拉曼光谱是一种简单而可靠的方法，可用于分析固体、液体或气体样品的分子组成。这种强大的技术在制药行业中越来越普遍，作为供应链中不可或缺的质量控制(QC)步骤
拉曼光谱易于在自动化工作流程中使用;它不需要样品制备，从而简化QC和实现连续制造。
迪恩·斯图尔特赛默飞世尔(Thermo Fisher Scientific)的产品经理(如图)谈到了基于拉曼的设备与其他光谱工具相比的优点，以及它们如何被证明是制药行业的宝贵工具。
最小化中断
在现代商业的各个方面，时间都是至关重要的，这一点当然适用于制造业;如果在整个生产过程中可以将停顿最小化，从而加快产品推向市场，则可以大大降低成本。
因此，连续制造已经成为许多行业的黄金标准，提供更短的生产时间和长期的成本节约。此外，这种方法可以用来提高最终产品的质量，同时使加工本身更加节能。
产品的一致性也得到了改善，因为连续生产导致从开始到结束直接参与过程的人更少——最大限度地降低了人为错误的风险。
这会产生巨大的不同;工业生物开发实验室进行的一项研究显示，在16名经验丰富的技术人员坚持相同的手动标准操作程序的测试结果中，变异性水平超过20%。1
因此，制药行业已经看到了一种实现解决方案的趋势，即从生产过程中删除尽可能多的手动步骤，从而减少操作人员之间的不一致。
自动化质量控制
药品生产中固有的严格规定使QC成为整个过程中一个庞大而不可分割的部分。这为连续生产带来了额外的挑战，需要新的方法来测试成分和部分产品的成分，而不中断整个过程。
拉曼光谱仪是这一目的的理想选择，在行业领导者中越来越受欢迎;它们不仅可以帮助识别和量化来料化合物，而且还可以用于制造过程中几乎每个阶段的QC测量。
常用的方法包括使用手持拉曼光谱仪直接通过包装来验证进口原材料，并通过安装与流程一致的拉曼过程分析仪来自动化下游QC。
除了使QC更加高效之外，这还将降低成本，因为不再需要移除样品并将其发送到内部专门的QC实验室进行测试(无论是外部还是内部)。
由于一般制药企业每年在质量控制上的花费约为4000万美元，这对利润率有很大影响。2此外，以这种方式简化QC有助于更早地发现和纠正任何问题，减少试剂浪费和产品拒签。
拉曼光谱学
拉曼光谱学不是一个新概念，它背后的理论已经有几十年的历史了。
然而，光谱仪本身已经发生了巨大的变化，从使用汞灯作为光源(曝光数小时或数天后将光谱记录在照相板上)的粗糙模型，发展到基于可靠、稳定和廉价的窄线宽激光的仪器，以真正最小化发射光子的频率变化，并确保准确的结果。
这些仪器的尺寸也随着时间的推移而减小;现代光谱仪可以做得足够小，便于手持。
拉曼光谱仪可以通过分析入射光的散射方式，提供许多关于它们所测试物质的有价值的信息，比如化学结构、相和多态性、结晶度和分子相互作用。
由激光提供的光通过末端带有探针的光纤电缆传送到感兴趣的标本。入射的能量使分子振动并散射光，这些光被探测器收集和解释。
散射可以是弹性的——这意味着出射光子的频率是不变的——也可以是非弹性的，其中光子的能量向上或向下移动。通过这种方式，就产生了拉曼光谱，它是特定光子能量的峰的集合，对每个分子都是唯一的。
这些光谱可以用来判断样品中存在哪些分子——通过观察峰的位置——以及数量;峰的强度与相应分子的浓度成线性关系。
拉曼光谱法的另一个重要优点是，与其他常见的光谱技术(如傅里叶变换红外(FTIR)和近红外(NIRS))不同，它不受水的影响。
事实上，拉曼光谱仪可以方便地用于液体形式的样品。此外，这些工具还可以报告水化程度，区分一水分子、无水分子和三水分子。
对每一个工艺步骤进行测量
紧凑、坚固和无损拉曼分析仪-包括具有定量分析功能的小型化手持拉曼分析仪，如Thermo Scientific TruScan RM与TruTools -是在线或在线，以及在线和离线测量的理想选择。
内联测量可以通过在工艺或产品流内部或线上放置探针或采样接口来完成，在几个不同的位置并行执行评估，以确定整个工艺过程中的产品一致性。
在生物制药应用中，这通常意味着将拉曼探针直接放置在生物反应器内，这提供了对关键反应的详细洞察，并有助于跟踪基本参数，如葡萄糖、乳酸和谷氨酰胺水平、渗透压、蛋白质聚集和活细胞密度。
在线测量类似于在线监测，因为样品无需从生产线上移除即可测量。不同之处在于，一些产品被重新定向用于拉曼分析，然后重新引入工艺流程或在测试后被丢弃(取决于应用)。
在线和离线测量:与不涉及样品收集的在线和在线测量相反，在线和离线方法需要从生产线中去除一小部分感兴趣的物质。
在线和离线测量是根据生产设施和分析测量地点之间的距离来区分的。对于在线分析，样品在过程中或过程附近进行测试。相比之下，离线测量是在远离生产现场的远程实验室进行的。
适用于自动化
拉曼光谱的另一个重要优点是它不需要任何样品制备，可以完全自动地分析生成的光谱，这使得该方法非常适合自动化工作流程。
市场上的一些拉曼光谱仪甚至可以记录每个光谱，并给出简单的“通过”或“失败”结果，无需任何用户干预即可生成报告。
这些数据可以被输入一个自动化系统，该系统将在参数超出工艺规范时发出警告，使问题能够及时得到解决。
此外，该系统还可以在达到某种物质的目标量时通知操作员，确保最大的工艺效率。
易用性
顶级的拉曼光谱仪在制造时考虑到操作人员，非常用户友好。它们只需要最少的验证，因此可以基于单个示例构建ID测试，并根据需要扩展ID库。
所有用于识别的数据都可以在不同的仪器之间传输，节省时间，因为不再需要重复已经完成的工作。
许多拉曼仪器供应商还可以提供安装和验证协助，以及关于如何在制药生产应用中操作光谱仪的建议。一些更成熟的公司甚至可以帮助验证化学计量模型，依靠他们广泛的知识和专业知识。
总结
连续生产可以帮助制药公司提高流程效率，更快地将产品推向市场，同时降低成本。
QC是任何制造过程的重要组成部分，特别是在制药应用中，连续制造需要适合自动化过程的稳健成分评估方法。
拉曼光谱是一种流行的选择，与其他光谱方法相比，它具有许多优点。最重要的是，拉曼光谱仪不受水的影响，可以处理潮湿或液体样品。
它们也不需要任何样品制备，生成的光谱可以在没有专家知识的情况下自动分析。
因此，拉曼技术是整个生产链中使用的理想工具，确保产品的高度一致性和良好的投资回报，同时提供大量机会，以获得对制造过程的详细了解。
参考文献
