动态可调点采样拉曼光谱分析非均相样品

0 2020-05-27

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如果差异光谱呈一条数值为0的直线，则表明25个光谱图完全相同。图3VDPS打开时已刮除包衣止痛药片表面25取样点收集的光谱（激发激光/拉曼信号光栅区域1mm），其中红色表示25份光谱的差异。当VDPS打开时从25个取样点收集的光谱显示于图3中。差异光谱明确显示了光谱差异已经由于VDPS的使用明显减少了。

DXR 智能拉曼光谱仪

拉曼光谱是一种新型的的质量控制（QC）筛选工具，对不同晶型的活性药物成分（APIs）具备超凡的灵敏度。而DXR智能拉曼配合动态可调点采样技术（VDPS），成为一种新型的在软件可控样品区域上组合激光和光束的快速采集技术。

拉曼光谱是一种非常有意义的质量控制（QC）筛选工具。它对不同晶型的活性药物成分（APIs）具备超凡的灵敏度，使其在药物行业独具前景。在药物行业，拉曼光谱用于证实最终产品是否达到预期的晶型或者多晶型。

作为这种类型的应用，分光拉曼的微米级点取样方式实际上是一个不利因素。大部分片剂都是非均相且含有远远大于激发激光斑点尺寸的颗粒，会导致拉曼光谱从一个数据采集点移动到另外一个采集点时发生很大变化。分光拉曼显微镜对于小样品的微观分析非常理想，近来我们也在使用此技术对止痛剂成分进行半定量的分析。然而，对于质量控制片剂的筛选应用，能够从样品的更大面积获取平均光谱更为有用。

而就分光拉曼而言，也有一些方法被应用，如一维或者二维上的激光离焦，旋转样品，或者从二维图上取平均光谱。但每一种方法都有其缺点，激光离焦大大减弱了其信号强度，会导致灵敏度或者通量的损失；旋转样品是假定其尺寸小，并且每个样品都具有专用的夹持器；面扫描非常耗时，且需要一个自动样品台。

动态可调点状取样

Thermo Scientific 的DXR 智能拉曼光谱仪采用了一种新方法。DXR智能拉曼的通用平台取样附件（UPS）配合动态可调点采样技术（VDPS），成为一种新的在软件可控样品区域上组合激光和光束的快速采集技术。由于VDPS保持了聚焦所以避免了拉曼信号的损失。以数十赫兹高频扫描使得能在极短时间内获得空间平均的光谱信号。VDPS也包括了减少样品发热的优点。

图2 VDPS关闭时已刮除包衣止痛药片表面25取样点收集的光谱（激发激光点尺寸为10μm），其中红色表示25份光谱的差异。

信号平均区域是一个最大达5mm2的矩形。X、Y维度上都可以用OMNIC软件组独立控制，所以取样区域能够优化并适应每一个样品。理想情况下，取样区域应当大约是样品中颗粒尺寸的五倍。VDPS光栅图案显示于图1中。

结果

止痛药片被用于证实VDPS的价值。在将样品放入配备了井-板自动进样器的DXR智能拉曼通用平台取样附件之前，要刮除其包衣。阵列自动化软件被用于自动进行药片的25个取样点的数据采集。DXR智能拉曼光谱仪还配备了780nm高亮度的激发激光以及全范围的780nm光栅。每一个取样点的数据代表了四个5s曝光的平均值。第一套数据是在VDPS关闭时获得，而第二套是在VDPS打开时获得，采样面积为1mm2。

图2显示了VDPS关闭时获得的光谱。这个实验中，激发激光点尺寸为10μm。25个光谱图显示了它们之间一些明显的区别，反映了样品的微观非均一性。对每一个数据点的光谱间的标准偏差进行计算，结果见图2。如果差异光谱呈一条数值为0的直线，则表明25个光谱图完全相同。

图3 VDPS打开时已刮除包衣止痛药片表面25取样点收集的光谱（激发激光/拉曼信号光栅区域1mm），其中红色表示25份光谱的差异。