NIRS技术在中药生产中的应用及其验证方法探讨

中药生产过多地依赖经验操作,缺乏工艺参数和质量控制指标之间定量关系的研究,也缺少实时调控手段.NIRS技术因其快速无损的特点在药物过程控制与分析中起着越来越重要的作用,综述了NIRS技术在中药生产过程中的应用进展,并介绍一种以准确性轮廓为基础的全面近红外验证的方法,同时对NIRS技术在中药生产中的应用前景进行展望.     

近红外光谱技术鉴定中药的进展

作者综述了近红外光谱技术(near infrared spectoscopy,NIRS)在中药真伪优劣应用研究的现状和最新进展。一方面,NIRS以其非破坏性、快速、便捷等特点显示出在中药鉴定中应用的优势。另一方面,NIRS的实际应用也还存在样品代表性和模型的稳定性等问题。为了跟上NIRS在其他领域普及化的形势,建议对NIRS用于贵重药材和成药鉴定、中药添加西药的监测、大品种中成药从原料到最终产品生产过程的在线质量控制等给予优先关注。     

中药生产过程质量控制关键技术研究进展

中医药发展已上升到国家战略层面,在医药行业贯彻实施"中国制造2025"战略的新形势下,中药生产过程质量控制是中药工业需要加快突破的关键领域之一。对中药生产过程质量控制领域在工艺设计、分析检测、过程建模、制造装备等方面的关键共性问题进行解析,综述了中药生产过程质量控制体系中工艺过程理解、生产过程实时分析方法开发、过程控制策略建立3个方面的研究进展;并结合企业研究实践,介绍了质量源于设计(quality by design,Qb D)、过程分析技术(process analytical technology,PAT)、实验设计(design of experiment,DOE)、多变量统计分析等关键技术在上述3个研究方向中的应用进展,分析了实际工业应用的难点问题并对其应用前景进行展望,旨在为中药企业应用和提升生产过程质量控制技术提供参考。     

前馈控制技术研究进展及其在中药质控中的应用展望

前馈控制是化工领域广泛使用的过程控制方法,主要用于减少控制目标的波动,也在化学药品生产过程质量控制中得到应用。中药生产过程的前馈控制方法是指在理解物料性质、工艺参数与产品质量之间关系的基础上,建立工艺参数优化模型,根据物料性质计算合适的工艺参数,从而减少原料质量波动对产品质量的影响。主要介绍前馈控制技术的研究进展,并展望其在中药生产领域的应用前景。     

近红外光谱在线检测技术在中药领域中的应用探讨

近红外光谱(NIRS)是一种新型光学检测手段,近年来应用十分广泛。近红外光谱在线检测技术可对中药质量进行快速、在线和无损检测,已成为现代中药产业中不可或缺的重要检测手段之一。对近年来该技术在中药领域中的应用及研究进展进行综述,为其应用拓展提供参考依据。     

白芍水提过程中芍药苷含量的NIRS快速测定研究

目的:基于近红外光谱(NIRS)技术的,建立白芍提取过程的快速质量控制方法。方法:针对白芍提取过程,以HPLC测定提取液样品中芍药苷含量,同时采集其NIRS,采用偏最小二乘(PLS)回归法建立NIRS与HPLC分析值之间多元校正模型。结果:校正模型的内部交叉验证决定系数R2为99.86,内部交叉验证均方差RMSECV为0.023 9。对提取过程中的白芍样本进行预测,结果令人满意。结论:NIRS可准确预测白芍提取过程中芍药苷含量,可推广运用于中药提取过程的快速、实时质量监控。     

近红外光谱结合多变量统计过程控制(MSPC)技术在金银花提取过程在线实时监控中的应用研究

目的建立金银花提取过程多变量统计过程控制(MSPC)模型,对金银花提取过程进行在线监控。方法采用近红外光谱(NIRS)仪在线采集多批次金银花提取过程光谱数据,结合MSPC技术建立统计模型,采用主成分得分、Hotelling T2和DMod X控制图来监测投料及过程操作参数等异常波动。此外,利用过程光谱进行主成分分析(PCA),建立了金银花提取过程轨迹,反映了提取过程随时间变化的趋势。结果应用建立的MSPC模型可观测到金银花提取过程的质量变化,对正常批次的监控未出现误报,稳定性和重复性良好。3种控制图联合使用可及时准确地识别异常情况的发生。与传统的监控方法相比,该方法快速无损,且可实现在线实时监控。结论 NIRS结合MSPC技术可成功应用于金银花提取过程,对提升中药生产质量控制水平有重要的意义。     

中药生产过程的质量控制

中药生产过程的质量控制对产品质量起到至关重要的作用，因此，要实现中药生产过程的质量控制，必须根据中药本身的特点，结合临床的应用，选择先进适用的技术与装备，在生产过程中实现质量监测，应用计算机技术实现生产的自动化及生产过程的管理，将使中药质量得到显著提高，对中药制造业带来深远影响。     

