一种基于近红外光谱技术快速测定吡喹酮对映体组成的方法技术

本发明专利技术公开了一种检测吡喹酮对映体含量的方法，具体涉及一种基于近红外光谱技术，结合偏最小二乘法(PLS)建立定量模型检测溶液中吡喹酮对映体含量。将采集的光谱信息经过SG平滑滤波器平滑处理后，经二阶导数处理、SG(5,5)在1816.9～1884.3nm，1405.3～1425.4nm两个波段来综合分析，建立良好的模型。该检测方法能够实现快速、无损的检测样品，灵敏度高，可适用于生产车间。基于以上检测方法，本发明专利技术还提供一种用于测定吡喹酮对映体组成的红外光谱建模工具包，包含：光谱文件存取整合模块、图像预处理模块、波段优化模块、建模模块和模型评价模块，及以上工具包在吡喹酮药物分析领域的应用。

A rapid method for determining the enantiomeric composition of praziquantel based on near infrared spectroscopy

The invention discloses a method for detecting the enantiomer content of praziquantel, in particular to a quantitative model for the determination of the enantiomer of praziquantel in a solution based on near infrared spectroscopy and partial least squares (PLS). After smoothing the collected spectral information through the SG smoothing filter, the two order derivative processing, SG (5,5) in 1816.9 to 1884.3nm, 1405.3 to 1425.4nm two bands are analyzed synthetically, and a good model is established. The method can detect samples quickly and nondestructively, with high sensitivity and can be applied to production workshop. Based on the above detection methods, the invention also provides an infrared spectral modeling toolkit for the determination of the enantiomer of praziquantel, including: spectral file access integration module, image preprocessing module, band optimization module, modeling module and model evaluation module, and the above tools in the field of drug analysis of praziquantel. Use.

