NIR在制药行业中的应用.pptx

NIR制药行业应用,杨辉华清华大学中药现代化研究中心3/9/2022,第一页，共三十五页。,西药,成分：原料药、辅料有效成清楚确、成分数量较少作用机理较明确剂型较少生产工艺较简单常量分析,第二页，共三十五页。,西药制药工艺,合成混合压片包衣枯燥,第三页，共三十五页。,中药,传统中药剂型种类多：丸、散、膏、丹成分太复杂：每一味中药成百上千种成分，复方，大复方。但主要、指标成分较少。药理不明晰：有效成分、作用机理多不明确来源差异大：中药材有动、植、矿、金等来源；植物药具多，但又有根茎叶花果实种子等不同药用部位；不同产地地块、不同年限、不同采收季节药材品质不同。工艺较落后：传统的煎煮、浓缩。控制手段少：温度、压力、液位、流量、密度、时间、pH生产标准差：目前以手工操作为主，自动化程度低，人为因素影响较大。质量标准低：含量检测项很少；没有规定上下限。微量分析、甚至痕量分析,现代中药创制新剂型：颗粒剂、注射剂、纳米、脂质体、缓控释等成分简化：去除无效成分，保存有效成分药理明晰减少药材、原料差异通过提取物入药采用先进工艺：先进的提取、精制、浓缩、枯燥等工艺实时在线质量分析与智能控制：实时在线分析中药质量的变化，根据质量实施控制标准生产：实行全自动化操作，减少人为因素，实施企业信息化改造，建立信息化企业提高质量标准：增设含量检测项；规定上下限,第四页，共三十五页。,中药制药工艺,炮制提取多种提取方式浓缩精制醇沉、水沉、柱层析混合、造粒压片、包衣枯燥多种枯燥方式制剂,第五页，共三十五页。,天然产物加工,通常都有提取、纯化工艺。银杏提取物罗汉果提取物罗汉果苷 可乐桅子提取物黄芩提取物黄芪提取物,第六页，共三十五页。,药用保健品,如药酒中国劲酒：2006年产值12亿元。关键生产工艺：中药提取、精制、浓缩等。理念：按制药的标准来做保健品,同仁堂：国公酒。关键生产工艺：中药提取。,第七页，共三十五页。,制药行业监管,中国SFDA：State Food and Drug Administration 美国FDA:Food and Drug AdministrationUSP:United States PharmacopoeiaEP:European PharmacopoeiaEMEA:European Agency for the Evaluation of Medicinal ProductsTGA:Australian Therapeutic Goods Administration,第八页，共三十五页。,药品质量控制系统工程,GAP/GACPGLPGMPGSP,第九页，共三十五页。,GMP vs.cGMP,SFDA:GMP(药品生产质量管理标准),FDA:cGMP(current Good Manufacture Practices)，动态药品生产质量管理标准，它要求在产品生产和物流的全过程都必须验证。,药品生产质量控制认证,中药生产过程质量控制趋势:将在线分析技术、过程分析技术PAT引入中药生产过程质量控制，逐步到达cGMP的要求。,中药生产过程质量控制现状:沿用传统过程控制方法，基于过程参数温度、压力、流量、时间进行控制,第十页，共三十五页。,NIR online detection and Intelligent Control for TCM manufacturing,智能的三重含义,基于中药内在质量、效益最优的控制,第十一页，共三十五页。,中药指纹图谱质量控制方法,中药生产全面质量控制：原料、半成品、成品对中药生产工艺进行监控,指纹图谱质量控制已获得国际广泛认可：美国FDA、英国草药典、印度草药典、德国药用植物学会,中药指纹图谱 中药的整体特征模糊控制多指标成分定量 中药的个别成分定量精确控制,第十二页，共三十五页。,NIR技术在制药领域中的应用,在线近红外光谱仪与工厂DCS集中控制系统、APC先进控制系统进行无缝集成，配合化学计量学软件，特别适合于制药行业在线质量分析和过程控制西药生产的合成、别离纯化、发酵、混合、造粒和包衣等工艺过程以及包装线的半成品在线质量监测中药的提取、浓缩、枯燥、混合、柱层析等工艺过程。,第十三页，共三十五页。,合成、发酵过程：可用于化学合成、生物发酵的过程监测、终点判断。,第十四页，共三十五页。,混合过程：一般通过漫反射方式采集光谱，实时检测固体粉末的混合均匀度，保证每一批混合物都符合均匀度要求，同时可对药物成分进行含量测定。