分析测试百科网讯 2017年12月28日分析测试百科网和安捷伦公司合作进行了一次Webinar,本次讲座主要邀请安捷伦应用工程师裴金菊，介绍安捷伦在中国最新推出的拉曼专利技术-空间位移拉曼光谱（SORS）和透射拉曼光谱（TRS），并重点介绍该技术在三大方面应用上带来的技术突破和创新。

裴金菊，安捷伦分子应用光谱工程师，2012年毕业于武汉大学，硕士期间研究课题是利用表面增强拉曼光谱进行化学分析方法的开发。毕业至今一直在仪器公司从事红外和拉曼光谱售前技术支持的工作，具备扎实的分子光谱背景知识，积累了丰富的分子光谱实际应用经验。

裴金菊首先介绍了安捷伦的四款拉曼产品。安捷伦TRS100、RAPID、INSIGHT200M、RESOLVE四款仪器是安捷伦拉曼专利技术-空间位移拉曼光谱和投射拉曼光谱的代表产品。空间位移拉曼光谱、透射拉曼光谱和常规的拉曼光谱是不一样的，让我们揭开它们神秘的面纱吧！

接着，裴金菊详细介绍了这两种专利技术：第一个技术是空间位移拉曼，空间位移拉曼光谱。

一、空间位移（Spatially Offset Raman Spectroscopy,简称SORS）

SORS是安捷伦的一个独家技术，也是一个新的拉曼技术，是在2004年由Pavel Matousek（帕维尔 马托塞克）等人发明，他的文章在2005年进行了发表。Pavel基于SORS发明的贡献，他和他的团队在2014年获得英国皇家工程院颁发的马克罗伯特奖，这是英国最高的创新作品奖，也是全球著名的奖项。

如上图所示，物质A装在包装B里面，简单来说，SORS可以测得干净的物质A拉曼谱图，而不受到包装B的干扰。由此，大家可以看到SORS最大的特点就是SORS穿透深色、不透明的包装，不受到包装材料荧光的影响。那传统的拉曼技术就只能穿透比较薄或是透明的包装袋来检测。

接下来，裴金菊以白色HDPE为例介绍了SORS是怎样工作的。绿色表示HDPE白色的瓶子，蓝色表示里面的物料。我们可以看到瓶子里面物料的光谱图已经显示出来了。在整个SORS工作原理里包含两个步骤。第一步：激光直接打在检测器的下方，这时获得的光谱图是以包装的信息为主，但是也会有非常弱的物料的信息展现出来。这次测量称为“Zero Offset Measurement”测量。然后激光的测量位置就会移动，物料的信号慢慢增加，包装的信号慢慢减弱，这个测量过程称为“Spatially Offset Measurement”有空间位移的测量。通过这两次简单的测量，还是没法获得完整的物料信息的，不能减免包装的影响。

计算机实现扣除包装的功能，而这个功能就是包含在SORS专利技术里面的。最后计算机就会得到一个纯的物料的光谱图，而没有包装的影响。最后将得到的光谱图和物料的标准图对比，实现了物料的定性鉴别。这就是SORS整个工作原理。先经过一个没有空间位移的光谱测量，再经过一个有空间位移的光谱测量，最后就得到了物料的光谱信息，而不受包装的影响。

SORS的应用非常广泛，下面从两个方面从来阐述：

1、SORS在原料药身份验证上的应用；

SORS在原料药验证上的应用，是由RapID拉曼光谱仪器实现的。2015年药典颁布后，拉曼光谱被广泛的接受应用在原料药现场身份鉴定的工作。传统的拉曼技术是要穿透传统包装才能测定。药厂里绝大多数包装像牛皮纸袋、不透明的蓝色塑料桶、白色塑料桶以及编织袋等。传统的拉曼测试，都要有个取样的过程，而SORS验证就可以穿透不透明包装的原药厂进行身份验证。无需打开包装，高通量验证和无菌样品测试的特点。相比取样测试，节省大量的时间和成本（100%验证），检测分析变得方便快捷，在仓库几秒钟即可完成测试。

传统的取样测试的流程就比较繁琐。包括几个流程：货物先到达卸货区、然后送到检疫隔离区、之后送到专用的取样间、再送到QC实验室，最后放行生产等环节，这样时间都耽搁在取样的时间上了。如果使用SORS这个仪器，就像下图演示的那样，靠近包装周围，就可以检测出来获得光谱图，直接在仪器上就会显示物料是否通过，这样2-3秒钟就完成了检测，如果用传统的方式需要大半天或是一天的时间才能完成。接下来裴金菊又列举了两个实例分别说明SORS检测的快捷性。

　　实例1：检测1.5mm厚PP瓶里的蔗糖，传统拉曼没有鉴别到蔗糖，而SORS 只用3秒就获得样品的SORS谱图

实例2：多层牛皮纸袋里的葡萄糖。典型的牛皮纸袋都是2-3层的棕色/白色牛皮袋，并含有荧光成分。传统的拉曼仪器只能获得荧光信号，而SORS RapID获得葡萄糖的谱图