【技术实现步骤摘要】
一种基于近红外光谱技术快速测定吡喹酮对映体组成的方法
本专利技术涉及药物分析领域，具体涉及一种基于近红外光谱回归建模检测样品中吡喹酮对映体组成的方法。
技术介绍
血吸虫病是一种常见的、人畜共患的、具有严重危害的寄生虫病。吡喹酮(praziquantel，PZQ)是目前治疗血吸虫病的首选药物，具有广谱抗吸血虫和抗绦虫的药理作用。吡喹酮属于吡嗪并异喹啉类化合物，为手性化合物且具有两个对映异构体。研究发现其左旋异构体是发挥药效的主要形式，而右旋异构体则会产生一定的毒副作用，因此，吡喹酮对映异构体的含量测定对其质量控制有重要意义。目前对手性药物对映异构体的含量测定最常用的是高效液相色谱法(HPLC)。根据方法的差异，色谱法分析手性化合物又分为直接色谱法和间接色谱法，前者是直接使用手性色谱柱分离对映异构体，这种方法着重于在手性分子间引入手性环境而并不破坏手性中心；而后者则是将对映异构体经衍生化试剂先衍生化为非对映异构体，然后采用普通色谱柱进行分离测定。色谱法测定对映异构体含量存在以下缺点：(1)液相色谱法的分析时间较长，比较耗费时间；(2)由于样品用于色谱需要先配制成溶液，且有的还需要引入其他试剂，会对原样品造成损耗；(3)液相色谱法的灵敏度较低；(4)液相色谱法是在离线下工作，不能在药物的生产过程中进行实时监控。近红外光谱是波长范围在780～2526nm的电磁波，属于分子光谱，在该波长范围内主要是含氢基团(X-H，X为C，O，N，S等)产生的合频及倍频吸收。因为所有的有机化合物和绝大部分无机化合物都至少含有一个含氢基团，所以它们都可以吸收近红外光产生特定的吸收谱图。原则上，近红外技术可以检测到由相互作用引起的分析物的任何变化。目前已经有文献利用近红外技术对手性氨基酸、手性药物布洛芬和手性肾上腺素进行对映体含量测定。因此，本研究欲采用近红外光谱技术，建立一种全新的测定吡喹酮对映体含量的方法。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种基于近红外光谱技术测定吡喹酮对映体组成的方法，该方法包括以下步骤：(1)取吡喹酮单体原料药标准品，配制吡喹酮建模溶液；每个溶液中吡喹酮的总浓度相同，使其中一个单体所占的比例从小到大逐渐增大。优选的，配制相同浓度的吡喹酮溶液，具体操作为分别将(S)-PZQ，(R)-PZQ溶解在适量的甲醇中来获得一定浓度的储备溶液。同时，配置一定浓度的蔗糖溶液，当蔗糖与吡喹酮摩尔比为10：1时，可以获得较好的光谱效果。所得样品溶液中PZQ的总浓度相同，仅(S)-PZQ所占的比例有所变化。进一步的，上述吡喹酮储备溶液的浓度为3mg/ml，上述蔗糖溶液的配制方法为蔗糖2.47g配成10ml溶液，即247mg/ml。(2)采集不同对应比例的建模溶液的近红外光谱数据，进行光谱数据的处理，并结合偏最小二乘法建立定量模型，进行模型内部验证；用吡喹酮片剂配制成浓度与建模溶液相同的溶液，获取其液相数据，得到其对映体的组成作为参考值，以其近红外光谱数据进行模型的外部独立验证。优选的，采集的光谱数据通过TQANALYST8(ThermoSCINTIFIC)进行分析，建立PLS定量模型。近红外光谱数据通过SG平滑滤波器处理后，采用二阶导数处理、SG(5,5)且在1816.9～1884.3nm，1405.3～1425.4nm两个有差异的波段来综合分析，在该条件下建立的模型相关系数r较高，RMSEC和RMSEP数据较小，模型的性能最好。进一步的，步骤(1)中配置的梯度浓度建模溶液，每个浓度采集3次近红外光谱。在建立PLS模型之前，先对异常值进行测试。如有异常值出现，将异常值舍去。建立PLS回归模型时，选取一部分浓度数据作为校正集，另外选取一部分浓度数据作为验证集，验证集均匀插入校正集中，校正集与验证集中数据的个数比为2:1。(3)将待测样品用与建模溶液相同处理方法配制成溶液，采集其近红外光谱数据，代入模型算出该待测样品中对映体的含量。优选的，以HPLC为参考方法，测定出片剂中(S)-PZQ所占平均比例。再对上述PZQ片剂溶液采集近红外光谱，将光谱数据作为验证集代入建立的PLS模型中以预测其对映体组成。本专利技术目的之二在于提供一种用于测定吡喹酮对映体组成的红外光谱建模工具包，包含：光谱文件存取整合模块、图像预处理模块、波段优化模块、建模模块和模型评价模块；所述波段优化模块采用二阶导数、SG(5,5)，在1816.9～1884.3nm，1405.3～1425.4nm两个波段进行光谱数据分析。优选的，上述光谱文件存取整合模块包含以下功能：读取dpt、xls等格式存储的光谱文件、保存处理或整合过的光谱、保存建模日志及结果。优选的，上述图像预处理模块通过SG平滑滤波器对采集的光谱数据进行平滑处理。优选的，上述建模模块包含偏最小二乘功能。本专利技术目的之三在于保护上述红外光谱建模工具包在吡喹酮药物分析领域的应用。本专利技术的有益效果(1)吡喹酮对映体的定量模型构建成功，可有一劳永逸的作用，待测样本只需要采集其近红外光谱数据再代入模型即可定量。(2)该方法灵敏度高，原则上对映体过量可测定低至1.5％。(3)近红外光谱的采集十分迅速，在短短几秒内即可完成。且光谱采集后样品可无损耗地回收。(4)用于近红外分析的样品可以是液体样品也可以是固体，应用方便。(5)近红外光谱技术可以实现在线监测，可用于生产车间，为大规模地生产高质量的产品开辟了崭新的道路。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为校正模型建立和未知样本预测的流程图；图2为梯度PZQ溶液红外光谱图；图2a梯度PZQ溶液总近红外光谱图(波长范围1000nm～2500nm)；图2b梯度PZQ溶液近红外光谱局部放大图(波长1814.9nm～1886.8nm)；图2c梯度PZQ溶液近红外光谱局部放大图(波长1383.1nm～1426.5nm)。；图3为PZQ梯度建模溶液近红外数据马氏距离*分布图；图4为PLS回归模型；图5为误差分布图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。术语解释：马氏距离：表示数据的协方差距离，是一种有效的计算两个未知样本集的相似度的方法。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中还未有基于近红外光谱技术检测吡喹酮对映体组成的技术方案，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种基于近红外光谱技术测定吡喹酮对映体组成的方法。本专利技术的一种典型实施方式如下：(1)校正集样品溶液的配制配制相同浓度的吡喹酮溶液：分别将(S)-PZQ，(R)-PZQ溶解在适量的甲醇中来获得3mg/ml的储备溶液。配制蔗糖溶液：蔗糖2.47g配成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于近红外光谱技术测定吡喹酮对映体组成的方法，包括以下步骤：(1)取吡喹酮单体原料药标准品，配制吡喹酮建模溶液；每个溶液中吡喹酮的总浓度相同，使其中一个单体所占的比例从小到大逐渐增大；(2)采集不同对应比例的建模溶液的近红外光谱数据，进行光谱数据的处理，并结合偏最小二乘法建立定量模型，进行模型内部验证；用吡喹酮片剂配制成浓度与建模溶液相同的溶液，获取其液相数据，得到其对映体的组成作为参考值，以其近红外光谱数据进行模型的外部独立验证；(3)将待测样品用与建模溶液相同处理方法配制成溶液，采集其近红外光谱数据，代入模型算出该待测样品中对映体的含量。

【技术特征摘要】
1.一种基于近红外光谱技术测定吡喹酮对映体组成的方法，包括以下步骤：(1)取吡喹酮单体原料药标准品，配制吡喹酮建模溶液；每个溶液中吡喹酮的总浓度相同，使其中一个单体所占的比例从小到大逐渐增大；(2)采集不同对应比例的建模溶液的近红外光谱数据，进行光谱数据的处理，并结合偏最小二乘法建立定量模型，进行模型内部验证；用吡喹酮片剂配制成浓度与建模溶液相同的溶液，获取其液相数据，得到其对映体的组成作为参考值，以其近红外光谱数据进行模型的外部独立验证；(3)将待测样品用与建模溶液相同处理方法配制成溶液，采集其近红外光谱数据，代入模型算出该待测样品中对映体的含量。2.如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，步骤(1)配置吡喹酮建模溶液的具体操作为：分别将吡喹酮及吡喹酮对映异构体溶解在适量的甲醇中获得一定浓度的储备溶液；配置一定浓度的蔗糖溶液；所述建模溶液中蔗糖与吡喹酮摩尔比为10：1。3.如权利要求2所述的测定方法，其特征在于，所述储备溶液的溶度为3mg/ml。4.如权利要求2所述的测定方法，其特征在于，蔗糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海钠，张学利，杨越，赵漫，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37