2017, Vol. 37 
2. 中国食品药品检定研究院, 北京 100050;
3. 北京维登科学仪器有限责任公司, 北京 100088
2. National Institutes for Food and Drug Control, Beijing 100050, China;
3. Beijing Weideng Scientific Instruments Co., LTD, Beijing 100088, China
当一束波长为λ0的单色光照射到物质上，除了吸收、透射外，还有少量入射光子与分子发生碰撞后向各个方向散射，形成散射光。当原来处于基态的分子受到入射光激发而跃迁到一个受激虚态，然后又辐射跃迁到基态的过程对应于弹性碰撞，散射光与入射光的波长相同，为瑞利散射。除此之外，还有极少数光子与分子发生能量交换为非弹性碰撞，此时光子的一部分能量传递给分子，或者分子的振动和转动能量传递给光子，散射光波长与入射光波长不同，这种散射称为拉曼散射[1-2]。
拉曼散射又分为斯托克斯线和反斯托克斯线。由于反斯托克斯线信号很弱，通常拉曼光谱系指斯托克斯线。拉曼光谱中常出现一些尖锐的峰，为试样中某些特定分子的特征，且拉曼光谱的峰强度与相应分子的浓度成正比，因此拉曼光谱可用于定性和定量分析[3]。
现在近红外快检技术可以简便、迅速、无损地进行药品初筛[4-6]，但由于水对近红外有较强吸收，近红外光谱测定水溶性液体制剂有一定难度。而水对拉曼光谱干扰较小[7-9]，因此研究拉曼光谱对玻璃瓶装液体制剂测定方法[10]，达到无损检验目的，从而与近红外快检技术形成互补[11-12]。
便携式拉曼光谱测定仪要达到无损检验，需要考虑水、环境光、容器材质（玻璃）对液体制剂拉曼光谱的影响[13]。
1 仪器与试药Metage公司OPAL-3000型拉曼光谱仪（785 nm激光器、光纤探头，CCD检测器），EssentialFTIR软件；石英池；纯化水。
透明低硼硅安瓿（5、10、20 mL）、棕色低硼硅安瓿（2、5 mL）；透明中硼硅安瓿瓶（5、10、50 mL）；透明钠钙玻璃瓶（100、250 mL）；透明中性玻璃瓶（100 mL）；左旋奥硝唑注射液（南京圣和药业有限公司；100 mL:左旋奥硝唑0.5 g）。
2 方法在固定拉曼光谱仪激光能量的前提下，测定空白石英池、石英池装水、空玻璃瓶、在室内关灯与暗室条件下拉曼光谱，通过EssentialFTIR软件比较，考察水、环境光、玻璃对玻璃瓶装液体制剂拉曼光谱测定的影响，并测定左旋奥硝唑注射液拉曼光谱，通过EssentialFTIR软件扣除环境光、水、玻璃影响，来验证拉曼光谱仪无损测定玻璃瓶装液体制剂可行性。
3 结果 3.1 水、环境光对拉曼光谱影响环境光在室内非暗室关灯状态下测定有明显信号，出现尖锐倒峰；且在500~2 000 cm-1波数处出现一较强信号。在暗室状态下，水的拉曼信号仅在1 500~1 700 cm-1范围内有1个弱信号，在0~500 cm-1处有较强的信号，其他波段无信号。石英池在暗室状态下测定基本无信号。见图 1。
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图 1 水、环境光拉曼光谱图 Figure 1 Raman spectra of water and environment lighting |
选取多种不同规格与材质的玻璃瓶或安瓿瓶进行拉曼光谱测试，拉曼光谱测定能量固定，时间10 s，对每个条件下的10张光谱计算的平均光谱进行分析。结果发现，玻璃在1 000~2 000 cm-1处有一明显较强信号。对比暗室与非暗室光谱发现，暗室状态下测定图谱信号强度弱于非暗室状态下测定强度，且无倒峰。另外通过比较谱图发现玻璃厚度不同，产生拉曼强度不同。玻璃厚度达到一定程度，拉曼信号强度明显增强。见图 2。
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A. 5 mL低硼硅安瓿空瓶（5 mL low borosilicate ampoule bottle）B.10 mL低硼硅安瓿空瓶（10 mL low borosilicate ampoule bottle）C. 20 mL低硼硅安瓿空瓶（20 mL low borosilicate ampoule bottle）D. 2 mL棕色低硼硅安瓿空瓶（2 mL low borosilicate brown ampoule bottle）E. 5 mL棕色低硼硅安瓿空瓶（5 mL low borosilicate brown ampoule bottle）F.100 mL钠钙玻璃瓶空瓶（100 mL soda lime glass bottle）G.250 mL钠钙玻璃瓶空瓶（250 mL soda lime glass bottle）H.100 mL中性玻璃瓶空瓶（100 mL neutral