过程分析技术在中药生产中的应用

 过程分析技术在中药生产中的应用

马晨晨1郭长荣1王敬贤2

1江苏康缘药业股份有限公司

2江苏诺泰澳赛诺生物制药股份有限公司

摘要：过程分析技术主要是以实时监测原材料、中间体及工艺流程中的重要质量和性能特征为手段，以此构建起一种设计、分析和控制生产过程的技术为一体的系统，这样主要是可以确保产品的质量。PAT目前早已经在很多个行业落实。2016年我国颁布了《医药工业发展规划指南》，开发应用基于过程分析技术的智能化控制系统，构建质量偏差预警系统，这样可以对员工的操作行为进行规范，最后为产品的质量带来保障。中药的物质不仅具有一定的繁琐性，还没有对生产的过程进行实时监测，所以在这样的情况下，会严重影响表征质量以及疗效，所以PAT在中药制剂生产领域的应用比较落后。

关键词：过程分析技术；中药生产；应用

1过程分析技术概述

1.1近红外在线检测技术

近红外光谱主要是指波长范围为780~2526nm的电磁波，由相应的倍频构成，不仅检测的效果比较好，还不会对样品造成影响，可以在定量分析及定性鉴别当中应用。在这样的情况下，在进行过程质量分析的过程中效果比较好，最近几年，我国已经发展为应用最广泛的PAT技术之一。另外，在进行中药制造过程的过程中，想要确保质量控制工作的有效性，要合理应用近红外装备以及建模等。在其它先进的国家，制药领域当中，近红外检测技术的使用已经比较广泛。在一些先进的国家，红外检测技术已经是标准规范的检测方式，可以有效处理药物的各环节定性。不仅如此，随着我国社会经济的迅速发展，国内的近红外光谱分析领域也在不断发展，使得该技术越来越成熟，其中近红外分光光度法和拉曼光谱法分别在2005、2010年版《中国药典》作为指导原则首次收载，可以为相关技术应用提供有效指导。

1.2拉曼光谱在线检测技术

拉曼效应是电磁辐射的非弹性散射，是辐射和分子振动之间能量交换的结果，可以在定性及定量分析样品化学成分的过程中使用。在拉曼光谱当中，要使用单色激光照射样品，在大部分情况下，光的能量会比分子达到更高振动状态所需的能量高，该技术不仅分析的效率比较高，还不会对样品造成影响，所以被广泛应用。分子在拉曼光谱和近红外光谱具有不同的活性选择规则，所以这2种振动技术具有一定的互补性，主要就是在近红外光谱中产生良好信号的分子可能在拉曼光谱中产生弱信号。除此之外，拉曼光谱和近红外光谱会包含所测样品的化学成分和物理性质的定性和定量信息。

1.3在线微波检测技术

如果在进行中药过程分析的过程中使用微波检测技术，那么不会对中药产品造成影响，因为具备该性能，所以不用在准备阶段对样品进行处理，不仅如此，分析的效率也比较高，所以该技术被广泛应用。在使用微波检测技术的过程中，要根据实际情况使用高精度谐振的方式，通过对微波频率的连续扫描，对传感器系统的谐振频率进行分析，以为内在线微波技术属于水分子和电磁场相互作用的结果，所以在使用该技术的过程中，磁场会发生迅速改变，样品表面及内部的水分子会按照电磁场的极性变化产生吸收或共振，其中被水分子吸收的能量大部分都来自电磁场，在这样的情况下，会使磁场的能量严重损失。因为该能量直接影响着水分子含量，所以要对整体的水分进行评价。另外，微波检测技术和NIR相比，优势会比较大，具有一定的穿透力，能够有效检测样品表面和内部整体水分，同时在该过程中不用使用化学计量学软件建模，以此提升检测的效率以及效果。