中药质量源于设计方法和应用：全过程质量控制

质量控制经历了检验质量控制、统计质量控制和全面质量控制3个阶段。为实现全面质量控制,Juran提出质量源于设计(Quality by Design,QbD),将质量的概念扩展到产品质量活动的各个领域和环节。中药全过程质量控制与质量源于设计等全面质量控制理念的内涵具有内在一致性,为QbD在中药研发和生产中的应用奠定了良好基础。本文提出并阐释了中药全过程质量控制的2个维度,即从研发到生产的产品生命周期维度和从原料到产品的中药产业链维度。总结了中药全过程质量控制在中药材种植加工过程、中药制剂生产过程和中药产品流通过程的应用。     

基于质量源于设计理念的中药制剂工艺研究进展

质量源于设计（QbD）作为先进的质量控制理念,逐渐被应用于制药领域,在中药制剂工艺中也有较大的研究空间。应用QbD理念要深入辨识中药制剂产品目标,强调对生产过程的理解和质量控制。对QbD理念在中药制剂工艺中的研究应用进展进行综述,包括提取、分离纯化、干燥、制剂成型等工艺单元,分析工艺环节的关键质量属性与关键工艺参数,指导建立设计空间。此外,由于中药制剂原料来源多样、工艺复杂、生产流程长、产品质量波动大,应注重实验设计及工艺建模,对工艺放大规律进行研究,结合过程分析技术,实现全过程质量控制,从而提高生产效率,保证中药制剂安全有效。     

丹红注射液提取过程轨迹及质量在线监控研究

目的:建立丹红注射液提取过程轨迹并用于提取过程质量在线监控.方法:采用近红外(near-infrared,NIR)光谱仪在线采集过程光谱数据,结合多变量数据分析技术,建立提取过程轨迹,并采用主成分得分、Hotelling T2和DModX监控图实时监控提取过程质量.结果:应用建立的丹红注射液提取过程轨迹,能及时发现提取过程异常情况.结论:基于NIR光谱技术的过程轨迹在线质量监控方法为实现中药生产全程质量控制提供了技术.     

基于LIBS的中药质量检测技术与应用

基于中药制药生产质量管理需求,探讨了激光诱导击穿光谱（LIBS）技术在中药制药领域中的应用,分析了LIBS技术工作原理和检测技术优势,该技术具有方便,快捷,以及精度较高的检测特点。从LIBS技术特点出发,分别举例分析了该技术在中药原料质量检测、制造过程质量控制、中药产品质量控制,以及LIBS技术与其他光谱联用技术研究方面的应用情况,显示了LIBS技术与中药过程质量控制的结合潜力。中药自身复杂成分的特点限制了LIBS技术的应用。文章提出LIBS技术可以从两个方面深入研究提高技术优势,一是深入挖掘LIBS技术与化学计量学方法结合,提升检测精度,二是强化与其他光谱联用技术,降低检测误差,为该技术在中药智能制造过程质量控制的实际应用提出参考。     

人工智能视域下拉曼光谱分析技术融合深度学习算法在中药生产过程质量控制中的应用

随着我国进入5G时代,制造业的智能化转型正在不断升级,信息技术与运营技术的深度融合为中药生产的智慧化发展指明了方向。利用云平台超强的计算能力和存储能力,将拉曼光谱分析技术和深度学习等人工智能算法进行融合,能够实现中药生产全过程质量控制。首先,介绍了拉曼光谱分析技术的背景和优势、预处理方法、峰归属、特征波段提取和深度学习算法。在此基础上,对近年来拉曼光谱分析技术在中药鉴别、产地分类、含量测定、中药生产过程轨迹和终点控制中的应用进行归纳。最后,对未来拉曼光谱分析技术在中药智能制造中的应用进行展望。     

基于数据驱动的中药制药过程质量标志物（Q-Marker）监测方法研究及实践

建立符合中药特点的制药过程质量监测体系是提升中药质量水平的关键措施。中药质量标志物（quality marker,Q-Marker）创新概念的提出,为中药质量表征开辟了新模式。中药产业智能化转型中产生的工业大数据将成为企业的核心资产,对这些数据进行充分挖掘将为质量监测技术开发提供有力支撑。依托前期研究成果,提出基于数据驱动的中药制药过程Q-Marker监测方法,介绍了该方法的技术路线,包括中药Q-Marker监测指标识别,制药工业质量数据挖掘及过程分析技术体系建立3个关键步骤,并阐述了实施各步骤所涉及的关键技术。最后,以注射用益气复脉（冻干）生产过程超滤工序为例,介绍了该方法在中药工业质量监测中的具体应用,为智能化时代下,中药工业构建具有自身特色的质量控制技术提供参考。     

热毒宁注射液金银花提取过程轨迹研究

摘 要：目的：建立热毒宁注射液金银花提取过程轨迹,实现对提取过程的全程在线监控,为中药生产批次间质量控制提供参考。方法：收集多批次金银花提取过程的近红外光谱（NIRs）数据,并使用多元统计过程控制技术（MSPC）建立提取过程轨迹,实现对提取过程的全程监控。结果：建立的热毒宁注射液金银花提取过程的主成分得分,Hotelling T2和DModX轨迹图能够检测到过程的异常情况。结论：基于近红外光谱数据和MSPC技术建立的过程轨迹图可以反应中药生产的过程变化,可以用于对中药生产的全程监控。     

