2011,45(12):39—43/朱明文，等中国兽药杂志
近红外光谱法快速检测
兽用冻干疫苗中的水分含量
朱明文，朱业伟，田福成，张万林.
(1.中国兽医药品监察所，北京100081;2.北京凯元盛世科技发展有限责任公司，北京100081;
under age10 years old3.北京信得威特科技有限公司，北京101305)
[收稿日期]2011—10—26[文献标识码】A[文章编号]1002—1280(2011)12—0039—05[中图分类号]$859.797
[摘要]利用积分球漫反射近红外光谱法检测了7种动物用冻干疫苗中的水分含量.采用PLS
算法，全交互验证建立定量校正模型,SECV为0.0293,SEP为0.0493,R为0.9936.对27个样本
的预测偏差范围为一0.47～0.63，相对标准偏差为0.19%～2.24%,F检验表明近红外光谱法检测
动物疫苗中水分含量与卡尔费休法无明显差异，为近红外方法在动物疫苗水分含量无损检测的应
用提供了依据.
[关键词]近红外；动物疫苗；水分含量；过程分析技术StudyonFastDeterminationofMoistureinFreeze——dried
AnimalV accineswithNIRMethod
ZHUMing—wen,ZHUY e—wei,TIANFu—cheng.,
ZHANGWan—lin
(1.ChinaInstituteofV eterinaryDrugControl,Being100081,China;2.BeijingKaiyuanshen gshiScienceandTechnologyDevelot,tnent
CorporationLtd,Beijing100081,China;3.BeijingXindeweiteScienceandTechnologyCor poration,Beifing101305,China)
Abstract:Thearticledevelopeddeterminationmethodofwatercontentinanimalvaccineswit hintegratesphere
diffusereflectanceNIRspectrometer.andestablishedquantitativecalibrationmodelswithP LSalgorithmandfu11
cross—validation.SECVwas0.0293.SEPwas0.O493andRwas0.9936.Thepredicteddeviationof2 7
samplesdistributedwithintherangeof一0.47～0.63.JR肋was0.19%～2.24%.FtestindicatedthatNIR methodandKarlFischermethodshowednosignificantdifferenceinwaterdetectionofanima lvaccines.The experimentprovidedimportantreferencevalueinanimalvaccineswaterdetectionwithNIR method.
Keywords:near—infrared;animalvaccines;moisturecontent;processanalyticaltechnology
保藏兽用疫苗和菌毒种等生物制品，最好的方
法之一是通过冻干除水，使产品在真空状态下保
存.由于冻干后残余水分影响产品的品质，生物制
品质量标准中明确规定了冻干品残余水分的含量
一
般为1.0%～3.0%.目前，主要采用卡尔费休
江民通行证法，真空干燥失重法测量残余水分的含量，其方法
耗化学试剂和能源等.近年来，随着科学技术的进
步，近红外光谱技术因其不破坏样品，高通量，在
线等，在农业.I6]，医学，药学-16]，食品'-19]
呼吸道病毒等领域研究得到深入广泛的应用，美国，欧盟等已
经将其纳入药典和制药工业在线控制分析的主要
手段之一,2010版《中国兽药典》亦收录了此方法.
据了解国内兽药行业还未有相应研究和应用的报
作者简介：朱明文(1954年一)，副研究员，从事仪器分析，冻干技术，兽药生产研究，信息技术及管理等工作.
中国兽药杂志2011,45(12):39～43/朱明文，等
道.鉴于兽用生物制品在动物疫病的防控中发挥
越来越重要的作用，结合近红外光谱技术，探讨研
究兽用生物品残余水分的检测，产品的鉴别和冻干
过程水分在线控制的方法，对确保疫苗冻干产品品
质，提高冻干效率，降低生产成本具有非常重要的
现实意义.本实验研究了近红外光谱技术快速检
测兽用冻干疫苗中水分含量的分析方法.