2PAT在中药生产中的应用

2.1中药材的快速分析和鉴定过程

中药材的原料质量直接决定着产品的质量以及效果。所以把过程分析工作落实到位，可以在一定程度上提升产品的质量。在进行中药制造的过程中，想要确保最后产品的质量，务必要对药材的质量进行控制。如果在进行检测的过程中使用传统的鉴定方法，那么不仅会增加检测的难度，消耗的时间也比较长。随着时代的不断进步，在进行过程分析的过程中要使用光谱技术和计算机技术相结合的方式，这样可以为中药材的鉴别效果以及效率带来一定的提升。在中药原材料质量评价的过程中，使用频率最高的内容是判别中药的真假、产地以及炮制工艺。要合理使用联用方法对中药样本进行定性分析，以此为分析的准确性带来保障。

2.2中药的提取、浓缩和纯化过程

在中药生产过程中，提取和浓缩环节至关重要，对提升产品质量起到决定性作用。通常，确定提取效果的关键在于恰当的提取时间和重复次数，但这往往难以精确把握。浓缩阶段的终点判定常依赖于物质密度的测定，但这种方法无法准确反映出系统内物质变化的全貌。传统的做法可能依赖于HPLC技术，这既费时又昂贵。然而，PAT（Process Analytical Technology）的应用能通过实时监测关键参数，实现精确判断和预测，从而提高经济效益。近红外和中红外光谱技术的单独使用或联用，可有效地解析化合物成分。实验团队采用多块偏最小二乘法分析融合光谱与参照值，建立具有高预测能力的定量模型，这种互补性增强了信息的有效性。不过，模型的效能可能因多种因素而受影响。同时，结合近红外光谱、实时释放测试及统计过程控制，能更清晰地揭示浓缩过程，确保预测的质量属性变化与参考数据吻合，进而促进中药行业的进步。此外，利用物质在固定相和流动相之间的不同分配比率，可实现有效分离。尽管液相色谱操作相对简单，但批次间的差异可能导致终点判定不一致。

2.3中药的干燥和混合过程

中药制备中的干燥工艺研究需兼顾药材独特的性质，如丹参的温热属性、板蓝根的吸湿倾向以及黄芪的粘稠特性。对于常规的中药浸膏干燥过程，要求精细解析其特异性的水分管理，然而这涉及对含水量的全面考量。通过高效利用光谱传感器技术，能显著提升水分数据的获取速度，并实时将这些信息输入到控制体系中，从而为后续步骤奠定精确的基准。同时，革新采样方法和改良干燥设备是提升样品检测准确度的关键策略，两者相辅相成，共同推进整个干燥工艺的优化。

2.4成品快速检测

现阶段，通过研究表明，合理运用近红外光谱技术，可以为药物性能的分析带来一定的辅助作用，以此确保药物的稳定性以及产品的质量。近红外技术属于中药注射液、片剂以及胶囊剂的检测方式。随着我国社会经济的迅速发展，光信号采集技术和多变量数据处理技术也在随之发展。在成品检测的过程中，要对药物的掺假进行深入的分析。现阶段，在中药市场当中，常常会出现掺假现象，所以要对产品的质量进行严格把控。在进行成品掺假检测的过程中，会对成品造成破坏，想要保存检测后的样品有一定的难度，会严重影响整体的经济效益。更重要的是，一旦出现成品掺假现象，会严重影响患者的生命安全。

结论

过程分析技术在中药生产中起着至关重要的作用。通过这种技术，生产商可以监控生产过程，确保产品质量，提高生产效率，降低生产成本，同时满足监管部门的要求，保障消费者的健康和安全。随着科学技术的不断发展，过程分析技术在中药生产中的应用还将不断扩展和深化，为中药产业的发展带来更多的机遇和挑战。在中药生产领域当中，PAT被广泛应用，这样可以为产品的质量带来一定的提升。它在中药生产过程中，占有重要的地位，可以打破传统中药生产的局限性。在这项技术当中，想要确保技术使用的合理性，要制定出针对性的指导原则，同时对先进的技术进行研究，以此提高中药制药质量控制的效果。现阶段，虽然全智能化制药的应用比较少，但是后续的发展空间会比较大。

参考文献：

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[2]张闯,唐文燕.过程分析技术在制药工业中的应用及监管考量[J].中国医药工业杂志,2021,52(03):407-413.

[3]周雷,李钢,苏哪锋.近红外技术(NIRS)在药物生产过程质量控制中的应用[J].广东化工,2021,48(01):60-61+56.