FDA连续制造对中药智能制造的借鉴和思考

通过了解美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration,FDA）的《连续制造的质量考虑指导原则》,结合片剂连续制造、中药智能制造的研究进展以及智能制造相关的方法进展,探索中药智能制造的分级研究思路。建议中药智能制造从3个层次进行研究：（1）中药智能制造的总体研究,从中药智能制造的全过程质量控制角度考虑其质量控制的注意事项。如生产过程的关注点、控制策略、工艺验证、扩大生产规模（如适用）、将已有生产工艺桥接到智能制造（如适用）。（2）中药智能制造的共性技术方法研究,如过程分析技术研究、数字化研究、建模研究、基于模型的实时反馈研究、自适应控制研究。（3）中药固体口服制剂智能制造的研究。     

中药制造全过程的品质传递控制与一致性评价研究进展

中药品质的一致性是保障临床疗效一致性的关键,也是保证中药安全性、可控性的前提和基础。中药制剂的品质形成过程非常复杂,涉及药材、饮片、中间体、制剂多个传递环节。将中药的高品质属性顺利传递到临床,关键在于建立中药制造各环节产品的品质一致性整体评价体系,并结合评价技术进行中药制造全过程品质传递控制。现有的中药品质一致性评价体系多以化学品质评价为主,不能全面表征中药品质,目前对于中药制造过程的控制手段也主要依靠对中间体或终端产品的离线检测,难以及时、有效地获取中药制造过程的变化。因此,以中药临床价值为导向,对中药制造全过程的品质传递控制与一致性评价研究进行综述,为保证中药产品的高品质属性与临床疗效提供参考。     

中药智能制造质量数字化研究及复方丹参滴丸实践

中国医疗健康产业将逐渐形成以消费者需求为中心的综合服务模式。面向多元化、个性化、透明化的市场升级需求,通过智能制造来实现药品供应的高质量、精准化与柔性化,是药品制造企业提升核心竞争能力的关键。依托于笔者在中药工厂实施的数个智能制造项目,该论文对中药智能制造关键技术研究以及产业应用实践进行了阐述。首先,提出了以质量数字化为核心的中药智能制造方法学,主要包括在工艺质量设计、生产过程控制、产品批次评价3个方面的数字化关键技术。接下来,介绍了中药工厂智能制造系统的架构设计,对涵盖种苗、种植、饮片、制造、仓储、质量管理环节各系统的功能模块和数据互通关系进行了说明。最后,以复方丹参滴丸生产车间为例,介绍了数字化关键技术的研究情况,以及过程检测与分析系统、数据采集与监控系统(supervisory control and data acquisition, SCADA)、制造执行系统(manufacturing execution system, MES)、数据挖掘分析系统、企业资源计划(enterprise resource planning system, ERP)等主要系统的实际运行和生产应用情况。该文旨在为中药工业实施智能制造的技术路径规划和系统架构提供参考借鉴。     

创建以过程管控为核心的中药质量控制技术体系

该文首先简述中药质量控制技术现状、瓶颈问题及严峻的挑战,提出应改变以事后检验为主要手段而不重视过程管控的药品监管现象,扭转业界忽视发展制药过程管控技术的局面,重构中药产品质量控制技术体系;通过建立以制药过程管控为核心的中药质量控制技术和监管体系,从根本上解决质量控制技术落后、质量风险管控措施不力、产品质量声誉不高等中药行业重大现实问题,从而突破中成药产品质量可控性差等难关。围绕中药质量控制技术领域中的难点问题和薄弱环节,提议尽快构建具有中国原创特色的中药CMC(chemistry,manufacturing and controls)技术规则并推动其得到国际认可,同时设计了以临床疗效为导向、制造方式为主轴、过程控制为重点的中药CMC技术架构。根据中医药临床特色及中成药生产特点,建议将药物分析学与中药化学、中药药理学、制药工程学、控制工程学、管理工程学等学科相结合,创立中药质量控制工程学。进而,提出中药质量控制工程理论模型及数字制药工程方法学,阐述了显著提升中药标准、实现中药国际化战略目标的技术路径。     

近红外光谱技术结合化学计量学在中药分析中的应用现状

近年来,近红外光谱分析技术已发展成为一种在各个领域应用较为广泛的分析技术,由于其具有快速、环保、无损的优点,使得其在中药分析领域中的作用日益凸显。而近红外光谱分析技术因为光谱的复杂性与重叠性通常需要结合化学计量学进行分析计算。笔者拟对近红外光谱分析技术与化学计量学的原理、适用范围、优点、局限性进行了详细的梳理与总结,并对二者在中药产地鉴别、真伪判断、炮制品判别、成分预测、含水量检测等方面的联合应用情况进行综述,总结了该联用技术在中药领域中的独特优势,对医药工作者更好地运用该项技术有一定指导意义。