孟 超

（浙江福瑞喜藥業(yè)有限公司，浙江紹興 312000）

1 近紅外光譜分析技術(shù)的方法學(xué)研究以及特點

近些年我國的人工智能方法發(fā)展速度不斷加快，特別是深度學(xué)習(xí)基于特征提取能夠表現(xiàn)出非常明顯的優(yōu)勢，深度學(xué)習(xí)算法在近紅外光譜數(shù)據(jù)處理過程中的應(yīng)用也非常廣泛。相關(guān)領(lǐng)域的研究人員通過對DBNRFS的應(yīng)用，針對藥品近紅外光譜展開相應(yīng)的鑒別工作，從最終的結(jié)果可以看出，其表現(xiàn)出了較為突出的學(xué)習(xí)能力。鄭年年等通過對彈性網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用來構(gòu)建近紅外光譜定量模型，在彈性網(wǎng)絡(luò)的作用下能夠?qū)崿F(xiàn)自變量數(shù)目的一定程度壓縮，同時確定其中對相應(yīng)變量產(chǎn)生影響較大的自變量，在此基礎(chǔ)上完成了分析模型的建立，對此分析模型的總體情況來看，其具備的預(yù)測精度較為突出。現(xiàn)階段已經(jīng)有許多領(lǐng)域完成了近紅外光譜數(shù)據(jù)庫的建立，人們在光譜庫檢索算法方面給予的關(guān)注程度也越來越高，此方法的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在信息直觀以及操作簡單等，實際應(yīng)用中能夠獲取較為優(yōu)異的成果。

近紅外光譜分析技術(shù)的特點主要包括以下幾個方面：①測試速度相對較快，能夠很大程度減短測試化肥的時間。因為實際開展的光譜測量工作整個過程通常需要花費不到1min的時間，利用所建立的校正模型能夠以更高的效率檢測樣品自身的組成以及樣品自身性質(zhì)等信息。②分析效率高。將以此光譜測量與完成建立的校正模型結(jié)合在一起，能夠針對目標樣品涉及的組成以及性質(zhì)等多方面信息共同進行測定。③分析投入的成本相對較低。在實際應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)期間不會對樣品產(chǎn)生任何的消耗，只會涉及一點點的消耗，將其和普通的標準以及應(yīng)用的參考方法展開相應(yīng)的比較，能夠很大程度節(jié)約測試投入的成本。④測試重現(xiàn)性好。因為光譜測量在穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢表現(xiàn)較為突出，因此其在開展測試過程中不容易受到人為因素產(chǎn)生的影響，將其和標準的參考方法展開相應(yīng)的比較，近紅外光譜技術(shù)往往能夠表現(xiàn)出良好的重現(xiàn)性。⑤針對目標樣品開展的測量工作通常不需要對樣品展開任何的預(yù)處理，光譜測量工作更加簡單和容易，利用合理的測樣器件便能夠有效地針對多種物態(tài)的樣品展開測量，例如液體以及固體等。⑥可以更方便快捷地進行在線分析?；诠饫w的近紅外光譜有著非常優(yōu)異的傳輸特性，在光纖的支持下不需要深入采樣現(xiàn)場，便能夠使相關(guān)的光譜信號有效地傳輸給儀器，通過應(yīng)用所建立的模型展開相應(yīng)的計算工作，便能夠直接將目標樣品的具體組成以及樣品性質(zhì)等信息結(jié)果展現(xiàn)出來。⑦實現(xiàn)無損分析。在實際的光譜測量期間不會對樣品產(chǎn)生任何的消耗，樣品自身也不容易受到外界環(huán)境以及內(nèi)部相關(guān)因素的影響。

