在线拉曼光谱仪测量系统—PharmaRaman Probe

一、简介

本文主要介绍拉曼光谱在线测量系统的应用。对于药物结晶，特定的晶体形态学指标（如晶型、晶习、粒度分布等）都可能影响到药物的物理化学性质，如熔点、溶解度、溶解速率甚至是生物利用度。结晶过程中，即使对于同一种药物，由于操作条件的改变而导致分子构型、构象等发生变化都可以使晶体出现不同的空间群和晶胞参数，产生多晶型现象，从而导致其药效和毒性的改变。如果与药物分子结合的是水分子，那么形成的溶剂化合物被称为水合物。快速准确地对多晶型进行鉴别是药物多晶型研究中必不可少的一项基本内容，对多晶型进行鉴定的原理基本都是不同的晶型具有不同的物理化学特性或者光谱学特性。

目前鉴定多晶型的方法有很多，其中使用最普遍、应用最广泛的有 X-射线衍射法、热分析法、红外光谱法、拉曼光谱法和显微镜法。在对多晶型结构进行分析时，拉曼光谱法可获得红外光谱法不易获得的低频区域的光谱，是对红外光谱法的有效补充。另外，拉曼光谱法不需要对样品进行专门的制备，该方法对晶体的分子结构很敏感，样品的晶型不同，很容易通过拉曼光谱看出来。

北京优普具有在线拉曼光谱测量系统，可连接浸入式或非浸入式光纤探头，对于低频振动检测优势明显，对结构相似的水合物或同分异构体等物质快速检定，在结晶过程中，做到多晶型鉴别，制样简单、直接在线测量。适用于在线监测化学反应过程、结晶过程，晶型鉴别和筛选等PAT过程。仪器外观如图1。

图1 为浸入式探头拉曼光谱在线测量系统

二、在线拉曼光谱仪测量L-谷氨酸β和α晶型

本案例使用浸入式探头拉曼在线测量系统，波长范围在200-2100cm-1，分辨率最高可到4cm-1。以L-谷氨酸为模型，结合实验研究溶液pH、过饱和度、温度等因素影响下的L-谷氨酸溶液的多晶型成核过程的相关机理，谷氨酸α和β不同晶型的晶胞结构如图2所示。本案例主要是研究L-谷氨酸重结晶过程中，pH不同，对结晶晶型出现的影响。L-谷氨酸α和β晶型拉曼光谱如图3所示，对比两种晶型的拉曼谱图可知，α晶型的特征峰，出现在610-620cm-1，β晶型的特征峰，出现在1120-1150cm-1，随着pH的下降，α晶型的610-620cm-1处强度逐渐升高直至不变，而β晶型的1120-1150cm-1处特征峰强度逐渐降低直至接近为零，来说明不同晶型的出现和pH大小的关系，拉曼光谱局部放大后如图4所示。


图2为 L-谷氨酸晶胞结构图(a) α晶型(b) β晶型	图3 为L-谷氨酸的两种晶型的FT-Raman谱图 (a)β晶型 (b) α晶型	图4为不同pH下制得的晶体粉末的Raman图谱的局部放大