張中湖 畢寶華 陸 峰 陳曉媛*

（1.山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院，濟(jì)南 250101；2.濟(jì)南三興藥業(yè)有限公司，濟(jì)南 250000；3.海軍軍醫(yī)大學(xué)，上海 200433）

藥品追溯體系的完善，是保障藥品質(zhì)量、保護(hù)藥品安全的重要手段。2016年，國(guó)家食品藥品監(jiān)督總局宣布暫停藥品電子監(jiān)管碼后，如何完善現(xiàn)有的藥品追溯體系成為熱點(diǎn)。藥品生產(chǎn)過(guò)程中的物料管理既是生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容，又與物料管理密切相關(guān)，是企業(yè)生產(chǎn)管理部門和物料管理部門職責(zé)的交匯點(diǎn)，是藥品生產(chǎn)過(guò)程控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一［1］。

拉曼指紋光譜分析技術(shù)基于印度科學(xué)家C.V.拉曼（Raman）所發(fā)現(xiàn)的拉曼散射效應(yīng)，該效應(yīng)準(zhǔn)確表征物質(zhì)分子振動(dòng)、分子轉(zhuǎn)動(dòng)信息，從分子水平實(shí)現(xiàn)被測(cè)物質(zhì)化學(xué)成分判定。拉曼光譜法在藥物分析中的重要作用被越來(lái)越多藥學(xué)工作者所認(rèn)可，常見(jiàn)有藥物定性分析［2］、注射液快速鑒別［3，4］、藥物晶型分析［5］、假藥仿冒藥快速篩查［6，7］以及非法添加研究［8，9］，但是對(duì)物料質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

本文基于拉曼光譜法研究開(kāi)發(fā)了一種藥品制劑企業(yè)物料快速識(shí)別評(píng)價(jià)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)原輔料進(jìn)場(chǎng)、車間投料、轉(zhuǎn)移等“包裝覆蓋式”檢驗(yàn)，對(duì)企業(yè)車間物料的快速識(shí)別和檢測(cè)，以期建立健全藥品生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量保證體系，物料管理系統(tǒng)自檢。

1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

MASR物料快速識(shí)別評(píng)價(jià)系統(tǒng)是一種利用藥品本身拉曼光譜這一內(nèi)在信息，準(zhǔn)確快速的對(duì)藥品進(jìn)行定性并分析的系統(tǒng)，是基于藥品內(nèi)源性信息依賴型的藥品追溯體系，它包括一個(gè)帶有檢測(cè)頭的手持式監(jiān)管物項(xiàng)識(shí)別儀、一個(gè)客戶端、若干數(shù)據(jù)庫(kù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。

手持式監(jiān)管物項(xiàng)識(shí)別儀是一款用于藥品制劑企業(yè)物料快速識(shí)別的分析儀器，該儀器基于激光拉曼指紋光譜分析技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)核查技術(shù)，不直接接觸被測(cè)物質(zhì)，幾秒鐘快速識(shí)別藥品制劑企業(yè)物料，可與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)，可通過(guò)無(wú)線方式與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)比對(duì)，實(shí)現(xiàn)藥品制劑企業(yè)物料快速識(shí)別。

1.1 硬件界面

圖1為手持式監(jiān)管物項(xiàng)識(shí)別儀的實(shí)機(jī)外觀圖，各部分定義如圖所示。

圖1 手持式監(jiān)管物項(xiàng)識(shí)別儀的實(shí)機(jī)外觀圖

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

手持式監(jiān)管物項(xiàng)識(shí)別儀激光光源為785 nm紅外光源，安全無(wú)輻射，由于拉曼光譜指紋特異性好，每種分子都有獨(dú)特的拉曼光譜，因此可以對(duì)物料實(shí)現(xiàn)無(wú)損、快速、準(zhǔn)確的識(shí)別和評(píng)價(jià)。設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 手持式監(jiān)管物項(xiàng)識(shí)別儀的技術(shù)特點(diǎn)

1.3 技術(shù)參數(shù)

光譜強(qiáng)度對(duì)于拉曼光譜法進(jìn)行定性、定量分析來(lái)講至關(guān)重要，而提高拉曼光譜強(qiáng)度主要是通過(guò)各種測(cè)試條件的優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這也是定量分析過(guò)程中最為關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題［10］。為保證定量分析的數(shù)據(jù)具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，手持式監(jiān)管物項(xiàng)識(shí)別儀設(shè)定了以下技術(shù)參數(shù)（表2）。

表2 手持式監(jiān)管物項(xiàng)識(shí)別儀的技術(shù)參數(shù)

2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

MASR系統(tǒng)包括通訊連接的手持式拉曼物項(xiàng)識(shí)別儀檢測(cè)系統(tǒng)、PC管理端、若干數(shù)據(jù)庫(kù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。

