilen sonuçların analizi özel yazılım kullanılarak gerçekleştirilir.
Her ölçüm modunun (iletim, dağınık yansıma ve bunların kombinasyonu), dalga boylarının doğru ayarını kontrol etmek ve fotometrik gürültüyü kontrol etmek de dahil olmak üzere kendi doğrulama yöntemine sahip olması gerekir.
Dalga boylarının doğru ayarlandığının kontrol edilmesi. Dalga boyu ayarlarının doğruluğunu kontrol etmek için, karakteristik absorpsiyon maksimumları ve minimumları olan standart bir numunenin spektrumunu kaydedin ve elde edilen dalga boyu değerlerini beyan edilen özelliklerle karşılaştırın.
İletim ve yansıma modları için, dalga boylarının doğru ayarını belirlemek amacıyla, nadir toprak elementlerinin oksitleri, atmosferdeki su buharı, metilen klorür ve diğerlerinin standart numuneler olarak kullanılması en yaygın olanıdır.
Fourier dönüşümlü cihazlarda dalga sayısı ölçeği tüm çalışma aralığı boyunca doğrusaldır ve kurulumun doğruluğunu kontrol etmek için, bir absorpsiyon bandında beyan edilen özelliklerin kontrolü ile bir standart numunenin kullanılması yeterlidir. Diğer tipteki cihazlar, doğrusal olmayan bir dalga sayısı ölçeğine sahip olabilir ve belirtilen metrolojik özelliklerin, tüm çalışma aralığını kapsayan en az üç tepe noktası (bir veya daha fazla standart numune) ile doğrulanmasını gerektirebilir.
Dalga boylarının ayarlanmasındaki hata, 1900 nm'ye kadar olan dalga boyu aralığında ±1 nm'den (veya eşdeğer bir dalga numarasından) fazla olmamalıdır ve ≥1900 nm dalga boyu aralığı için ±1,5 nm'den fazla olmamalıdır.
Dalga boyu ayarının tekrarlanabilirliği, üreticinin gerekliliklerine veya Rusya Federasyonu'nda yürürlükte olan düzenleyici belgelerin gerekliliklerine uygun olmalıdır.
Fotometrik doğrusallığın kontrol edilmesi. Fotometrik doğrusallığı kontrol etmek için, bilinen iletim/yansıma değerlerine sahip standart numunelerin NIR spektrumları kaydedilir ve elde edilen iletim/yansıma değerlerinin bilinen değerlere grafiksel bağımlılığı çizilir. Böyle bir ilişki kurmanın sonucu, koordinatların merkezinde (0,00 ± 0,05) kesişme noktası ve düz çizginin eğim açısının tanjantı (1,00 ± 0,05) olan düz bir çizgi olmalıdır. Yansıma modunda fotometrik doğrusallığı kontrol etmek için, %10-90 yansıtma aralığında en az 4 numune miktarında standart numuneler olarak karbon katkılı polimerler veya analoglar kullanılır. İletim modunda fotometrik doğrusallığı kontrol etmek için, standart örnekler olarak iletim değerleri% 10-90 olan 3 örnek miktarındaki filtreler ve% 100 iletim hattı kullanılır (boş bir kanalın iletim spektrumu kaydedilir).
Fotometrik gürültü kontrol ediliyor. Geçirgenliği ölçerken fotometrik gürültüyü tahmin etmek için havada %100'lük bir çizgi kaydedin; Yansımayı ölçerken, yansıtma oranı en az %99 olan uygun referans malzemeleri kullanarak %100'lük bir çizgi kaydedin. Bu durumda %100 çizgisi, standart numunenin hem ölçülen numune hem de arka plan olduğu bir ölçüm anlamına gelir. Yüksek soğurma değerlerinde fotometrik gürültü, geçirgenlik veya yansıma değerleri yaklaşık %10 olan standart numuneler kullanılarak değerlendirilir.
Fotometrik gürültü üreticinin spesifikasyonlarına uygun olmalıdır.
Ölçüm yöntemleri. NIR spektrumu karşılık gelen fotometrik miktarın bağımlılığını temsil eder (optik yoğunluk ( A), bulaşma ( T), Yansıma katsayısı ( R) ve türetilmiş miktarlar) radyasyonun dalga boyundan veya frekansından. NIR bölgesinde ölçüm yaparken aşağıdaki yöntemler uygulanır:
- radyasyon numuneden geçtiğinde absorpsiyonun (veya iletimin) ölçümü;
- bir numuneden yansıyan veya saçılan radyasyonun ölçümü;
– yukarıdaki yöntemlerin bir kombinasyonu.
Ölçümler her zaman arka plana göre alınır.
Geçirgenlik ölçümü. Geçirgenlik, bir numuneden geçerken radyasyon yoğunluğundaki azalmanın bir ölçüsüdür. Bu prensip, kullanımdaki çoğu spektrofotometrede uygulanır ve sonuç, doğrudan geçirgenlik birimleriyle ifade edilebilir ( T) ve/veya optik yoğunluk ( A).
Yöntem, dağınık sistemler de dahil olmak üzere katı ve sıvı numunelere uygulanabilir.
Kural olarak geçirgenliği ölçerken özel numune hazırlamaya gerek yoktur. Sıvı numunelerin spektrumunu ölçmek için uygun optik yol uzunluğuna (genellikle 0,5–22 mm) sahip şişeler veya küvetlerin yanı sıra fiber optik geçirgenlik sensörleri kullanılır.
Yaygın yansıma. Dağınık yansıma yönteminde yansıma katsayısı ( R), numuneden yansıyan ışığın yoğunluğunun oranını temsil eder ( BEN), arka plandan yansıyan ışığın yoğunluğuna ( BEN R):
veya bu oranın ters logaritmik değeri ( A R):
.
Arka plan olarak değeri yüksek bir yüzey kullanılır. R: altın plakalar, perflorlu doymuş polimerler, seramik plakalar ve diğer uygun malzemeler.
Yöntem, yansıma modunda çalışan entegre bir küre veya fiber optik sensörler kullanılarak katı numunelerin analizi için kullanılır. İkinci durumda, elde edilen sonuçların tekrarlanabilirliği için, ölçüm koşullarının stabilitesinin, özellikle sensörün göreceli hareketsizliğinin, basınç derecesinin ve diğer koşulların sağlanması gereklidir.
İletim-yansıma yöntemi. Bu yöntem, radyasyonun numuneden iki kez geçtiği küvet ve sensörlerin özel tasarımı nedeniyle iletim ve yansımanın bir kombinasyonu olup, düşük soğurma ve saçılma gücüne sahip numunelerin analizine olanak sağlar.
Çift geçirgenlik katsayısı ( T*):
,
Nerede: BEN T– numune olmadan çift iletimden sonra radyasyon yoğunluğu;
BEN- numuneyle ölçülen iletilen ve yansıtılan radyasyonun yoğunluğu;
ve optik yoğunluğa benzer bir değer ( A*):
.
Arka plan olarak havanın spektrumu veya bir karşılaştırma ortamı kullanılır.
Yöntem, homojen olmayan numuneler de dahil olmak üzere sıvılar için geçerlidir.
Spektrumu kaydetmek için, incelenen numune bir ayna veya başka bir dağınık reflektör içeren bir küvete yerleştirilir. Numuneye batırılmış bir fiber optik sensör kullanmak mümkündür.