ПРИМЕНЕНИЕ БИК-СПЕКТРОСКОПИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ, КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА ЛС И ВЫЯВЛЕНИИ НЕДОБРОКАЧЕСТВЕННЫХ И ФАЛЬСИФИЦИРОВАННЫХ ЛС Пиневич Юлия ФФМ МГУ 5 курс Электромагнитный спектр INFRARED X-RAY 0,2 nm ULTRA-VIOLET 2 nm VISIBLE 400-800 nm NEAR MICROVAWE 3 mm-20 cm MID FAR Диапазон длин волн от 780 до 2500 нм Частота колебаний от 12000 до 4000 см-1 RADIO 10 m-30 Km БИК спектрометрия позволяет проводить качественную и количественную оценку химических, физических и физико-химических характеристик: – установление подлинности; – определение содержания действующего вещества в ЛС – содержание воды и органических растворителей; – гидроксильное и йодное число, степень гидроксилирования; – кристаллическую форму и степень кристалличности; – полиморфную форму или псевдополиморфную форму; – дисперсность частиц; – позволяет обнаружить различия между препаратами-дженериками или отдельными производственными сериями ЛП. equilibrium bond length stretched compressed Молекула Степеней свободы Не линейная Линейная 3N -6 3N- 5 БИК-спектры отражают обертоны основных колебательных частот связей C-H, N-H, O-H и S-H и их комбинации (комбинационные полосы). С увеличение обертона интенсивность ослабевает. R-H – самые значительные обертоны (большой дипольный момент) O-H, N-H, C-H, S-H – сильная абсорбция H2 – нет дипольного момента, нет абсорбции Вероятность переходов-обертонов и интенсивность соответствующих полос понижается примерно на 1-2 порядка на каждый шаг от фундаментального колебания. Наложение обертонов и составных сигналов приводит к уменьшению структурной селективности БИК-спектров. n = 1 – фундаментальный переход. n = 2, 3, .... Первый, второй и т.д. обертон. Оптическое волокно Мощность компьютеров Для большинства материалов в БИК-диапазоне сравнительно низкий коэффициент поглощения Хемометрические методы Повышенный интерес Преимущества метода: Быстрота (5—10 сек), Простота, Отсутствие предварительной подготовки образца, Объективность и воспроизводимость получаемых результатов, Неразрушающий характер анализа (без предварительного разрушения (растворения, концентрирования), без вскрытия упаковки ЛП), Одновременная оценка нескольких параметров, Возможность проведение дистанционного контроля. Дисперсность Маленький размер частиц Большой размер частиц Больше угасание, меньше пропускание Больше угасание, меньше пропускание Totally non-invasive analysis of blood glucose by NIR Недостатки - Комбинационные линии сложно анализировать - Очень тонкая грань различий в спектрах - Необходима калибровка Сложность различия Способы измерения – измерение пропускания (или поглощения); – измерение излучения, отраженного или рассеянного от образца. Измерение пропускания. T I I0 I 1 A log 10 (T ) log 10 log 10 0 . T I Диффузное отражение. измеряют коэффициент отражения (R), представляющий отношение интенсивности света, отраженного от образца (I), к интенсивности света, отраженного от фона (Ir) или обратную логарифмическую величину этого отношения (АR): R I Ir I 1 AR lg lg r I R Пропускание-отражение. комбинация пропускания и отражения благодаря специальной конструкции кювет и датчиков, в которых излучение дважды проходит через образец, что позволяет анализировать образцы с низкой поглощающей и рассеивающей способностью. Коэффициент двойного пропускания (Т*): T* I IT 1 A* lg * T NIR отражение NIR пропускание поглощение Детектор Детектор Факторы, влияющие на результаты измерений Температура образца. Влага и остаточные количества растворителей. Толщина образца Оптические свойства образца. Полиморфизм. Возраст образцов. Калибровка y = Xb + f свойство свойство смещение Концентрация a угол наклона Калибровка Большинство методов - для калибровки мультивариативных образцов. Абсорбция связана с концентрацией и физическими свойствами аналита. Метод наименьших квадратов, применяемый в большинстве случаев, не подходит. Показания образцов Референсное значение O-H обертон O-H комбинационная полоса 21 ПЛС Из-за сильного перекрывания полос поглощения, количественный анализ проводят преимущественно хемометрическими алгоритмами, например такими, как метод проекций на латентные структуры (ПЛС), метод регрессии на главные компоненты (РГК). Устройство БИК-спектрометров: – источник излучения (кварцевая лампа); – монохроматор (дифракционная решетка, призма, оптико-акустический фильтр) или интерферометра (для Фурье спектрометров); – детектор (на основе кремния, сульфида свинца, арсенида индия, арсенида индия-галлия, теллурида ртути-кадмия, дейтерированного триглицина сульфата); – устройство размещения образца и/или дистанционного оптоволоконного зонда. Спектрометры могут быть оснащены кюветным отделением, интегрирующей сферой, внешними модулями для измерения пропускания сильно рассеивающих образцов, устройствами автоматической подачи образцов, оптоволоконными зондами. Fibers in Fibers out Mirror IR Source IR Energy Sample Delivery Fiber Bundle Collection Fiber Bundle Reflected IR Energy Detector Спасибо за внимание! Соединения с C-H или C=H связями 1.5 1st overtone Combination Absorbance Units 1.0 Hexane 0.5 2nd overtone 0.0 Benzene 10000 9000 8000 Wavenumber cm-1 7000 6000 29 Соединения с O-H или N-H связями 1.5 O-H 1st overtone Absorbance Units 1.0 Isopropanol 0.5 N-H 1st overtone 0.0 Ethylamine (in water) 10000 9000 8000 Wavenumber cm-1 7000 6000 30 Dispersive Diode Array Fourier Transform HCl = электрон Xray UV,VIS H Cl NIR,IR Gamma ray UV,VIS H2O Absorbance 1.5 1 0.5 visible 0 400 600 800 near infrared 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Wavelength
