试论原料药制剂工程的自动化与在线监测技术

摘要：我国是中草药制剂工程发展的大国，在中药制剂工程技术方面拥有者巨大的市场潜力。通过多年的摸索研究，我国在设备自动化和在线检测技术方面取得了重大的进步。本文从我国中药制剂的实例出发，重点阐述了我国几项重要的医学工程技术，并结合当前发展的趋势，对监控技术和自动化控制技术的关系进行了阐述，为我国未来中药制剂发展指明了方向。

关键词：中药制剂工程设备；PAT技术；NIR在线分析技术；自动控制；研究方向

现代社会，随着经济水平的提高，人们对于健康问题越来越重视，而在保健身体方面，很多人使用的是天然的药物，特别是在日本和韩国，传统的医药工业大国开始着手研究现代的中药提取技术，并采用科学的技术，将中药的使用范围进一步扩大，同时，西方一些国家的中草药发展技术也有着迅速的发展，特别是90年代以来，增长的比例逐渐加快。因此，做好中草药的提取技术和控制技术，是世界医学普遍关注的重点问题。

1 中药制剂装备自动化及在线监控现状

1.1 原料药设备

所谓中药自动化设备技术是指利用高科技的手段，提取动植物和矿物总的有机成分的一种机器设备，这种机器设备的技术方法有提取、分离、过滤、干燥等各个程序，每个程序都需要专业的人士进行处理，保证其有效性。而在中药原料药的生产过程中，提取物一般是采用多功能的提取罐进行的，也可以采用三效的浓缩机或是干燥机来进行操作。中药中的提取物分离过程和装备要求具有更高的科技水平，生产的过程需要手动控制，以免造成失稳现象，在药品质量的检测方面要做到细致入微，单元的装备主要是流水线的生产过程，周期长，成本高，因此，实现高技术水平的药物提取工程是当今工作的重点。

1.2 固体制剂设备

我国国内的重要企业一般制造的是固体的制剂，这种固体制剂设备大多数是单机操作，通过粉碎机和分离机的共同运转，保证基本的药品生产流程。而在药物生产的过程中，采用的是人工的方法，这种国内的设备不仅速度慢，而且质量难以保证，在质量的监督控制方面也有所不足，和发达国家有一定的差距，这是现阶段应该改进的方面。

1.3 液体制剂设备

国内对于中药液体制剂的配料和过滤过程十分重视，采用一定规格的配料罐和过滤其进行配料和过滤，同时在质量的检测方面有固定的检测设备。一般的注射剂生产过程中，设备的自动化程度较高，先进的技术发展直接关系着生产药品的稳定性，是优良的制药装备。比如我国某处生产注射剂的生产线采用的是来自德国公司的检测设备，整体的检测过程自动化程度高，稳定性能好，可追溯性明显不同，为该厂的产品开发和研制提供了保障。

2 在线监控技术与制药装备自动化

国外的一些发达国家在制药设备方面重视化程度高，特别是对于设备的自动化和控制化水平，具有完备的在线控制功能。而在线控制功能设备可以有效的对信息进行分析和处理，保证其连线的准确性。这些先进的制药设备可以做到随机控制，实时分析，自动报警的功能，也可以在线检测产品的质量，这些技术都是我国现阶段需要提高和发展的重要方向。

2.1 PAT 技术

制药生产过程中每一项单元操作工艺参数的变化都会影响到最终产品的质量。国内中药制药生产环节缺乏有效的过程检测手段，大多只能根据经验确定过程是否完成。如混合、干燥、提取、分离纯化等都未能实现在线实时监测，成为药品生产过程质量控制的盲点。随着cGMP的深入实施、科技技术水平的发展，在线监测技术将在制药生产过程中占有重要地位。在线质量监控技术可近似地定义为PAT（ProcessAnalytical Technology）过程分析技术。PAT过程分析技术在欧美等发达国家的研究较多，在制药行业中的应用也越来越广泛。

2.2 PAT技术中的热点――近红外（NIR）光谱分析技术

近红外光谱在线分析技术在制药工程中的应用研究成为热点，以下对其做简单介绍。在线近红外光谱分析技术由硬件、分析软件和分析模型3部分组成。

2.2.1 硬件

近红外光谱在线分析技术的硬件组成主要有光谱仪、取样系统、测样装置、样品预处理系统等部分。在实际应用中，还应有防爆系统、界外样品抓样系统等。其中：（1）光谱仪是整个在线分析系统的心脏。通常按需要综合评价仪器的各种性能，以稳定性、波长范围、分辨率、采集时间、信噪比等指标来选择仪器。（2）用于液体分析时，采用泵抽采样、压差引样或定位直接取样测量；用于固体样品分析时，采用漫反射定位直接测量。（3）固体样品分析时，一般无需预处理工作。

2.2.2 分析软件

在线近红外光谱分析系统的软件需具有光谱实时采集、化学计量学光谱分析定量定性模型的建立、待测样品类型及模型界外样品的判断、样品性质或组成的定量计算等功能。此外，还应包括数据与信息显示功能、数据管理功能、通讯功能、故障诊断与安全功能、监控功能、网络化功能。

2.3 PAT 技术和制药装备自动化的关系

PAT技术被定义为一种可以通过测定关键性的过程参数和质量指标来设计、分析、控制药品生产过程的机理和手段。通过在药品生产过程中使用PAT技术，提高对生产过程、关键参数和产品质量的过程控制，使产品质量变得精确和可靠，增加产品最终质量保障。

3、我国中药医药自动化及在线监控技术的研究

探索方向结合我国中药生产过程及装备现状，借鉴欧美发达国家先进的在线监测及控制技术和水平，以尽快实现中药现代化，笔者认为目前主要研究探索的方向为：

（1）开发完善的中药提取浓缩纯化成套生产装置，该装置除应具备温度、流量、压力、液位、时间、加料量的控制功能、过程流程模拟显示功能、数据的存储及打印功能外，还应具备有效成分含量的在线监测及控制功能，以确保工艺产品的稳定性及可控性。

（2）研究探索PAT 技术在固体制剂过程的混合、干燥、制粒、压片、包衣等工序中的应用，包括分析仪器的开发研究、过程监测模型及分析模型的建立。

（3）开发性能稳定、高自控程度的液体制剂生产线及生产装置，研究探索PAT技术在液体制剂过程中在线清洗、有效物质含量监测控制的技术路线及过程模型构建，建立完备的在线质量监控及验证体系。

4、结语

总而言之，通过上述几个方面的研究得知，我国的中药制剂技术水平和发达的国家相比还有一定的差距，特别是在制药的自动化控制方面，急需提高。随着时代的发展和全球化水平的提高，各种先进的信息技术将会进一步的共享，为我国的制药事业发展做出指导和贡献。我国的科技人员更要以此为契机，学习国外的先进技术，在保证基本的药物提取过程中，为中药事业尽绵薄之力。

参考文献

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