glass bottle）I. 5 mL中硼硅安瓿空瓶（5 mL middle borosilicate ampoule bottle）J.10 mL中硼硅安瓿空瓶（10 mL middle borosilicate ampoule bottle）K. 50 mL中硼硅玻璃瓶空瓶（50 mL middle borosilicate ampoule bottle） 图 2 不同的玻璃或安瓿瓶在暗室或避光条件下的拉曼平均光谱 Figure 2 The average raman spectra of different glass bottles or ampoule bottles in the condition of dark room or avoided light |
左旋奥硝唑注射液分别采用石英池盛装与原包装无损测定其拉曼信号，原包装无损测定所得拉曼谱图扣除环境光、水、玻璃因素的影响后与采用石英池盛装测定所得到的拉曼谱图非常近似，说明可以对玻璃瓶装液体制剂进行拉曼光谱无损测定。见图 3。
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图 3 左旋奥硝唑注射液拉曼光谱图 Figure 3 The raman spectra of S-ornidazole injection |
对水和环境光对拉曼光谱的影响进行了测试，发现水的拉曼光谱仅1 500~1 700 cm-1范围内有1个弱信号，尽管0~500 cm-1波段处也有信号，但是拉曼测定制剂多观察500 cm-1波数之后的峰，因而受水影响较小，与近红外光谱相比，拉曼光谱在测定液体制剂方面更有优势。而环境光在500~2 000 cm-1波数处出现一较大拉曼信号，且出现尖锐倒峰（见图 2-A~E及I~K），在非暗室避光条件下的拉曼光谱峰严重掩盖了大多数的信号峰，因此拉曼光谱仪测定制剂应暗室测定，从而消除环境光的干扰。
4.2 拉曼光谱测定位置的选择通过所能收集到的不同材质、不同规格的玻璃瓶，发现所有玻璃瓶都有拉曼信号。在玻璃厚度较薄时，光线对拉曼信号影响较大。当玻璃达到一定厚度后，玻璃的拉曼信号会急剧增加，对拉曼光谱测定影响较大。因不同规格玻璃瓶瓶侧壁不同位置厚度基本一致，为达到拉曼光谱测量液体制剂的一致性，测定玻璃瓶装液体制剂时选择瓶侧壁位置。
4.3 液体制剂测定结果通过对比左旋奥硝唑注射液在石英池内测定拉曼谱图与无损测定并扣除环境光、水、玻璃影响因素拉曼谱图，发现两者非常近似，说明玻璃瓶装液体制剂可以进行拉曼光谱无损测定。玻璃瓶装液体制剂拉曼光谱跟液体制剂的浓度，辅料拉曼信号影响，所含物质性质等因素有很大关系，需要进一步研究。而且激光照射是否会对药品质量[14]产生影响还需要进一步的研究。
综上所述，将样品放在暗室测定，同时利用Essential FTIR软件，扣除玻璃因素影响，部分液体制剂可以使用拉曼光谱仪测定，达到无损、简洁、快速的目的，与近红外快检技术形成互补。
| [1] |
中国药典2015年版. 四部[S]. 2015: 46 ChP 2015. Vol Ⅳ[S]. 2015:46 |
| [2] |
田国辉, 陈亚杰, 冯清茂. 拉曼光谱的发展及应用[J]. 化学工程师, 2008(1): 34. TIAN GH, CHEN YJ, FENG QM. Development and application of Raman rechnology[J]. Chem Eng, 2008(1): 34. |
| [3] |
杨序纲, 吴琪琳. 拉曼光谱的分析与应用[M]. 北京: 国防工业出版社, 2008, 16. YANG XG, WU QL. Raman Spectroscopy Analysis and Application[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2008, 16. |
| [4] |
胡昌勤, 冯艳春, 薛晶, 等. 药品快速检测系统的构想及研究进展[J]. 药物分析杂志, 2008, 28(4): 647. HU CQ, FENG YC, XUE J, et al. Consideration and science development of the fast drug analysis system[J]. Chin J Pharm Anal, 2008, 28(4): 647. |
| [5] |
陈贵斌, 陶巧凤, 洪利娅, 等. 辛伐他汀片近红外漫反射光谱定量分析模型的建立[J]. 药物分析杂志, 2009, 29(6): 989. CHEN GB, TAO QF, HONG LY, et al. Development of quantitative models for determination of simvastatin tablets using near infrared diffuse reflectance spectroscopy[J]. Chin J Pharm Anal, 2009, 29(6): 989. |
