3/1:20240

2.2.40.СПЕКТРОСКОПИЯ В БЛИЖНЕЙ ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ

Cпектроскопия в ближней инфракрасной (БИК) области — метод с широким и разнооб-

разным применением в фармацевтическом анализе. Ближняя инфракрасная спектральная

Полосы в БИК области значительно более слабые, чем полосы основных колебаний в

средней ИК области, от которых они происходят. Так как абсорбционные способности в

БИК области низкие, излучение способно проникать в материалы, включая твердые веще-

ства, на несколько миллиметров. Кроме того, многие вещества, такие как стекло, являются

относительно прозрачными в этой области длин волн.

В дополнение к стандартным процедурам отбора проб и проведению испытаний, измере-

ния могут быть проведены на образцах in situ. Измерения в БИК области могут прово-

диться,как в автономном режиме (off-line), так и в поточном режиме (at-line, in-line, on-

line) для производственно-аналититической технологии (PAT). Для целей идентификации

БИК спектроскопия имеет широкую область применения для химического, физического и

производственного анализа, например:

Химический анализ:

- идентификация активных фармацевтических субстанций, вспомогательных веществ, го-

товых лекарственных форм, промежуточных продуктов производства, химического сы-

рья и упаковочных материалов;

- квалификация активных фармацевтических субстанций, вспомогательных веществ, гото-

троль содержания растворителей.

Физический анализ:

- кристаллическая форма и кристалличность, полиморфизм, сольваты, размер

частиц;

- распадаемость, твердость;

- свойства пленок.

Производственный анализ:

- мониторинг производственных операций, например, синтеза, кристаллизации, смешива-

На измерения в БИК области влияют многие химические и физические факторы, описан-

ные ниже; воспроизводимость и релевантность результатов зависят от контроля этих фак-

торов и измерения действительны обычно только для конкретной модели калибровки.

ПРИБОР

Все измерения в БИК области основаны на прохождении светового излучения через или

вглубь образца и измерении интенсивности (прошедшего или отраженного) луча. Cпек-

трометры для измерений в БИК области имеют подходящий источник света (такой как

высокостабильная кварцево-вольфрамовая лампа), монохроматор или интерферометр и

ляются обычные держатели кювет, оптоволоконные зонды, погружные ячейки для про-

пускания, нейтральные боросиликатные флаконы и вращающиеся или подвижные держа-

тели образца. Выбор прибора зависит от предполагаемого применения, особое внимание

обращают на пригодность держателя образцов для соответствующего типа анализируе-

мых образцов. Подходящие блоки по обработке данных и их оценке (например, про-

граммное обеспечение и компьютер) обычно являются частью системы.

В зависимости от способа измерения и прибора обычно выражают длину волны (λ) в

нанометрах (нм) либо волновое число (v) –в обратных сантиметрах (см

). Пересчет между

нанометрами и обратными сантиметрами проводят по формуле:





МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Режим пропускания. Пропускание (T) является мерой снижения интенсивности излуче-

ния при данных длинах волн при прохождении излучения через образец. Образец поме-



где:

I ‒ интенсивность падающего излучения;

I

‒ интенсивность прошедшего излучения.

Режим диффузного отражения. Режим диффузного отражения основан на измерении

отражения (R) ‒отношения интенсивности света, отраженного от образца (I) к интенсив-

ности света, отраженного от фона или стандартной отражающей поверхности (I

). В зави-

симости от химического состава и физических характеристик образца, БИК излучение

может проникать на более или менее существенное расстояние вглубь образца, где может

быть поглощено колебательными комбинациямии обертонами аналита, присутствующего

в образце. Непоглощенное излучение частично отражается от образца на детектор. БИК

спектр отражения обычно получают путем расчета и построениемграфика зависимости

где:

I ‒ интенсивность излучения, диффузноотраженного от образца;

I

отраженного от поверхности сравнения.

ражения.При измерении пропускания-отражения (T*) используется зеркало или диффуз-

ная отражающаяповерхность для отражения излучения, прошедшего сквозь образец, вто-

рой раз, удваивая,таким образом, оптический путь. Непоглощенное излучение отражается

от образца на детектор. Полученный спектр может быть представлен непосредственно

ввиде графика зависимости пропускания (T*) и/или поглощения (A*) (ось y) от длины

волны или волнового числа (ось x).



I

образца в качестве фона.













цов (включая таблетки и капсулы). Для измерения коэффициента пропускания твердых

образцов необходимо использовать подходящие приспособлениядля образцов. Жидкие

зрачных в БИК области, либо путем погружения опто - волоконного зонда подходящей

конфигурации.

ны быть принятымеры для обеспечения воспроизводимости условийизмерения спектров

от образца к образцу.Для получения базовой линии сканируется отраженноеизлучение

фона, а затем измеряетсяотражение одного или нескольких исследуемыхобразцов. В каче-

стве стандартной отражательнойповерхности обычно используются керами-

ка,термопластические смолы и золото. Могутиспользоваться и другие подходящие мате-

риалы.