近紅外光譜在發(fā)揮其優(yōu)勢的同時，同樣也存在相應(yīng)的不足之處，實際當(dāng)中的應(yīng)用具有一定的局限性。①近紅外光區(qū)通常為多個振動譜代藏于一個寬峰以及重疊峰的下方，此種現(xiàn)狀的存在導(dǎo)致大部分的近紅外光譜自身具備的信息特征與中紅外光譜存在相應(yīng)的差異，此時要想能夠使近紅外光譜帶的歸屬精確化存在較大的難度，對于任何的近紅外光譜帶來說，其都有一定概率為多個基頻的倍頻與合頻帶之間的組合，基于無銳峰以及基線分離的譜峰，絕大多數(shù)都為重疊譜峰以及肩峰；②對近紅外譜帶位置變化方面產(chǎn)生影響的因素也多種多樣，包括氫鍵、溶液稀釋以及溫度升高等，此方面因素的影響都有可能造成譜帶的移動。③近紅外快速檢測技術(shù)在實際當(dāng)中的應(yīng)用具有一定的間接性，測定工作開展的準確程度會受到標準方法提供數(shù)據(jù)和基于化學(xué)計量學(xué)建立數(shù)學(xué)模型兩方面因素的影響。

所以，實際當(dāng)中在開展定量以及定性分析工作的過程中，對于近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用，需要針對樣品做好全譜掃描以及寬波段掃描工作，這便會導(dǎo)致計算工作量大增加，而通過對現(xiàn)代化先進計算機技術(shù)以及化學(xué)計量學(xué)的合理化選擇以及應(yīng)用，便能夠有效提高樣品識別的效果。

2 近紅外光譜分析技術(shù)在藥品快速檢測中的應(yīng)用

當(dāng)前階段已經(jīng)擁有較多的文獻針對近紅外光譜分析技術(shù)進行說明以及介紹，同時也包含了對近紅外光譜分析技術(shù)在多個方面的應(yīng)用。除此之外，近紅外光譜分析技術(shù)同樣能夠在藥品的分析以及檢測方面發(fā)揮非常重要的作用。

2.1 定性鑒別

近年來，近紅外光譜技術(shù)定性分析在藥學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展態(tài)勢，此項技術(shù)在藥品的定性鑒別方面能夠發(fā)揮非常顯著的作用，當(dāng)下很大一部分的藥物都能夠通過近紅外光譜分析技術(shù)的應(yīng)用展開鑒別；楊純等通過對近紅外反射光譜法的應(yīng)用針對多種抗生素和中間體鑒別方法展開了深入的分析和探索，從最終獲取的結(jié)果了解到，對此項技術(shù)的應(yīng)用不需要對樣品做出任何的預(yù)處理工作，只需要對玻璃瓶中的樣品直接進行掃描，便能夠?qū)崿F(xiàn)對藥品的準確鑒別。

相關(guān)研究者從多個渠道收集了阿膠，在這當(dāng)中包含了真品阿膠8個和偽品阿膠6個，在此基礎(chǔ)上針對阿膠的紅外漫反射光譜開展采集工作，通過應(yīng)用多重散射校正以及小波變換完成光譜的預(yù)處理工作之后，采用相似度匹配以及馬氏距離方法完成了質(zhì)量鑒別模型的構(gòu)建，通過對兩種模式識別方法的應(yīng)用都可以對阿膠的真?zhèn)握归_有效的鑒別，最終鑒別結(jié)果的準確性也能夠得到有效的保障。張中湖等針對目標樣品的近紅外漫反射光譜給予收集，對其開展褶合變換、可視化指紋圖譜以及相似系數(shù)分析之后，將相似系數(shù)作為主要依據(jù)便能夠?qū)崿F(xiàn)對不同廠家甲硝唑片的有效鑒別。潘穎等采用不打開藥物包裝瓶的方式，針對來自多個廠家以及多個批次的樣品進行了三次的近紅外漫反射光譜的采集工作，同時利用這當(dāng)中含有的120條光譜，使其能夠組成校正集，其作用主要表現(xiàn)在能夠促進判別分析模型的建立，而另外的63條光譜便形成驗證集，其作用主要表現(xiàn)在對模型的判別效果以及判別的準確性進行評估，此環(huán)節(jié)形成的判別模型能夠針對來源于多個廠家的注射用頭孢他啶開展相應(yīng)的無損檢測以及鑒別工作。

