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本文闡述了如何使用光學(xué)顯微鏡和激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）相結(jié)合的二合一方法識別制藥行業(yè)中的微粒污染物。藥物和靜脈注射溶液等藥品的微粒污染可能會導(dǎo)致嚴(yán)重問題。為消除藥品微粒污染，最重要的是能夠快速、準(zhǔn)確地識別污染，甚至能夠快速找到污染源。激光誘導(dǎo)擊穿光譜可以對材料進(jìn)行快速的多元素分析。本文介紹的二合一方法可以同時(shí)提供目視檢查（顏色和形狀）和化學(xué)（成分）分析，可快速、可靠地識別非監(jiān)管環(huán)境中的微粒污染物。本文討論的解決方案還可以用于制藥工業(yè)的污染物識別和根本原因分析。
醫(yī)藥產(chǎn)品中的微粒污染，例如藥物（液體和固體藥片）、靜脈注射（IV）/輸液溶液、滴眼液和吸入器 [1-7],里存在的微粒污染，可能會對重癥患者造成重大威脅。為了保證醫(yī)藥產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，識別和消除藥品中的微粒污染至關(guān)重要。然而，如果只對微粒進(jìn)行目視檢查，可能難以找到污染源。對微粒進(jìn)行化學(xué)分析更容易找到污染源，但常用的掃描電子顯微鏡和能量色散光譜（SEM/EDS）方法不僅流程復(fù)雜、耗時(shí)長，且無法揭示微粒顏色信息 [3,7]。光學(xué)顯微鏡和激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）相結(jié)合的二合一材料分析方法，可以確定微粒的形狀、大小、顏色和組成，快速、可靠且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠[8]。它可以同時(shí)對微粒污染物進(jìn)行目視檢查和化學(xué)分析，而不需要額外進(jìn)行樣品制備或使用多臺儀器。目前用于研發(fā)和工程實(shí)驗(yàn)室等非監(jiān)管環(huán)境的DM6 M LIBS 二合一材料分析系統(tǒng)在制藥工業(yè)污染根本原因分析方面表現(xiàn)出巨大潛力 [9]。
制藥工業(yè)中的微粒污染
醫(yī)藥產(chǎn)品中的微粒污染，如藥品（液體和固體藥片/片劑），靜脈注射（IV）/輸液溶液、滴眼液和吸入器等的微粒污染，來源廣泛（包括溶液、包裝、密封件中的未溶解殘留物等）[1-4]。微粒污染物的組成多種多樣，包括金屬、玻璃和合成（橡膠）材料等[1,3,4]。微粒污染可能會對患者造成威脅，因?yàn)樗鼈兛赡軙?dǎo)致敗血癥、全身炎癥反應(yīng)綜合征（SIRS）、器官功能障礙或衰竭、靜脈炎和肉芽腫性肺動脈炎 [4-6]。
微粒污染識別可以分為幾個步驟。第一步是用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行目視檢查，以確定微粒的大小、形狀、顯微結(jié)構(gòu)和顏色，并對它們進(jìn)行計(jì)數(shù)。下一步是對微粒進(jìn)行化學(xué)分析，以確定成分，更容易找到微粒來源（根本原因分析）。微?；瘜W(xué)分析通常使用SEM/EDS進(jìn)行，然而，SEM/EDS需要將樣品轉(zhuǎn)移到真空室將污染微粒分離出來，成本高昂、耗時(shí)長。二合一方法對微粒的目視檢查和化學(xué)分析更有效（見圖1）。
圖1：二合一方法以及SEM/EDS的根本原因分析流程比較。二合一方法不需要額外進(jìn)行樣品制備，也不需要使用多臺儀器，分析在空氣中進(jìn)行，而不需要在真空中進(jìn)行，目視檢查和化學(xué)分析更快。
微粒分析
僅進(jìn)行目視檢查時(shí)，不同金屬微粒（高合金或低合金鋼、鋁合金等）的外觀非常相似，有時(shí)很難確定微粒污染源。在這種情況下，對微粒進(jìn)行瞬時(shí)成分分析將極有助于有效找到微粒來源，從而有效減少藥品中的污染物。然而，如上所述，使用SEM/EDS進(jìn)行成分分析，過程緩慢、繁瑣。
使用二合一解決方案，如徠卡顯微系統(tǒng)的 DM6 M LIBS，比SEM/EDS更具優(yōu)勢（圖1）。例如，使用LIBS元素分析可以看到微粒的真實(shí)顏色，從而快速有效地確定污染源。當(dāng)僅憑目視檢查還不夠時(shí)，用戶可以根據(jù)LIBS光譜中的光譜指紋和特征信號來識別微粒。因此，LIBS可以提供與藥品微粒污染相關(guān)的有用元素信息。
微粒分析
僅進(jìn)行目視檢查時(shí)，不同金屬微粒（高合金或低合金鋼、鋁合金等）的外觀非常相似，有時(shí)很難確定微粒污染源。在這種情況下，對微粒進(jìn)行瞬時(shí)成分分析將極有助于有效找到微粒來源，從而有效減少藥品中的污染物。然而，如上所述，使用SEM/EDS進(jìn)行成分分析，過程緩慢、繁瑣。
使用二合一解決方案，如徠卡顯微系統(tǒng)的 DM6 M LIBS，比SEM/EDS更具優(yōu)勢（圖1）。例如，使用LIBS元素分析可以看到微粒的真實(shí)顏色，從而快速有效地確定污染源。當(dāng)僅憑目視檢查還不夠時(shí)，用戶可以根據(jù)LIBS光譜中的光譜指紋和特征信號來識別微粒。因此，LIBS可以提供與藥品微粒污染相關(guān)的有用元素信息。
在下圖2A-E中，用光學(xué)顯微鏡對不同材料組成的微粒進(jìn)行成像，并使用 DM6 M LIBS 二合一方法用LIBS進(jìn)行分析。
圖2A：可能來自容器蓋的鋁（Al）合金微粒
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