2.1 手持式拉曼物項(xiàng)識(shí)別儀檢測(cè)系統(tǒng)

手持式拉曼物項(xiàng)識(shí)別儀檢測(cè)系統(tǒng)包括手持端登錄模塊、建庫(kù)模塊、快檢模塊、查詢模塊以及設(shè)置模塊。登錄模塊用于用戶在手持端的登錄；建庫(kù)模塊用于藥用原輔料基本信息的錄入，藥用原輔料標(biāo)準(zhǔn)拉曼光譜的采集并上傳至管理端以便在管理端完成標(biāo)準(zhǔn)拉曼光譜庫(kù)的構(gòu)建；快檢模塊用于獲取管理端下達(dá)的檢測(cè)任務(wù)，根據(jù)檢測(cè)任務(wù)完成待檢藥用原輔料基本信息的錄入、待檢藥用原輔料拉曼光譜信息的采集并上傳至管理端。手持式拉曼物項(xiàng)識(shí)別儀檢測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 手持式拉曼物項(xiàng)識(shí)別儀檢測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.1.1 建庫(kù)

根據(jù)藥用原輔料的包裝信息，填寫對(duì)應(yīng)的企業(yè)名稱、物料名稱、物料屬性（原料，輔料）、供應(yīng)商信息、批號(hào)等，采集時(shí)間會(huì)在光譜采集完成后自動(dòng)填充，采集完光譜后上傳至網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心（物料識(shí)別系統(tǒng)）進(jìn)行建庫(kù)。

2.1.2 快檢

根據(jù)藥用原輔料的包裝信息，填寫對(duì)應(yīng)的企業(yè)名稱、物料名稱、劑型、批號(hào)、物料進(jìn)貨年月、物料所在車間、總包數(shù)、任務(wù)編號(hào)等，采集時(shí)間會(huì)在光譜采集完成后自動(dòng)填充，采集完光譜后上傳至網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心（物料識(shí)別系統(tǒng)）進(jìn)行快檢判別。

2.1.3 查詢

輸入原輔料的物料名稱和批號(hào)信息完后，可查詢到對(duì)應(yīng)的企業(yè)名稱、物料名稱、劑型、年/月、包裝總數(shù)、檢測(cè)結(jié)果。

2.1.4 設(shè)置

用于檢測(cè)參數(shù)的設(shè)置，檢測(cè)參數(shù)包括激光功率、激光波長(zhǎng)、采集次數(shù)、波長(zhǎng)范圍以及采集時(shí)間等?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置采集時(shí)的激光功率大小，采集過(guò)程的平均次數(shù)和積分時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 管理端

管理端包括管理端登錄模塊和任務(wù)管理模塊，管理端登錄模塊用于用戶在管理端的注冊(cè)和登錄，任務(wù)管理模塊用于標(biāo)準(zhǔn)拉曼光譜庫(kù)的構(gòu)建，檢測(cè)任務(wù)的新建和查詢，并將檢測(cè)任務(wù)同步至手持端，獲取手持端采集的待檢藥用原輔料的拉曼光譜信息并與標(biāo)準(zhǔn)拉曼光譜庫(kù)光譜信息進(jìn)行全譜比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果生成物料識(shí)別報(bào)告。PC管理端系統(tǒng)架構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 管理端系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.2.1 用戶管理

用于注冊(cè)用戶信息的管理、用戶密碼修改，所述用戶信息包括用戶名稱、昵稱、車間、注冊(cè)時(shí)間、聯(lián)系人、聯(lián)系電話等。

2.2.2 儀器管理和車間管理

儀器管理用于手持端檢測(cè)儀器信息的管理，所述儀器信息包括儀器型號(hào)、生產(chǎn)時(shí)間、生產(chǎn)廠家、激發(fā)波長(zhǎng)、分辨率、光譜范圍。

車間管理用于待檢藥用原輔料存放車間信息的管理。

2.3 評(píng)價(jià)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理

MASR評(píng)價(jià)系統(tǒng)物料識(shí)別報(bào)告中包括樣品光譜與參比試樣光譜，經(jīng)過(guò)比對(duì)計(jì)算得到兩組光譜相似度，將計(jì)算得到的相似度與預(yù)設(shè)閾值比較得到識(shí)別結(jié)果。

2.3.1 判定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)檢測(cè)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，選定參比試樣的平均相似度或每片（粒）相似度99%，作為判定標(biāo)準(zhǔn)，大于或等于99%的樣品，認(rèn)為合格，小于99%的樣品，認(rèn)為存在潛在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)多個(gè)參比試樣的相似度值與多個(gè)待測(cè)樣品相似度值都可以獲取時(shí)，對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行“兩組獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)”，判斷是否存在極顯著性差異、顯著性差異、無(wú)差異，本方法采用存在顯著性差異和無(wú)差異兩類判定區(qū)間。

