雖然近紅外(NIR)光譜不是一種特別靈敏的分析技術(shù)，但是它幾乎不需要樣品制備即可實(shí)現(xiàn)測(cè)定的特性，使其非常適合應(yīng)用于過(guò)程監(jiān)控、材料科學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。我們就NIR光譜當(dāng)前的應(yīng)用、新興的應(yīng)用領(lǐng)域及其在新的應(yīng)用領(lǐng)域所面臨的挑戰(zhàn)等問(wèn)題，采訪了一個(gè)專(zhuān)家小組。
“NIR光譜起源于20世紀(jì)60年代Karl Norris的科研工作中，Karl Norris主要從事的是農(nóng)業(yè)研究工作，” Pierre Dardenne說(shuō)道——他是瓦隆農(nóng)業(yè)研究中心的部門(mén)負(fù)責(zé)人，該研究中心隸屬于比利時(shí)瓦隆地區(qū)政府?！拔蚁嘈?，農(nóng)業(yè)仍然是NIR光譜技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，特別是對(duì)動(dòng)物飼料成分的檢測(cè)，”他補(bǔ)充說(shuō)。
Glaxo Smith Kline公司首席科學(xué)家Benoit Igne認(rèn)為：“農(nóng)業(yè)包括農(nóng)作物、動(dòng)物、森林、土壤等，都是NIR光譜最重要的應(yīng)用領(lǐng)域”。
專(zhuān)家小組的所有成員一致認(rèn)為：醫(yī)藥行業(yè)是當(dāng)前NIR光譜另一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。
“對(duì)于醫(yī)藥制造領(lǐng)域，制藥企業(yè)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)已經(jīng)從連續(xù)性生產(chǎn)解決方案中獲得了巨大的利益，”Bristol-Myers Squibb公司的高級(jí)首席科學(xué)家Gary McGeorge說(shuō)，“這種生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變需要持續(xù)的工藝驗(yàn)證，以確保系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，并提供質(zhì)量合格的產(chǎn)品?！盡cGeorge進(jìn)一步指出：“如果沒(méi)有無(wú)創(chuàng)傷性傳感器，如將NIR光譜嵌入在每個(gè)單元操作，以確保藥物配方的均勻性，這種生產(chǎn)轉(zhuǎn)變不會(huì)如此迅速地發(fā)生”。
Igne曾經(jīng)不怎么看好NIR光譜在制藥工業(yè)中的應(yīng)用，但是他說(shuō)：“相較之使用NIR光譜法，去重新建立一種非NIR光譜的分析方法要負(fù)擔(dān)非常昂貴的費(fèi)用，而真正減輕費(fèi)用的方法應(yīng)該是，將NIR嵌入在制造過(guò)程中，類(lèi)似于溫度或壓力傳感器一樣?！?br /> McGeorge指出：最大的挑戰(zhàn)是在全球的監(jiān)管環(huán)境下去試圖設(shè)計(jì)統(tǒng)一光譜解決方案，因?yàn)槊總€(gè)國(guó)家或每個(gè)地區(qū)都有自己的需求。
“目前，這些要求不明確，每名操作者或者衛(wèi)生部門(mén)只能通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)，對(duì)于此類(lèi)應(yīng)用，我們根本沒(méi)有明確的監(jiān)管路線圖?！辈贿^(guò)，他認(rèn)為現(xiàn)今仍然取得了一定的進(jìn)展。
“但這可能要根據(jù)EMA發(fā)布的在制藥工業(yè)中應(yīng)用NIR光譜的最終準(zhǔn)則，及當(dāng)期FDA提出的指導(dǎo)意見(jiàn)草案而發(fā)生改變，”他說(shuō)。
此外，ASTM E55委員會(huì)正在致力于制定醫(yī)藥制造各個(gè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，包括使用嵌入、聯(lián)機(jī)和在線光譜。“通過(guò)所有這些努力，NIR光譜的應(yīng)用前景就變得更清晰了，也比早先的各種嘗試來(lái)得更容易，”他說(shuō)?！?br /> 專(zhuān)家們所謂的生物醫(yī)學(xué)分析領(lǐng)域明顯將是NIR光譜應(yīng)用的新興領(lǐng)域。
“大多數(shù)關(guān)于NIR光譜的理論工作(包括吸收和散射分離)已在生物醫(yī)學(xué)分析中得以應(yīng)用，這大大地提高了我們檢測(cè)和監(jiān)測(cè)腫瘤、控制血糖等的能力，”Igne說(shuō)?！癗IR光譜可以走出實(shí)驗(yàn)室到臨床使用，這對(duì)患者來(lái)說(shuō)是顯著的改善”。
Dardenne指出：隨著NIR光譜在生物醫(yī)學(xué)分析領(lǐng)域應(yīng)用的增長(zhǎng)，相應(yīng)而生的驗(yàn)證方法必須是嚴(yán)格的，因?yàn)橐粋€(gè)錯(cuò)誤就會(huì)引起非?？膳碌暮蠊?。
“先進(jìn)的取樣和制樣技術(shù)，使NIR光譜在以往所有的應(yīng)用領(lǐng)域都變得更加有效，而且將更有利于NIR在新的領(lǐng)域中得以更好的應(yīng)用，”Igne說(shuō)。他認(rèn)為，隨著對(duì)NIR技術(shù)基本理論的理解，該技術(shù)的應(yīng)用已達(dá)到了成熟的狀態(tài)，但挑戰(zhàn)依然存在，“NIR在保證信號(hào)質(zhì)量和樣品最相關(guān)信息的收集方面仍然存在一定的困難”。（轉(zhuǎn)自?xún)x器信息網(wǎng)）
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