98、近红外显微光谱技术在制药领域的应用与发展

近红外显微光谱技术在制药领域的应用与发展

1. 为何选择近红外显微镜

传统研究微米级样本区域时，常采用中红外（MIR）或拉曼光谱获取样本光谱。MIR显微镜在生物系统的映射研究中占主导，拉曼显微镜则被认为是研究制药产品干粉样本的最佳方法。然而，近红外（NIR）显微镜的应用此前未得到深入研究。

在制药基质的映射中，MIR和拉曼光谱都存在问题。片剂通常由活性物质与多种成分混合而成，主要成分多为碳水化合物（如纤维素衍生物、淀粉、乳糖、羟乙酸淀粉钠等）和磷酸钙。碳水化合物化学结构相似但功能不同，如纤维素为粘合剂，羟乙酸淀粉钠为崩解剂。准确映射碳水化合物在其他成分中的分布至关重要，而NIR显微镜在这方面具有显著优势，能有效区分混合碳水化合物颗粒。不过，磷酸钙无NIR光谱，但有良好的拉曼信号，因此在映射无机物种（如磷酸钙）时，拉曼显微镜更具优势。

NIR显微镜最小光斑尺寸约为5 µm，受光波长限制，难以实现更小的空间分辨率；而拉曼显微镜光斑尺寸可小至2 µm，在映射小颗粒成分（尤其是精细研磨的活性成分）时具有明显优势。总体而言，NIR显微镜可有效映射制药基质的主要成分，对于不吸收的磷酸钙，可通过无光谱的单变量方式或多变量方法确定其存在。同时，可结合拉曼显微镜确认无机成分的分布，依靠NIR区分关键碳水化合物材料。若需要更高分辨率，拉曼显微镜能提供有价值的补充信息。

2. 可用仪器

• 传统显微镜系统 ：Perkin - Elmer映射平台仪器的光学配置较为传统，它是在Perkin - Elmer MIR显微镜系统基础上改进而来，用傅里叶变换近红外（FT - NIR）平台（IdentiCheck）取代了傅里