与传统方法相比，能够更加全面和及时地反映混合均匀度变化，实现对混合均匀度的在线、精准控制。传统人工分析方法操作复杂，需要较长的检测时间和较高的检测费用，不能实时在线反映混合过程中的变化趋势。,第十五页，共三十五页。,造粒和包衣过程：实时在线检测水分、溶剂含量、颗粒度、包衣厚度等指标。,第十六页，共三十五页。,中药天然产物提取过程：实时在线检测中药天然产物提取过程中有效成分的溶出趋势，实现对中药复杂化学成分群的实时、在线、无损的检测，判断提取过程终点。可适用于中药的水煎煮提取、有机溶剂回流提取、有机溶剂渗漉提取。,第十七页，共三十五页。,浓缩/减压浓缩过程：实时在线检测水分溶剂及目标成分含量、相对密度等，控制浓缩过程终点。,第十八页，共三十五页。,枯燥过程：实时在线检测水分含量，对枯燥过程进行反响控制。,第十九页，共三十五页。,柱层析过程：实时在线监测流出液的成分及其含量变化情况，准确判断并控制流出液收集的起点和终点，保证质量、提高得率。,第二十页，共三十五页。,别离纯化：不仅中药，西药因为合成产品的得率问题，也往往需要进一步别离纯化，经常用到柱层析。,第二十一页，共三十五页。,包装线半成品的在线质量监测：例如片剂的铝塑包装，如果一片有问题如破损、不完整、外表有污点、有裂缝等，那么整板都报废或返工，因此，在半成品在包装线上需进行在线检测。另外，对于液体产品，灌封包装线也应当有近红外在线监测。目前，酒厂都有应用，小针剂、口服液等都需应用。,第二十二页，共三十五页。,成品的快速检测：可实现所有个体的在线检测如鉴别、外表完整度、均匀度、光洁度、水份检查等，较通常的事后抽样检查，可提高成品的合格率。,第二十三页，共三十五页。,西药NIR的应用举例,原料鉴定生产过程分析与控制产品分析,第二十四页，共三十五页。,中药的NIR应用举例,中药柱层析中药提取中药药粉混合,第二十五页，共三十五页。,定性分析,原、辅料鉴别包装材料鉴别中药材产地、真伪、品质鉴别,第二十六页，共三十五页。,目标：1柱层析生产过程全自动控制：溶剂混配，上样，洗脱，柱再生2在线质量分析：在线监测柱层析过程流出液的成分含量、品质3智能控制：收集品质合格的流出液，效益最大化,第二十七页，共三十五页。,柱层析过程自动控制、智能控制,基于工控机上位机和PLC下位机的柱层析生产过程自动控制系统。输入：流量计，液位计，阀门位置，NIR在线光谱仪质量分析数据输出：泵的启停、阀的开关。控制量：需要收集的流出液的质量。,第二十八页，共三十五页。,中药提取过程近红外在线质量分析与智能控制系统,吉林敖东,第二十九页，共三十五页。,中药药粉混合均匀性近红外在线检测系统,近红外光谱仪通过电池供电近红外光谱仪通过无线方式传送数据适合于初混、制粒后终混实时监测混合均匀度,第三十页，共三十五页。,中药生产过程在线质量分析与智能控制系统,一个系统中药生产过程在线质量分析与智能控制系统 二个结合将中药HPLC指纹图谱多指标成分定量与近红外光谱在线检测结合在线质量分析与智能控制结合,三个关键NIR/HPLC关联模型自动控制智能控制四个效果消除废品，保证品质提高得率，节省资源降低能耗，节约能源减少污染，保护环境,第三十一页，共三十五页。,NIR在线光谱仪应用中的技术问题,取样方式：在线、侧线等取样方式检测方法：透射、透反射、漫反射等检测部件：各式光纤探头、流通池预处理：过滤、脱气、恒温、稳流、抓样等防爆：NIR在线检测仪及配套设备采用防爆技术系统集成与优化：(1)与中药的质量控制要求接轨；(2)与自控系统集成；(3)基于质量控制方式的生产过程优化。,第三十二页，共三十五页。,NIR主要厂商在制药行业的应用分析,Bruker：流动检测车中检所；微生物发酵，Thermo Fisher：天士力、正大青春宝；Brimrose：承德颈复康药业；美国，较多的西药混合均匀度在线检测装置FOSS：,第三十三页，共三十五页。,谢谢！,第三十四页，共三十五页。,内容总结,NIR制药行业应用。3/9/2022。生产标准差：目前以手工操作为主，自动化程度低，人为因素影响较大。实时在线分析中药质量的变化，根据质量实施控制。提取多种提取方式。枯燥多种枯燥方式。浓缩/减压浓缩过程：。2在线质量分析：在线监测柱层析过程流出液的成分含量、品质。基于工控机上位机和PLC下位机的柱层析生产过程自动控制系统。控制量：需要收集的流出液的质量。取样方式：在线、侧线等取样方式。谢谢,第三十五页，共三十五页。,