利用拉曼光譜對(duì)用于制藥的帶狀薄膜進(jìn)行實(shí)時(shí)定量分析

研究背景

本次介紹的應(yīng)用為Fergie (IsoPlane 81)在新澤西理工大學(xué)Davé教授課題組中的研究應(yīng)用。

Davé教授的研究小組專(zhuān)們研究通過(guò)粒子工程創(chuàng)造先進(jìn)的顆粒材料和產(chǎn)品。Davé教授作為Otto H. York化學(xué)與材料工程系新澤西工程顆粒中心的創(chuàng)辦負(fù)責(zé)人，他的研究和創(chuàng)新改善了用于制藥、食品、電子和能源工業(yè)等領(lǐng)域的顆粒特性。除了工程微粒外，他和他的同事們還專(zhuān)注于模式識(shí)別和聚類(lèi)分析。

由于非諾貝特(fenofibrate, FNB)的存在，其帶膜和純FNB粉末在1092 cm-1和1148 cm-1處出現(xiàn)拉曼線(xiàn)，而有襯底的存在時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的拉曼譜線(xiàn)。

該數(shù)據(jù)由Guluzar Gorkem Buyukgoz，Scott Quirie，Matheus Montarroyos 和 Rajesh N. Davé (NJIT)提供。

面臨挑戰(zhàn)

Davé教授的研究小組正在進(jìn)行的研究項(xiàng)目之一是通過(guò)拉曼光譜分析一種新型3D打印帶狀薄膜藥物開(kāi)發(fā)產(chǎn)品?？梢酝ㄟ^(guò)工藝設(shè)計(jì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，因此需要使用各種PAT( Process Analytical Technology)工具以此提供聯(lián)機(jī)和實(shí)時(shí)的工藝信息，從而監(jiān)控加工變量和預(yù)測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量。如果構(gòu)思和應(yīng)用得當(dāng)，與傳統(tǒng)使用的耗時(shí)、昂貴和低效的脫機(jī)測(cè)試相比，這種方法可以確保符合嚴(yán)格的藥品標(biāo)準(zhǔn)。

在新澤西理工大學(xué)與Davé教授合作的研究人員為上述項(xiàng)目確定了三個(gè)主要目標(biāo):

(1)建立利用拉曼光譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)水溶性差的活性藥物成分或API在條狀薄膜中的濃度的可行性;

(2)盡量減少可能引起光譜不規(guī)則變化;

(3)建立API帶狀薄膜的在線(xiàn)測(cè)量預(yù)測(cè)模型。

FERGIE provides the reliable in-line performance this type of work demands

解決方案

該小組選擇FERGIE系統(tǒng)(IsoPlane 81之前的版本)測(cè)量拉曼光譜和實(shí)時(shí)監(jiān)控，以評(píng)估帶狀薄膜的關(guān)鍵質(zhì)量屬性。FERGIE非常適合與各種藥物輸送平臺(tái)一起工作，包括聚合物薄膜和3D打印藥片。

經(jīng)研究人員反饋，項(xiàng)目的三個(gè)主要目標(biāo)都已實(shí)現(xiàn)，包括成功地應(yīng)用PAT工具和拉曼光譜監(jiān)測(cè)帶材薄膜生產(chǎn)過(guò)程中有關(guān)API濃度的在線(xiàn)定量測(cè)量。通過(guò)拉曼光譜在線(xiàn)測(cè)量建立偏最小二乘(Partial least squares ，PLS)模型，驗(yàn)證指標(biāo)R2 (validation metric)均≥0.99。

儀器簡(jiǎn)介

IsoPlane 81是一款高集成、零像差、內(nèi)置低噪制冷探測(cè)器的光譜儀，即，其集成了一臺(tái)無(wú)像差光譜儀和一臺(tái)深度制冷的科研CCD相機(jī)。其占地面積比一般的筆記本電腦還要小，但其性能卻遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的光譜儀。

性能

零像差光學(xué)設(shè)計(jì)

多通道

高光譜成像

寬響應(yīng)波段

200-1100nm

高光譜分辨率

抑制etaloning的eXcelon?技術(shù)

深度制冷背照式CCD

QE>95%

深耗盡層可增強(qiáng)NIR波段的QE

深度制冷，暗噪聲低

光譜速率快

雙讀出口-4.55MHZ

Spectral kinetics模式

Frame-transfer技術(shù)

審核編輯 黃宇