1材料与方法
1.1实验仪器AxsunNIRAnalyzerXIA10，美国
Axsun公司，具有超辐射发光二极管(Super—luminescentLightEmittingDiode,SLED)光源,
Fabry—Perot干涉分光系统,InGaAs检测器，波长范
围1350～1800nm，分辨率3cm一,50ms扫完全
谱，无线数据传输，半导体集成化封装；电子天平
METFLERTOLEDOAL204型和卡尔费休水分测定
仪MERRLERTOLEDODL3l型，瑞士梅特勒一特
利多公司.
1.2实验材料鸡新城疫活疫苗(Lasota),1000
羽份/瓶，批号201007004和201011001；鸡痘活疫
苗,1000羽份/瓶，批号201005002；猪瘟活疫苗(兔
源),10头份/瓶，批号201010002；猪瘟活疫苗(脾
淋源),1000头份/瓶，批号201005004；鸡新城疫中
等毒力活疫苗(I系),1000羽份/瓶，批号
201011001；鸡传染性法氏囊病中等毒力活疫苗(B87),1000羽瓶，批号201009001；鸡新城疫,
传染性支气管炎二联活疫苗(Lasota+H120),1000
羽g)/瓶，批号201010002，共计8个批号.
冻干疫苗样品为北京信得威特科技有限公司
生产，其中鸡传染性法氏囊病中等毒力活疫苗
(B87)的保护剂为耐热保护剂，其余的均为牛奶保
护剂.
1.3分析方法通过卡氏法测定冻干疫苗的残余水
蔡星辰分含量，并作为参考标样，矫正近红外光谱，通过对光谱的数学处理分析获取疫苗冻干残余水分的含量. 2实验介入疗法
2.1光谱采集将疫苗成品从冷藏库中取出，在
实验室环境放置15min，待测品温度与室温基本一致后开始测量.积分球(带探测器)和主机通过电
缆连接，光源发光通过光纤传输到积分球.测量
时，无需破坏疫苗瓶，直接将疫苗瓶底部擦干后放
在积分球顶部的通光孔之上，测量扫描光谱.测试
条件为：全谱范围采集，样品采集次数32次，采样
步长0.5nm.得到的疫苗光谱图如图1所示.
图1各疫苗的近红外光谱图
2.2参考样品水分含量的测定先采集样品光谱
数据，然后利用卡尔费休法测试样品水分含量，以
卡氏法数据矫正光谱.
3结果与讨论
3.1样品的选择依据冻干疫苗样品的光谱特
性，选择样品.在获取的30个样品中，有3个样品景德镇高专学报
的保护剂为耐热保护剂，扫描得到的光谱与其余的差别较大，如图2所示，建模分析时处于离散状态,
影响建模效果，故将其剔除，实际采用27个保护剂相同，光谱基本一致的样品进行建模分析，按照水分含量排序，选择其中18个样品作为校正集，另外9个样品作为预测集.
不同的保护剂因化学成分不同，近红外光谱能
够体现出差异.常用的冻干保护剂有牛奶，铝胶,
糖及多元醇类，氨基酸类，表面活性剂类等，为鉴别冻干疫苗提供了快速，简便的方法.
图2耐热保护剂和牛奶保护剂光谱差别
3.2预处理方法的优化对光谱进行预处理是近
红外光谱数据分析前必不可少的步骤，其主要目的是通过对原始数据进行一系列数学变换，放大光谱信号之间的差异，减小或消除测量过程中引入的误差以及样品间相同的信号变化等.比较常用的预处理方法有平滑，求导，多元散射校正MSC，标准正态变量校正SNV以及数据的中心化，归一化等，除此之外，还通常采用傅里叶变换，小波变换以及主成分分析等方法将有效信息从含有噪声背景的原2011,45(12):39~43/朱明文，等中国兽药杂志
始信息中剥离出来，以达到提高分析效果的目的. 实验采用专业软件TheUnscramblerver9.7进
行数据分析.在全谱范围内，采用PLS全交叉验证方法建立模型，比较了常用的三种前处理方法对模型建立的影响.由于18个样品比较少，测量时每
个样品采集3次，以扩大样本量.结果如表1所示.比较不同算法得到的结果，最终采取8号预处理方法.采用8号预处理方法建立模型对水分含量预测值和真实值的回归曲线如图3所示.
表1不同预处理方法对模型的影响
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