摘要 本文尝试用 AOTF 近红外光谱仪定量检测药物片剂剂量标准，根据安慰剂和 4 种剂量标 准样品光谱，可以看出他们之间由于剂量的变化而导致的差别比较明显，并且建立了安慰剂 和 4 种不同剂量标准的药物片剂的偏最小二乘回归模型，结果表明了 Brimrose 仪器能够精 确地预测片剂的剂量标准。
关键词 声光可调；近红外光谱；药物片剂；剂量标准；偏最小二乘法
近红外光谱主要是有机分子的倍频与合频的吸收光谱。有机物近红外光谱主要包括C-H、 N-H、O-H等含氢基团的倍频与合频吸收带。这些是在近红外谱区做复杂天然物品质分析的前 提。近红外(NIR)光谱法是近年来发展迅速的一种绿色分析技术，并以其独特的优点开始应 用于中药分析,传统的红外分光光度技术采用棱镜或光栅做色散元件，以这些色散元件为核 心的红外光谱测量系统，结构复杂，设计和生产成本高，使得分析检测仅适于实验室条件下 应用。自20世纪80年代后期，一种新型的色散元件——声光可调滤光器（Acousto-optic tunable filter，简称AOTF）逐渐受到人们的重视。AOTF是基于各向异性的双折射晶体的声 光衍射原理，利用超声波与特定的晶体作用而产生分光的光电器件。与传统的基于机械调谐 分光元件的光谱仪器相比，以AOTF作为分光元件的光谱仪具有明显的优越性：它结构简单， 光学系统无移动性部件，体积小，集光能力强，最吸引人之处在于它的波长切换快、重现性 好，程序化的波长控制使得这种仪器的应用具有更大的灵活性，尤其是外部防尘和内置的温 度、湿度集成控制装置，大大提高了仪器的环境适应性，加之全固态集成设计产生优异的避 震性能，使其近年来在工业在线和现场（室外）分析中得到越来越广泛的应用, AOTF技术与 NIR的结合实现了仪器的小型化也为实现产品质量的实验室和在线检测提供了可能，最近几 年，AOTF-近红外光谱分析仪引进国内，已经开始应用于烟草及化工行业中。本文用Brimrose 公司Luminar3030片剂分析仪在安慰剂和4种不同剂量标准的药片样品上扫描光谱数据，为药 物片剂剂量标准的快速测定提供依据。
1．实验部分
1．1 仪器条件和样品
仪器：美国 BRIMROSE 公司产的 Luminar3030 近红外片剂分析仪，主要部件包括：光学
部分、控制部分、电源适配器。软件包括 SNAP!光谱处理软件和 CAMO 化学计量学软件。
扫描参数设置：光谱范围 900～1450nm，波长增量 2.0nm，平均次数 300，测样方式为
漫反射。
1．2 实验方法
Brimrose 公司 Luminar3030 片剂分析仪是使用自由空间技术的仪器。这种分析仪不用 光纤，将优化的光束聚焦在检测的药片上，把有效的挡光器件放置在样品的周围，用来防止 药片边缘任何光线的泄露，并把检测器置于药片的背面检测透射过去的光线，波长范围为 900~1450nm。采用近红外短波区域有两个原因：第一个原因是短波近红外对药片有较好的穿 透力，这之所以重要是因为采用透射方式采集光谱数据。第二个原因是主要官能团的二级倍 频在这个波长范围产生。在这些条件下得到安慰剂和剂量标准等于 0.1，0.2，0.5 和 1.0 样 品的光谱图。
1．3 数据处理
原始透过光谱被处理成吸收光谱，再进行一阶微分，光谱数据处理有助于弥补样品间的 散射特性和物理特性的不同，一阶微分数据导入化学计量学软件 The Unscrambler，再用偏 最小二乘法分析方法来建模。
2．结果与分析
2．1 光谱图
图 1 显示了安慰剂和四种剂量标准的一阶微分光谱图，由图中可以看出，光谱之间的相 似性很好，含有较多的有效信息。谱图中的重点部位是在 1100 纳米到 1200 纳米的区域，这 是甲基二级倍频的延伸，也是由于剂量标准的不同产生变化的区域。
从图 2 中可以很清楚地看到在谱图中由于变化的剂量标准导致的变动，这证实使用Brimrose 仪器能够用光谱数据区分不同剂量标准。
2． 2 建模与回归
如图 3 所示，将 HPLC 获得的参考数据与一阶微分光谱数据相关联建立起 PLS1 回归模型， 模型相关系数高达 0.9850，并且 SEP 仅 0.0564。说明了使用 Brimrose 片剂分析仪获得光谱 数据和用模型预测剂量标准是切实可行的。
如图 4 所示，这个模型的回归系数说明了模型的相关数据大部分来自 1100 纳米到 1200 纳米这一范围。波峰处于 1100 纳米附近，波谷处于 1150 纳米附近。这是甲基二级倍频的区 域，也是一个期望能看到由于剂量标准的变化而在光谱数据中产生的变化的区域。一阶微分 数据证实了由于不同的剂量标准而导致的光谱数据中最大的变化，回归系数证实了 Brimrose 仪器能够精确地预测片剂的剂量标准。
3．结论
研究结果表明，Brimrose Luminar3030 片剂分析仪使用光谱数据能够测定片剂中的剂 量标准，区别安慰剂和活性物质，这个系统的自由空间设计远远优于传统的以光纤为基础的 系统，信噪比率也好于其他被使用的系统。Brimrose 公司的近红外光谱仪能够以透射模式 穿透片剂，解读整个药片而不是仅仅从表面获取信息。一般的片剂光谱分析仪是把整束强光 投射在药片上进行检测。这种把高能量的光线照射片剂的方法曾经引起过药片的融化。因为 Brimrose 仪器是在测定前选择应用光的波长，完全不用考虑射入药片的能量强度。
