作者：戴xl 时间：2024-10-25
高光谱成像技术是检测药物中活性成分浓度和分布以及药用辅料混合均匀性的强大工具。HySpex SWIR384高光谱相机凭借其高光谱分辨率和优秀的性能，在药物生产过程和最终产品控制中发挥着关键作用，能够精准测量药物成分的浓度和分布，保障药品质量，为药物质量控制提供了创新的手段。
SWIR384产品概述
本应用使用了HySpex SWIR384高光谱相机，该相机具有高光谱分辨率特点，能够在930 - 2500 nm光谱区域工作，光谱采样为5.5 nm，拥有384个空间像素，可实现52 µm的分辨率。其图像获取速度与大多数运输和分拣系统兼容，可用于实时分析。
图1 ： HySpex SWIR384高光谱相机
技术背景
在药物生产领域，确保药物的质量和安全性至关重要。高光谱成像技术作为一种先进的检测手段，在高光谱药物浓度测量和均匀性检测方面具有独特的优势。活性成分（API）的浓度和分布以及药用辅料的混合均匀性直接影响着药物的疗效和安全性。HySpex 高光谱相机凭借其高光谱分辨率和优秀的性能，能够精准检测药物中 API 的浓度和分布，为药物生产过程和最终产品控制提供可靠的支持。
通过高光谱成像技术，可以对药物片剂和粉末进行无损监测，实时获取药物中各成分的光谱信息并进行光谱分析。这种技术能够捕捉到细微的光谱差异，从而准确判断 API 的浓度和分布情况，以及药用辅料的混合均匀程度。与传统的检测方法相比，高光谱成像技术具有更高的灵敏度和准确性，能够更有效地保障药品的质量和安全性。
在药物生产过程中，均匀混合不同化学组分是至关重要的。高光谱成像技术可以实现对混合物中各成分的空间分布进行可视化分析，帮助生产人员及时发现潜在的问题，确保药物的质量稳定性。无论是在微光学系统还是内窥镜等领域，高光谱成像技术都展现出了广阔的应用前景，为药物研发和生产提供了有力的技术支持。
实验设置
1.样品准备：
- 制备一种 API 与三种具有相似特性的不同辅料以不同比例混合的四个纯样品。
- 准备两个未知粉末混合物。
- 获取一组也含有相同成分混合物的药物片剂。
2.成像过程：
- 使用 HySpex SWIR384 高光谱相机对上述所有样品进行成像。
- 该相机在 930 - 2500 nm 光谱区域工作，光谱采样为 5.5 nm，拥有 384 个空间像素，可实现 52 µm 的分辨率。
- 相机的图像获取速度与大多数运输和分拣系统兼容，可用于实时分析。
图2 ： （a）四个纯样品（b）包含纯样本的基于漩涡的假彩色图像
数据分析
1. 光谱特征：
- 所有物质在可见光范围内看似相同，但在SWIR光谱区域显示出光谱结构。API因其独特的吸收特征特别容易区分（出于资料保密原因未显示其光谱）。
- 药用辅料之间的光谱差异较小，符合具有相似化学结构组分的预期。
- HySpex SWIR384高光谱相机能够准确捕获API的尖锐峰值，进行光谱分析后实现光谱相似辅料的一致分离。
图3 ： （a）样本的光谱分类 （b）纯辅料的特征光谱
2. 成分量化：
利用纯样品的数据创建光谱参考库，通过Prediktera的Breeze分析软件中的光谱解混功能，以光谱参考库为输入，可以量化混合物中不同组分的比例，无需全面的校准即可解决量化问题。
3. 空间分布：
通过对图像中每个像素应用光谱解混，确定纯样品和两个未知混合物中不同化学物质的空间分布。颜色编码可估计给定样品中每种物质的量以及混合物中API的量。
图4 ： 不同化学物质在纯样品和两种未知混合物中的空间分布。
4. 片剂分析：
量化模型可应用于药物片剂图像的像素级别，软件允许自动计算整个片剂以及单个半片或四分之一片的平均API浓度，有助于评估成品片剂之间和内部的均匀性，确保待分割的片剂能提供正确的剂量。
技术优势
HySpex SWIR384高光谱相机的应用使得高光谱成像技术在药物控制中具有以下优势：
1. 提供详细的浓度和分布信息，有助于确保药物质量。
2. 实现连续无损监测，与传统的随机抽样实验室分析相比更具优势。
总结
综上所述，高光谱成像技术凭借其独特的性能，特别是 HySpex SWIR384高光谱相机的出色表现，为高光谱药物浓度测量和均匀性检测提供了强有力的支持。这一技术的应用将有助于提高药物生产的质量控制水平，确保患者能够使用到安全、有效的药品。未来，我们期待高光谱成像技术在药物领域能够得到更广泛的应用和发展。