SORS在原料药方面的优势：对于今后无菌或有危险的产品，不打开容器是一个优势。不打开容器减少污染量的风险，减少检验员身处在危险化学品周边的风险。对于无菌级别的产品，包装昂贵，一旦打开货架期的问题，可能需要在氮气环境下包装，通常采用小容量包装5-2000ml,高OHC材料的多层包装最好避免取样。由此，此仪器应用领域广泛：例如军事搜索、爆炸物处理环境；消防现场危险品检测；公安，安全和调查等场合都充分发挥优势。

SORS仪器

2、SORS在毒品、爆炸物、危险品现场快检上的应用；

SORS在毒品、爆炸物、危险品现场快检上的应用是以Resolve这款光谱仪来实现的

Resolve的特点：（1）鉴定未知物的成分。（2）检索出来的成分自动显示在屏幕上，包括CAS信息。（3）包括爆炸物及前驱体、有毒工业化学品、麻醉剂和常规化学品的综合谱图库。（4）唯一能够穿透大多数容器进行检测。我们用这台仪器可以穿透非透明包装进行鉴定。如检测爆炸物、易燃物、氧化剂、腐蚀性化学试剂、对环境有害的有毒的和破环环境等试剂。大多数的非金属密封容器，像不透明的塑料、深色玻璃瓶、多种颜色的塑料桶、牛皮纸袋和信封等。

SORS在毒品、爆炸物、危险品现场快检方面的优势：安全操作-将危险品保持在容器中；高效-无需取样，无需移动样品，无需浪费宝贵的时间在穿戴个人防护品上；保护证据-保证犯罪现场容器的完整性；加快决策-在行动前，更早地获得完整、准确的信息。例如用Resolve对三硝基甲苯的检测、雷酸银的检测、苯唑卡因的检测、可卡因混合物（最低含量9%）都可以检测出来，甲苯透明液体装在红色厚的HDPE塑料桶里都可以快速检测出来。

二、透射拉曼光谱（Transmission Raman Spectroscopy,简称TRS）

透射拉曼光谱的原理：激光透过整颗片剂散射，拉曼信号由整颗片剂产生，在片剂另一端收集到的拉曼信号是所有组分的信号加和。传统拉曼是从一侧收集样品的表面信息，透射拉曼是从一侧进入，另一侧搜集透射信号得到的信息。这就是透射拉曼和传统拉曼的区别之处。透射拉曼不是安捷伦的独家技术，其他家公司也有，但是将透射拉曼应用在药物分析上是安捷伦的首创。TRS100仪器就是我们研制出来专门检测药物的仪器。应用特点：主要成分含量均一度分析；无损定量分析片剂中的晶型。

TRS在药物主成分一致性分析和晶型定量分析方面的优势：(1)快速定量分析，无消耗品；(2)节省CU（主成分含量均一度分析）成本；高通量筛选和分析，实现在线监测和实时放行，不影响连续生产制造；(3)灵活-适合于包衣片剂，胶囊，粉末，多组分药物分析；(4)对操作者的技能要求不高，降低检测结果的变数。它的分析能力可以检测大部分片剂，包衣片和胶囊。检测限量在Limit of Detection0.1-1%；定量限在Limit of Quantification<1%。每颗片剂只需几秒钟，多有效成分分析<8mm片剂厚度。无需样品前处理，检测范围广泛：厚度达8-10mm的片剂，包括包衣片；装有液体和悬浮液的瓶子；所有颜色和大小的硬胶囊；密实袋装粉末、软胶囊、HTS6孔板等样品。透射拉曼比近红外建模的可靠性要高出很多。

以萘心安片剂-甘露醇赋形剂为例TRS100仪器1s获得的TRS谱图可以看出，多组锐峰、方便分析和解释、每个化学组分的谱线具有指纹性、从光谱信息分析问题受以下变化影响不明显：颗粒大小、湿度、片剂密度不均匀、片剂厚度不均匀等因素影响。有颜色的胶囊用传统的拉曼检测只能检测出表面的信息，因此都是荧光信号。看不到里面化学成分。透射拉曼就能检测出样品的光谱图。拉曼光谱图对胶囊壳和包衣对信号的影响很小。以药物检测为例，对感冒药中的成分进行分析，检测出乙酰氨基酚含量85%、苯肾上腺素1%、咖啡因4%、赋形剂10%的定量成分结论。以多晶型的定量分析为例，说明氟灭酸的混合拉曼谱图晶型纯度分析的应用都获得了完整的谱图。

裴金菊在Webinar会议中就在线听众提出的问题进行了解答。

问题1：拉曼的建模，大概是什么水平的人，要多少样品训练，多长时间？您说NIR近红外建模要难一些，那近红外需要什么水平的人，要多少样品训练，多长时间建好？

回答：相比于近红外，拉曼光谱峰位尖锐，受干扰的因素少，所需的样品量少，在同等数量样品量的条件下，拉曼模型的预测结果会更好一下，它们都是用PLS方法建模，所需时间几乎是差不多的。而且近红外和拉曼建模前标准样品的准备和HPLC标定含量是需要比较长的时间，建模的时间比较短。

问题2：刚才您讲的SORS和TRS，两款的应用区别在哪里？是TRS检测灵敏度更好，可以定量；而SORS是不行的，对吧？

回答：SORS从搜集信号来看跟传统模式相近，是背散射的形式，所以是用来定性测量。TRS是穿透性检测，因此用来做定量的测试准确度更高一些。