對于當(dāng)前階段的中藥領(lǐng)域來說，對于近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用更加方便快捷，并且效率更高。范積平等通過對近紅外漫反射光譜的應(yīng)用針對多個產(chǎn)地的大黃藥材開展相應(yīng)的鑒別工作，成了大黃藥材鑒別的新手段，采用了OPUS軟件具備的聚類 分析組件以及應(yīng)用學(xué)院所研發(fā)出的近紅外光譜，信息可視化以及相似系數(shù)分析軟件開展藥材的鑒別工作，最終獲取的鑒別分析結(jié)果和通常的形態(tài)分類學(xué)鑒別方法是相同的。除以上所說之外，肖杰等展開了聚類分析和褶合光譜相似度的計算工作，能夠針對板藍根、紅花以及魚腥草等開展有效的鑒別工作。

2.2 定量分析

就當(dāng)前階段的實際情況來看，近紅外光譜分析技術(shù)在藥物定量分析方面的發(fā)展速度不斷加快，此項技術(shù)在實際當(dāng)中的應(yīng)用需要建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，針對此數(shù)學(xué)模型具備的穩(wěn)定性進行檢驗并且采取針對性措施使其穩(wěn)定性得到更進一步的提高，然后將數(shù)學(xué)模型應(yīng)用到實際中，通過對未知樣品近紅外光譜的合理有效應(yīng)用針對未知樣品的含量開展相應(yīng)的測量 工作。

偏最小二乘法為當(dāng)前階段應(yīng)用較為廣泛的一種近紅外定量分析方法，田潔等將多個廠家生產(chǎn)的羅紅霉素片作為研究對象，通過對光纖探頭的應(yīng)用針對近紅外漫反射光譜展開有效的測量；要求針對定量模型進行相應(yīng)的預(yù)處理工作，采用的方式為一階導(dǎo)數(shù)和矢量的歸一化，采用的回歸方式就是通過對偏最小二乘法的應(yīng)用完成羅紅霉素片含量近紅外光譜分析方法的建立。趙文萃等在偏最小二乘法與近紅外漫反射光譜法的結(jié)合方面展開了深入的探究，在此基礎(chǔ)上嘗試著通過應(yīng)用此手段對西咪替丁片劑藥品開展無損非破壞定量的分析工作。唐海霞等通過對HPLC方法的應(yīng)用獲取了相應(yīng)的結(jié)果，將最終結(jié)果作為依據(jù)進行參比，通過對偏最小二乘回歸法的應(yīng)用完成了2組分含量間定量校正模型以及一階導(dǎo)數(shù)光譜的建立，通過對其的應(yīng)用便能夠針對酚咖片中乙酰氨基酚以及其中含有的咖啡因數(shù)量進行測定。孫美玲等通過對偏最小二乘法的應(yīng)用達到了“數(shù)學(xué)分離”的效果，實現(xiàn)了對克拉霉素含量的有效測定。

現(xiàn)階段相關(guān)領(lǐng)域的研究人員在近紅外光譜技術(shù)和處理非線性體系的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的結(jié)合方面展開了更為深入的探索。湯彥豐等嘗試了近紅外光譜與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的有效結(jié)合，在此基礎(chǔ)上針對52種正品以及非正品大黃開展了相應(yīng)的鑒別工作，最終的實踐結(jié)果表明，此方法應(yīng)用的正確率達到了95%，同時測定的速度更快，不具備破壞性。其次，通過對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近紅外光譜一階微分光譜的應(yīng)用，針對冬蟲夏草當(dāng)中含有的甘露醇以及氨基酸進行檢測，此種方法具備的有效性是非?？捎^的，是非常實用的一種非線性校正方法，是當(dāng)前階段近紅外光譜快速測定重要組分含量的重要途徑。倪力軍等通過對近紅外光譜技術(shù)以及相應(yīng)化學(xué)計量方式的應(yīng)用，構(gòu)建了相應(yīng)的樣品近紅外光譜與冰片濃度之間定量模型的構(gòu)建，通過對此模型的應(yīng)用能夠有效提高冰片釋放量測定工作開展的效率。

