NIR在制药行业中的应用

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1、NIR制药行业应用杨辉华清华大学中药现代化研究中心7/17/2021西药成分：原料药、辅料有效成分明确、成分数量较少作用机理较明确剂型较少生产工艺较简单常量分析西药制药工艺合成混合压片包衣干燥…中药传统中药剂型种类多：丸、散、膏、丹…成分太复杂：每一味中药成百上千种成分，复方，大复方。但主要、指标成分较少。药理不明晰：有效成分、作用机理多不明确来源差异大：中药材有动、植、矿、金等来源；植物药具多，但又有根茎叶花果实种子等不同药用部位；不同产地（地块）、不同年限、不同采收季节药材品质不同。工艺较落后：传统的煎煮、浓缩。控制手段少：温度、压力、液位、流量、密度、时间、pH生产规范差：目前以手工操作

2、为主，自动化程度低，人为因素影响较大。质量标准低：含量检测项很少；没有规定上下限。微量分析、甚至痕量分析现代中药创制新剂型：颗粒剂、注射剂、纳米、脂质体、缓控释等成分简化：去除无效成分，保留有效成分药理明晰减少药材、原料差异通过提取物入药采用先进工艺：先进的提取、精制、浓缩、干燥等工艺实时在线质量分析与智能控制：实时在线分析中药质量的变化，根据质量实施控制规范生产：实行全自动化操作，减少人为因素，实施企业信息化改造，建立信息化企业提高质量标准：增设含量检测项；规定上下限中药制药工艺炮制提取（多种提取方式）浓缩精制（醇沉、水沉、柱层析）混合、造粒压片、包衣干燥（多种干燥方式）制剂…天然产物加工通

3、常都有提取、纯化工艺。银杏提取物罗汉果提取物（罗汉果苷）可乐桅子提取物黄芩提取物黄芪提取物…药品质量控制系统工程GAP/GACPGLPGMPGSPNIR光谱检测技术GMPvs.cGMPSFDA:GMP(药品生产质量管理规范)FDA:cGMP(currentGoodManufacturePractices)，动态药品生产质量管理规范，它要求在产品生产和物流的全过程都必须验证。药品生产质量控制认证中药生产过程质量控制趋势:将在线分析技术、过程分析技术（PAT）引入中药生产过程质量控制，逐步达到cGMP的要求。中药生产过程质量控制现状:沿用传统过程控制方法，基于过程参数（温度、压力、流量、时间）进

4、行控制NIRonlinedetectionandIntelligentControlforTCMmanufacturing中药指纹图谱近红外光谱关联建模：智能计算算法智能控制自动控制控制方法：智能控制算法基于过程参数(温度、压力、流量、时间)的控制基于中药内在质量(成分含量、相似度、纯度)效益最优的控制质控模式：拟人智能的控制智能的三重含义基于中药内在质量、效益最优的控制现代中药生产过程(GMP)执行器NIR光谱仪传感器工控机PLC生产过程控制自动控制智能控制中药指纹图谱质量控制方法中药生产全面质量控制：原料、半成品、成品对中药生产工艺进行监控指纹图谱质量控制已获得国际广泛认可：美国FDA、英

5、国草药典、印度草药典、德国药用植物学会,…中药指纹图谱中药的整体特征模糊控制多指标成分定量中药的个别成分定量精确控制NIR技术在制药领域中的应用在线近红外光谱仪与工厂DCS（集中控制系统）、APC（先进控制系统）进行无缝集成，配合化学计量学软件，特别适合于制药行业在线质量分析和过程控制西药生产的合成、分离纯化、发酵、混合、造粒和包衣等工艺过程以及包装线的半成品在线质量监测中药的提取、浓缩、干燥、混合、柱层析等工艺过程。合成、发酵过程：可用于化学合成、生物发酵的过程监测、终点判断。混合过程：一般通过漫反射方式采集光谱，实时检测固体粉末的混合均匀度，保证每一批混合物都符合均匀度要求，同时可对药物成

6、分进行含量测定。与传统方法相比，能够更加全面和及时地反映混合均匀度变化，实现对混合均匀度的在线、精准控制。传统人工分析方法操作复杂，需要较长的检测时间和较高的检测费用，不能实时在线反映混合过程中的变化趋势。造粒和包衣过程：实时在线检测水分、溶剂含量、颗粒度、包衣厚度等指标。中药（天然产物）提取过程：实时在线检测中药（天然产物）提取过程中有效成分的溶出趋势，实现对中药复杂化学成分群的实时、在线、无损的检测，判断提取过程终点。可适用于中药的水煎煮提取、有机溶剂回流提取、有机溶剂渗漉提取。浓缩/减压浓缩过程：实时在线检测水分（溶剂）及目标成分含量、相对密度等，控制浓缩过程终点。干燥过程：实时在线检测

7、水分含量，对干燥过程进行反馈控制。柱层析过程：实时在线监测流出液的成分及其含量变化情况，准确判断并控制流出液收集的起点和终点，保证质量、提高得率。分离纯化：不仅中药，西药因为合成产品的得率问题，也往往需要进一步分离纯化，经常用到柱层析。包装线半成品的在线质量监测：例如片剂的铝塑包装，如果一片有问题（如破损、不完整、表面有污点、有裂缝等），则整板都报废或返工，因此，在半成品在包装线上需进行在线检测。