Wide area illumination (WAI) Raman scheme for reliable quantitative analysis of active ingredients in diverse pharmaceutical products

Abstract

라만 분광법은 시료의 전처리 없이 분자의 구조와 화학적 조성에 대한 다양한 정보를 제공하므로 다양한 제약제품의 분석에 널리 활용되어 왔다. 최근 미국 식품 의약국은 제약산업의 각각의 생산 과정을 검증하는 PAT (Process Analytical Technique) 품질검증시스템을 발표했고, 그 후 제약산업에 라만 분광법의 적용이 더욱 더 늘어나고 있다. 그러나 기존의 라만 분광기의 레이저는 국소한 영역만을 조사하기 때문에 제약품의 국소한 부분의 정보만을 얻게 되거나, 플라스틱 용기에 담긴 제약품을 전처리 없이 정량분석 할 경우에는 플라스틱의 표면의 변화에 따라 라만 신호가 변해 정량분석에 부정적인 영향을 주게 된다. 또한 라만 신호는 레이저 출력 변화에 민감하기 때문에 정량결과의 안정성 및 재현성을 위해서는 내부 또는 외부 표준물질이 사용되어야 한다. 이런 기존의 라만 분광분석법의 문제점을 해결하고 PAT 품질검증시스템에 다양한 제약물질 분석을 적용하기 위해서, 광역 조사 라만 시스템(Wide Area Illumination Raman scheme)을 개발하였다. 새로 개발된 광역 조사 라만 시스템은 레이저가 시료에 넓게 조사됨으로써 스펙트럼의 재현성이 획기적으로 향상되었으며, 더불어 외부표준물질을 사용하여 레이저 출력 변화를 보정해주었다. 본 연구에서는 광역 조사 라만 시스템이 PAT 품질검증시스템에 부합하는지 확인하기 위해 다양한 형태의 제약물질의 분석을 시도하였다. 나프록센 정제의 정량분석에 광역 조사 라만 시스템을 사용했을 경우 기존의 라만 시스템에 비해 매우 넓은 영역으로 레이저를 조사하기 때문에 정제의 모든 성분을 대표할 수 있는 재현성 있는 라만 신호를 얻음으로써 정확한 정량결과를 얻을 수 있었다. 또한, 광역 조사 라만 시스템의 성능을 더욱 검증해 보기 위해서 플라스틱 병 안에 담긴 안약의 성분인 포비돈(Povidone)을 시료 전처리 없이 측정하여 정량분석을 시도하였고, 예측결과가 우수하였다. 그리고 아세트 아미노펜(Acetaminophen) 현탁액의 분석에 적용하여 기존의 라만 분광법에 비해 향상된 정량결과를 얻을 수 있었다.