FT-IR顯微紅外光譜法檢測液體藥物中的顆粒和雜質(zhì)

在制藥行業(yè)，F(xiàn)TIR技術(shù)廣泛用于固體和液體藥物分析。FTIR應(yīng)用包括多晶型分析和活性藥物成分（API）的固態(tài)表征。此外，F(xiàn)TIR可以快速、高效地鑒別雜質(zhì)和污染物。

裝有可能含有雜質(zhì)的液體藥物的安瓶

藥物中的雜質(zhì)問題

藥物的純度對保證其安全性和功效性至關(guān)重要。比如，液體藥物中存在顆粒，會引起藥物配方的物理和化學(xué)變化。這可能會導(dǎo)致刺激性、炎癥或過敏反應(yīng)等不良反應(yīng)。

此外，顆粒會干擾藥物的預(yù)期作用機(jī)制。顆粒也會影響藥物的穩(wěn)定性和保質(zhì)期，導(dǎo)致藥物隨著時間的推移而降解或失去藥效。為了防止出現(xiàn)這些問題，需要對藥物進(jìn)行密切的監(jiān)測。FTIR就是其中一個監(jiān)測工具。

為什么選擇FTIR？

光學(xué)顯微鏡具有較高的空間分辨率，可以觀察和識別顆粒物。但是，光學(xué)顯微鏡無法解析化學(xué)成分。相比之下，F(xiàn)TIR顯微紅外不僅具有高的空間分辨率，而且可以鑒定顆粒----提供全面的化學(xué)信息。所以，F(xiàn)TIR是的適合顆粒物表征的工具。

下面，以液體藥物為例，用FTIR顯微紅外光譜儀，采取全自動微粒測試法和焦平面陣列探測器法（FPA）分析顆粒物。并探討哪種方法更高效。

LUMOS II FTIR顯微紅外光譜儀

FTIR顯微紅外全自動微粒測試法

對含有污染顆粒的抗體溶液分析。首先，顆粒物必須使用過濾裝置從液相中分離出來。然后，使用LUMOS II FTIR顯微紅外光譜儀，用高分辨率可視照相機(jī)自動獲取濾膜的整體圖像。

根據(jù)可見光圖像對比度，使用布魯克顆粒查找功能（Bruker Particle Finder）檢測顆粒物。結(jié)果顯示，溶液中存在十個顆粒物。自動識別每種顆粒物的測量點。然后，對檢測到的顆粒物進(jìn)行編號、放大并疊加到可見光圖像上（圖1）。

圖1：濾膜上顆粒物的可見光圖像

透射方式且采用軟件中OPUS Cluster ID可全自動化測試用采集每個顆粒的紅外光譜圖。進(jìn)而鑒定出每一種顆粒的化學(xué)成分（表1）。

表1：通過搜索數(shù)據(jù)庫確定檢測到顆粒的成分

FPA成像法

同樣的抗體溶液用FPA成像法測試。此方法未采用傳統(tǒng)的FTIR微光譜法，而是利用LUMOS II的FPA面陣列探測器，在測試過程中能夠以最快的速度完成紅外成像，不到一分鐘便完成整個測試區(qū)域，空間分辨率可達(dá)到5微米/像素。

運(yùn)用布魯克的化學(xué)成像人工智能算法可以自主地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，鑒別出多個顆粒（圖2）。光學(xué)顯微鏡下可見的纖維鑒定為纖維素（粉紅色），另外兩個可見顆粒鑒定為聚苯乙烯顆粒（藍(lán)綠色）。

圖2：濾膜和顆粒物的可見光圖像（左）；FTIR化學(xué)成像圖（右）

與傳統(tǒng)的FTIR顯微光譜法相比，F(xiàn)PA成像法可以得到更多的信息。如圖2所示，F(xiàn)PA成像法精準(zhǔn)檢測并鑒定出可見光照片未拍出來的硅油（紅色）和蛋白質(zhì)團(tuán)簇（綠色）。顆粒檢測和鑒定均基于采集到的顆粒的FTIR特征。所以不存在未檢測到的顆粒。

結(jié)論

LUMOS II FPA探測器的紅外化學(xué)成像法遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的FTIR顯微光譜法。紅外成像法結(jié)合了高速及高分辨率化學(xué)成像。鑒定樣品化學(xué)組成不受可見光照片的對比度影響。與光學(xué)顯微鏡相比，這是FTIR成像的主要優(yōu)勢。對于注射液中微粒的研究和微粒分析，我們強(qiáng)烈推薦優(yōu)選FPA化學(xué)成像法。

患者是依靠藥物控制其健康狀況。所以確保藥物的純度和質(zhì)量，是非常重要的。而FTIR成像法是質(zhì)量控制和質(zhì)量保證的寶貴工具，并且布魯克很榮幸能參與到這項重要的工作中。