Режим пропускания-отражения. Данный режим обычно используется для жидкостей,

суспензий и прозрачных полимерных материалов.Отражатель размещается позади образ-

цатаким образом, чтобы удваивать оптическийпуть. Такая конфигурация может быть

отражения.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СПЕКТРАЛЬНЫЙ ОТКЛИК

Окружающая среда. При проведении испытаний должны учитыватьсятемпература и

влажность окружающей среды.

Область контакта образца. Область контакта образца или конец зонда должны быть

очищены от остатков перед проведением измерения. Аналогично, в in-lineили on-

lineобластиконтактас образцом не должно быть значительного налипания образцалибо за-

содержащих воду.

Влага и остаточные растворители. Влага и остаточные растворители, присутствующие в

образце, приводят к значительным полосам поглощения в БИК области.

Толщина образца. Толщина образца является известным источником спектральной из-

менчивости и должна учитываться и/или контролироваться, особенно при анализе табле-

ток и капсул в режиме пропускания. Для измерения прессованных порошков бесконечная

толщина обычно достигается при глубине образца более 5 мм (например, во флаконе).

Оптические свойства образца. Для твердых материалов должны учитываться как рассе-

ивающие свойства, как поверхности, так и насыпной массы образца. Для записи спектров

физически, химически или оптически неоднородных образцов для получения репрезента-

Формы твердого состояния. На вибрационные спектры оказывают влияние различия в

формах твердого состояния (полиморфные формы, гидраты, сольваты и аморфные фор-

мы). Следовательно, различные кристаллические формы, а также аморфные формы твер-

дых тел можно отличить друг от друга на основании их БИК спектров. В случае наличия

различных кристаллических форм, необходимо обеспечить, чтобы и калибровочные стан-

дартные образцы имели распределение форм, подходящее для предполагаемого использо-

вания.

Образец. Со временем физические, химические или оптические свойства образцов могут

измениться. В зависимости от условий хранения твердые образцы могут абсорбировать

Перед разработкой классификации или калибровочной модели во многих случаях и, в

частности, для спектров, получаемых в режиме отражения, может понадобиться некоторая

форма предварительной математической обработки спектра. Это может быть сделано с

целью, например, уменьшения вариабильности базовой линии, уменьшения воздействия

известных помех,которые оказывают влияние на последующие математические модели,

или для упрощения данных перед их использованием. В некоторых случаях спектры так-

же могут быть нормализованы или скорректировано рассеяние, например, с использова-

нием преобразования стандартного отклонения случайной величины с нормальным рас-

пределением. Предварительная спектральная обработка может включать, например, кад-

рирование, снижение шума и численный расчет производных спектра первого или второго

писанные проверки в соответствии с использованием прибора и его применением. Ис-

пользование альтернативных способов проверки пригодности прибора применяемого в

поточных режимах (on-line и in-line) должно быть научно обосновано. Например, исполь-

зование стандартных образцов, встроенных в прибор или в отдельный канал/зонд для

подтверждения надлежащей работы прибора (проверка практичности).

Перед сканированием образца может понадобиться проведение испытания пригодности

системы, а также должны быть проверены характеристики прибора, оказывающие воз-

можное влияние на результат измерения (обычно фотометрический шум и точность уста-

новки длин волн). Частота проведения каждой проверки работоспособности прибора

среды. Например, для приборов, эксплуатирующихся в неблагоприятных условиях окру-

жающей среды с колебаниями температуры и влажности, могут потребоваться частые

проверки работоспособности. Также необходимо учитывать случаи, когда измерительная

фильтром). Используемую шкалу длин волн, обычно в области между 780 нм и 2500 нм

(от 12 800 см

) или в требуемой спектральной области, проверяют с помо-

щью одного или более подходящих стандартных образцов для определения длин волн,

которые имеют характеристические максимумы или минимумы в диапазоне используе-

мых длин волн. Подходящими стандартными образцами являются, например, мети-

ленхлорид Р, тальк Р, лампы с референсными длинами волн или смесь оксидов редкозе-

мельных металлов. Могут быть использованыи другие подходящие стандартные образцы.

Снимают спектр и измеряют положения не менее трех пиков, находящихся в рабочем

диапазоне.Подходящие стандартные образцы оксидов редкоземельных металлов доступ-

ния с известными процентными показателями пропускания или отражения. Для измере-

нияотражения доступны стандарты полимеров легированных углеродом. Удостоверяются,

что поглощение используемых материалов является подходящим для предполагаемого

линейного рабочего диапазона методики. Первоначальные значения поглощения могут

служить в качестве стандартных значений при последующих проверках фотометрической

линейности. Модели нелинейных калибровок и, следовательно, нелинейные отклики яв-

ляются допустимыми при подтверждении пользователем понимания данного процесса.

Cпектры стандартных образцов отражения и пропускания подвержены вариабельности

вследствие различий экспериментальных условий, в которых производилась их заводская

мерения этих стандартных образцов при идентичных условиях, включая точное положе-

ние пробы, используются для оценки периода сохранения стабильности фотометрическо-

го отклика. Отклонение ±2 % от значения поглощения является приемлемым для длитель-

ной стабильности; данная проверка необходима только в случае использования спектров

без предварительной обработки.

В таблице 2.2.40.-1 приведены рекомендованные условия для проверки пригодности при-

бора для различных режимов измерения.

Таблица 2.2.40.-1. — Проверка пригодности прибора