Рамановская спектроскопия на просвет - Transmission Raman spectroscopy

Рамановская спектроскопия на просвет (TRS) - это вариант Рамановская спектроскопия что полезно при исследовании объемного содержания диффузно рассеивающих образцов. Хотя это было продемонстрировано на заре рамановской спектроскопии[1] он не использовался на практике намного позже, вероятно, из-за ограничений технологии того времени. Он был вновь открыт в 2006 году,[2] где авторы показали, что он способен обеспечить спектроскопию комбинационного рассеяния через многие миллиметры таблетированных или порошкообразных образцов. Кроме того, это исследование также выявило несколько очень полезных аналитических свойств этого подхода, в том числе возможность определять объемное содержание порошков и тканей в отсутствие подвыборка и отклонить компоненты комбинационного рассеяния и флуоресценции, исходящие от поверхности образца.

Теория

Рамановская передача возможна, потому что свет рассеивается через мутный материалы, которые существенно не поглощают и не блокируют свет. По аналогичному механизму Рамановская спектроскопия с пространственным смещением, свет в диффузно рассеивающем образце распространяется через объект случайно (Раман передачи можно рассматривать как крайний пример SORS). Поскольку рамановские фотоны могут создаваться во всех точках, через которые проходит свет, общий скремблированный рамановский сигнал, измеренный на противоположной стороне объекта, очень характерен для основной массы материала. Это желаемое свойство устраняет проблему с традиционной, широко используемой рамановской спектроскопией с обратным рассеянием, когда сигнал имеет тенденцию отражать состав поверхности и приповерхностного слоя. Поскольку спектроскопия комбинационного рассеяния света не зависит от поглощения, а свет распространяется по всему образцу, можно измерить большую толщину в отсутствие поглощения фотонов. Это дает анализ, представляющий всю смесь, и обычно нечувствителен к покрытиям или тонким контейнерам.

Фармацевтические приложения

Рамановское преобразование передачи данных позволяет проводить быстрый, неинвазивный и неразрушающий анализ фармацевтический лекарственные формы Такие как капсулы и таблетки. Это устраняет некоторые ограничения традиционных фармацевтических проба методы, включая ограничения из-за чувствительности поверхности (например, отражательная способность NIR ), наличие фазовых переходов из-за пробоподготовки (жидкостная хроматография ) или субдискретизации (обычное рамановское моделирование, NIR).[3][4] Передача Рамановская диаграмма в значительной степени нечувствительна к поверхности, не требует подготовки образца, не включает фазовых переходов и является быстрой. Рамановская спектроскопия на просвет фармацевтических таблеток и капсул была впервые продемонстрирована Матушеком и Паркер.[5][6] Последующие исследования установили точность и применимость метода для количественного определения таблеток и капсул промышленного типа.[7][8]

Фармацевтические таблетки и капсулы обычно состоят из комбинации API и вспомогательные вещества, каждый из которых будет давать спектральный компонент комбинационного рассеяния с относительной интенсивностью, пропорциональной концентрациям ингредиентов. Для анализа спектров комбинационного рассеяния света для получения результатов анализа требуется метод, позволяющий разделить отдельные спектральные компоненты и сопоставить их вклад в интенсивность с измерением относительной концентрации. Обычно это достигается с помощью хемометрический методы анализа.

Спектроскопия комбинационного рассеяния света на просвет может использоваться в качестве технологический процесс (PAT) инструмент для определения физического состояния API и для получения качественной и количественной информации о составе.[9]

Медицинские приложения

Использование рамановской спектроскопии в медицинских приложениях было ограничено глубиной в сотни единиц. микрометры (конфокальный рамановский ). Трансмиссионный Раман был продемонстрирован как потенциальный инструмент диагностики поражений в ткани груди.[10][11]

Рекомендации

  1. ^ Б. Шредер; Г. Бергманн (1967). "Die Intensität des Ramanspektrums polykristalliner Substanzen". Fresenius 'Z. Anal. Chem. 225 (2): 225–230. Дои:10.1007 / bf00983673.
  2. ^ П. Матушек; А. В. Паркер (2006). «Массовый рамановский анализ фармацевтических таблеток». Прикладная спектроскопия. 60 (12): 1353–1357. Bibcode:2006ApSpe..60.1353M. Дои:10.1366/000370206779321463. PMID  17217583.
  3. ^ Х. Ван; C.K. Манн; T.J. Викерс (2002). «Влияние свойств порошка на интенсивность комбинационного рассеяния света кристаллическими твердыми телами». Appl. Spectrosc. 56 (12): 1538–1544. Bibcode:2002ApSpe..56.1538W. Дои:10.1366/000370202321115779.
  4. ^ Дж. Йоханссон; С. Петтерссон; С. Фолестад (2005). «Характеристика различных методов лазерного облучения для количественной оценки рамановских таблеток». J. Фармацевтический и биомедицинский анализ. 39 (3–4): 516. Дои:10.1016 / j.jpba.2005.04.029.
  5. ^ П. Матушек; А. В. Паркер (2006). «Массовый рамановский анализ фармацевтических таблеток». Прикладная спектроскопия. 60 (12): 1353–7. Bibcode:2006ApSpe..60.1353M. Дои:10.1366/000370206779321463. PMID  17217583.
  6. ^ П. Матушек; А. В. Паркер (2007). «Неинвазивное зондирование фармацевтических капсул с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света». Дж. Раман Спектроск. 38. 38 (5): 563–567. Bibcode:2007JRSp ... 38..563M. Дои:10.1002 / jrs.1688.
  7. ^ Дж. Йоханссон; А. Спарен; О. Свенссон; С. Фолестад; и другие. (2007). «Количественная трансмиссионная рамановская спектроскопия фармацевтических таблеток и капсул». Appl. Spectrosc. 61 (11): 1211–8. Bibcode:2007ApSpe..61.1211J. Дои:10.1366/000370207782597085. PMID  18028700.
  8. ^ Шарлотта Элиассон; Нил А. Маклауд; Линда С. Джейс; Фиона К. Кларк; и другие. (2008). «Неинвазивная количественная оценка содержимого фармацевтических капсул с использованием трансмиссионной рамановской спектроскопии». Журнал фармацевтического и биомедицинского анализа. 47 (2): 221–229. Дои:10.1016 / j.jpba.2008.01.013.
  9. ^ Vigh, T .; и другие. (2013). «Безполимерные и электропряденые твердые лекарственные формы на основе поливинилпирролидона для улучшения растворения лекарственных средств». Европейский журнал фармацевтических наук. 49 (4): 595–602. Дои:10.1016 / j.ejps.2013.04.034.
  10. ^ П. Матушек; Н. Стоун (2007). «Перспективы диагностики рака груди путем неинвазивного исследования кальцификатов с использованием трансмиссионной рамановской спектроскопии». Журнал биомедицинской оптики. 12 (2): 024008. Bibcode:2007JBO .... 12b4008M. Дои:10.1117/1.2718934. PMID  17477723.
  11. ^ Эллис, Дэвид I .; Каучер, Дэвид П .; Эштон, Лорна; О'Хаган, Стив; Goodacre, Ройстон (2013). «Освещение болезней и просветление биомедицины: Рамановская спектроскопия как диагностический инструмент». Аналитик. 138 (14): 3871. Bibcode:2013Ана ... 138.3871Е. Дои:10.1039 / c3an00698k. ISSN  0003-2654. PMID  23722248.