2.3.2 算法系統(tǒng)

本方法采用了相似度、不確定度、兩組獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)3種算法，實(shí)現(xiàn)了相似度、不確定度算法電子化，相似度值通過(guò)拉曼光譜全譜比對(duì)獲取，不確定度基于相似度值計(jì)算獲取。兩組獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)SPSS軟件獲取。

2.3.3相似度計(jì)算

兩個(gè)變量之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)定義為兩個(gè)變量之間的協(xié)方差和標(biāo)準(zhǔn)差的商：

2.3.4 不確定度計(jì)算

用對(duì)觀測(cè)列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來(lái)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為不確定度A類評(píng)定；所得到的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為A類不確定度分量，用符號(hào)uA表示。它是用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表征。計(jì)算公式：

2.3.5 兩組獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)

申報(bào)批10個(gè)相似度值與市售批10個(gè)相似度值，進(jìn)行兩個(gè)獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，通過(guò)SPSS進(jìn)行判定，兩組數(shù)值是否具有顯著性差異。兩組獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)的P值，與95%置信區(qū)間（α=0.05）作為判定兩組數(shù)據(jù)是否存在顯著性差異的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，99%置信區(qū)間作為判定兩組數(shù)據(jù)是否存在極顯著性差異差異的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為有顯著性差異和無(wú)顯著性差異兩類。

3 應(yīng)用實(shí)例與分析

3.1 材料

3批次富馬酸替諾福韋二吡呋酯由齊魯制藥有限公司提供，批號(hào)分別為：210207048、210128043、210125076。

3.2 儀器與設(shè)備

藥品物料評(píng)價(jià)專用拉曼光譜儀，儀器編號(hào)：MASR3000-0001，山東省食品藥品安全檢測(cè)工程技術(shù)研究中心定制，上海如海光電科技有限公司技術(shù)支持。

3.3 測(cè)定

以管理員身份登錄藥品制劑企業(yè)物料監(jiān)管系統(tǒng)，在任務(wù)管理模塊增加任務(wù)。啟動(dòng)并登錄手持端檢測(cè)儀器，設(shè)定儀器最佳分析條件（儀器工作條件見(jiàn)表3），輸入樣品相關(guān)信息后開(kāi)始測(cè)量。

表3 手持式監(jiān)管物項(xiàng)識(shí)別儀的工作條件

3.3 結(jié)果分析

3.3.1 測(cè)定結(jié)果

經(jīng)檢測(cè)，3批次富馬酸替諾福韋二吡呋酯的拉曼光譜圖見(jiàn)圖4。

圖4 富馬酸替諾福韋二吡呋酯拉曼光譜圖

將批號(hào)為210207048的富馬酸替諾福韋二吡呋酯進(jìn)行建庫(kù)分析，其他兩批次富馬酸替諾福韋二吡呋酯進(jìn)行快檢，光譜圖分別與建庫(kù)的210207048進(jìn)行比對(duì)，對(duì)比拉曼光譜圖見(jiàn)圖5。

圖5 快檢與建庫(kù)樣品拉曼光譜對(duì)比圖

3.3.2 相似度評(píng)價(jià)

將快檢的兩批次富馬酸替諾福韋二吡呋酯樣品與建庫(kù)樣品分別進(jìn)行相似度計(jì)算，得到相應(yīng)的相似度值，結(jié)果見(jiàn)表4。由相似度值可以看出，兩批次的富馬酸替諾福韋二吡呋酯相似度均大于95%，與閾值（通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，暫定90%）相比，可以判定市售批質(zhì)量?jī)?yōu)劣快件的兩批次富馬酸替諾福韋二吡呋酯樣品與建庫(kù)的樣品無(wú)顯著差異，但是批號(hào)210125076的樣品與建庫(kù)樣品相似度優(yōu)于批號(hào)210128043的樣品。

表4 富馬酸替諾福韋二吡呋酯相似度值

4 結(jié)束語(yǔ)

基于拉曼光譜法的藥品物料質(zhì)量MASR快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)物料快速、準(zhǔn)確、無(wú)損的識(shí)別檢測(cè)，建立了企業(yè)物料管理系統(tǒng)，甚至實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管理系統(tǒng)自檢，大幅度的降低用人單位對(duì)管理人員的依賴并及時(shí)有效的管控物料檢測(cè)消耗，從而降低人力資源成本與庫(kù)存積壓成本，提高企業(yè)綜合效益與行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。目前MASR系統(tǒng)已應(yīng)用于山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司、辰欣藥業(yè)股份有限公司等山東省10余家藥品企業(yè)物料質(zhì)量管理體系，具有良好的應(yīng)用前景。