2.3 在線檢測和質(zhì)量控制

當(dāng)前階段的近紅外光譜分析技術(shù)無論是在質(zhì)量控制方面還是在線檢測方面的應(yīng)用都非常常見，因為水分子基于近紅區(qū)擁有具有一部分合頻吸收帶，具有較強的特征性，然而另外相應(yīng)分子的倍頻以及合頻吸收要更加弱一些，此種狀況的存在有效提高了近紅外光譜針對藥物當(dāng)中水分含量測量的方便性以及快捷性。黃英華等通過對近紅外反射光譜技術(shù)的應(yīng)用，針對注射用奧美拉唑鈉中的水分含量開展相應(yīng)的測定工作。逯家輝等通過對近紅外漫反射光譜技術(shù)的應(yīng)用，針對異福片當(dāng)中含有利福平以及異煙肼含量開展相應(yīng)的測量工作，獲取了較為良好的測定成果。沈漪等通過對近紅外光譜分析技術(shù)的應(yīng)用，針對多個廠家以及多批阿莫西林膠囊開展定性以及定量的分析工作，所應(yīng)用的方法更加方便快捷，最終獲取的測定結(jié)果具有足夠的準確性以及可靠性，無須開展任何的預(yù)處理工作，因此此種方法比較適宜進行大力推廣，使其能夠廣泛地應(yīng)用在樣品工業(yè)現(xiàn)場的原位以及在線檢測工作中。

現(xiàn)階段近紅外漫反射光譜技術(shù)的發(fā)展速度一直在不斷加快，將此項技術(shù)合理地應(yīng)用到藥品無損分析過程中能夠發(fā)揮良好的效果，國內(nèi)外的大量文獻在此方面皆有說明。近紅外漫反射光譜技術(shù)在藥品生產(chǎn)工作開展期間的在線檢測方面得到了廣泛的應(yīng)用，通過應(yīng)用此項技術(shù)具備的非破壞性優(yōu)勢，能夠高效地對藥品中含有的活性成分和有效成分含量給予檢測，最終能夠獲取良好的檢測成果。

3 結(jié)束語

光纖技術(shù)在實際當(dāng)中應(yīng)用的優(yōu)勢表現(xiàn)在可以進行長距離傳輸，在電磁干擾方面不具備敏感性，將近紅外光譜技術(shù)和光纖技術(shù)有效結(jié)合在一起進行應(yīng)用，在光纖探頭的支持下，能夠更加快捷地開展無損定位分析工作，同時也能夠開展體內(nèi)分析，實現(xiàn)光譜儀器從最初的實驗室轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場，針對存在危險性的現(xiàn)場環(huán)境能夠進行在線采樣分析。將紅外光譜技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機結(jié)合在一起，有利于實現(xiàn)近紅外測試技術(shù)測試工作效率以及其適用性的更進一步提高，能夠為此項工作實現(xiàn)遠程在線分析奠定堅實的基礎(chǔ)，使此項工作更加方便快捷。

針對近紅外光譜技術(shù)來說，其優(yōu)勢通常表現(xiàn)在操作簡便、效率高并且能夠同時開展樣品多種成分的檢測工作，更重要的是其具備在線分析的優(yōu)勢，在后續(xù)具有非常光明的發(fā)展前景，受到了社會各界的廣泛關(guān)注。近年來我國的計算機技術(shù)呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展態(tài)勢，基于此種背景下的軟件更新速度也在不斷加快，近紅外光譜技術(shù)的測定精度也獲得了極大的提升，在后續(xù)此項技術(shù)很有可能會滲透到更多的領(lǐng)域以及行業(yè)當(dāng)中，充分發(fā)揮自身的作用。除以上所述之外，快速無損分析也是后續(xù)的重要發(fā)展方向，相信近紅外光譜技術(shù)經(jīng)過一段時期的發(fā)展之后，能夠在我國乃至全世界的藥品檢測領(lǐng)域當(dāng)中得到更為廣泛的 應(yīng)用。