| [6] |
尼珍, 胡昌勤, 冯芳. 近红外光谱法快速分析注射用头孢呋辛钠的含量[J]. 中国药学杂志, 2008, 43(2): 138. NI Z, HU CQ, FENG F. Development of a NIR method for Rap id determination of cefuroxime sodium for injection[J]. Chin Pharm J, 2008, 43(2): 138. |
| [7] |
邵晟宇, 张琳, 曹丙庆, 等. 便携式拉曼光谱仪的应用研究现状及展望[J]. 现代科学仪器, 2013(1): 28. SHAO SY, ZHANG L, CAO BQ, et al. Present situation and prospect of application research on portable Raman spectroscopy scanner[J]. Mod Sci Instrum, 2013(1): 28. |
| [8] |
阮健, 于海洲. 拉曼光谱快速检测对乙酰氨基酚注射液[J]. 药物分析杂志, 2014, 34(5): 943. RUAN J, YU HZ. Rapid identification and determination of paracetamol injection by Raman spectroscopy[J]. Chin J Pharm Anal, 2014, 34(5): 943. |
| [9] |
赖源发, 胡佳, 林丽丽, 等. 拉曼光谱法快速测定盐酸异丙嗪注射液的含量[J]. 中国医院药学杂志, 2015, 35(7): 612. LAI YF, HU J, LIN LL, et al. Rapid content determination of promethazine hydrochlorine injection by Raman spectroscopy[J]. Chin Hosp Pharm J, 2015, 35(7): 612. |
| [10] |
姚丹丹, 张锐, 石蓓佳, 等. 拉曼光谱法测定氯磷酸二钠注射液的含量[J]. 药物分析杂志, 2014, 34(2): 364. YAO DD, ZHANG R, SHI BJ, et al. Quantitative determination of clodronate disodium injection by Raman spectroscopy[J]. Chin J Pharm Anal, 2014, 34(2): 364. |
| [11] |
张雁, 尹利辉, 冯芳. 拉曼光谱分析法的应用介绍[J]. 药物分析杂志, 2009, 28(7): 1236. ZHANG Y, YIN LH, FENG F. Introduction for the application of Raman scattering method[J]. Chin J Pharm Anal, 2009, 28(7): 1236. |
| [12] |
王玮, 蔡源源, 曹倩, 等. 拉曼光谱在药学中的应用[J]. 河南大学学报(医学版), 2012, 31(2): 142. WANG W, CAI YY, CAO Q, et al. Application of Raman spectroscopy in the pharmaceutical[J]. J Henan Univ(Med Sci), 2012, 31(2): 142. |
| [13] |
曾焕俊, 韩莹, 李莹, 等. 注射液拉曼光谱图谱制备及影响因素研究[J]. 今日药学, 2011, 21(3): 170. ZENG HJ, HAN Y, LI Y, et al. Preparation of Raman spectra for injections and study on its influencing factors[J]. Pharm Today, 2011, 21(3): 170. |
| [14] |
赵瑜, 冯雪, 尹利辉. 拉曼无损测试对沙星类液体制剂光稳定性的影响考察[J]. 药物分析杂志, 2014, 34(4): 702. ZHAO Y, FENG X, YIN LH. Study on the influence of non-invasive Raman measurement on light stability of gatifloxacin liquid preparation[J]. Chin J Pharm Anal, 2014, 34(4): 702. |