中药丸剂生产过程控制及质量表征技术研究进展.pdf

第42 卷 第 8 期2023 年8 月Vol.42 No.810121025分析测试学报FENXI CESHI XUEBAO（Journal of Instrumental Analysis）中药丸剂生产过程控制及质量表征技术研究进展吴思俊1，2，张晓阳1，2，郭抒博1，周桂芳3，陈伟3，李文龙1，2，3*（1天津中医药大学 中药制药工程学院，天津 301617；2现代中医药海河实验室，天津 301617；3上海真仁堂药业有限公司，上海 200000）摘要：自古以来，丸剂在中药剂型中占据着重要地位。中药丸剂的制备工艺简洁、疗效确切，在已上市的中药制剂中占有相当大的份额。为提升中药丸剂的整体质量，除需要对原辅料质量进行严格控制之外，对丸剂制备工艺进行监测、优化，以及对最终剂型质量进行全面、准确的表征是产品质量提升中至关重要的环节，而实现这一目的需要运用现代分析技术。该文通过对中药丸剂质量表征及生产过程中所使用的图像分析技术、生物传感技术、光谱及其成像技术、指纹图谱技术等关键核心技术的应用进展进行综述，系统总结了这些技术的应用场景、应用潜力及优缺点。另外，由于这些分析技术目前在中药丸剂生产中的普及程度较低并且存在一定的应用局限性，该文对其在未来应用中的改进和联用方式，以及中药丸剂质量提升策略进行了展望，以期为中药丸剂质量表征以及生产过程质量控制研究提供参考。关键词：中药丸剂；过程控制；质量表征；质量提升；图像分析技术；生物传感技术；光谱成像技术；指纹图谱技术中图分类号：O657.3；R284 文献标识码：A 文章编号：1004-4957（2023）08-1012-14Research Progress on Production Process Control Technology and Quality Characterization Technology of Traditional Chinese Medicine PillsWU Si-jun1，2，ZHANG Xiao-yang1，2，GUO Shu-bo1，ZHOU Gui-fang3，CHEN Wei3，LI Wen-long1，2，3*（1College of Pharmaceutical Engineering of Traditional Chinese Medicine，Tianjin University of Traditional Chinese Medicine，Tianjin 301617，China；2Haihe Laboratory of Modern Chinese Medicine，Tianjin 301617，China；3Shanghai Zhen Ren Tang Pharmaceutical Co.，Ltd，Shanghai 200000，China）Abstract：Pills have been holding a significant place in traditional Chinese medicine formulations since ancient time Chinese medicine pills have occupied a considerable portion of the products brought to market due to their concise preparation process and precise therapeutic effectsTherefore，it is quite essential to strictly control the quality of raw materials in order to improve the overall quality of traditional Chinese medicine pillsHowever，it is equally crucial to monitor and optimize the pill preparation process，and to comprehensively and accurately characterize the final product qualityAchieving these objectives is critical for improving product quality，which needs the help of modern analytical techniquesThe current progress on the applications of key techniques such as image analysis technique，biosensing technique，spectroscopy and its imaging technique and fingerprint technique in the quality characterization and production process control of traditional Chinese medicine pills are systematically reviewed in this article，based on literature review and analysis of related standardsFurthermore，the application scenarios，potential，advantages，and limitations of these techniques are also systematically summarizedFinally，an outlook is provided for their future improvement，combination，and strategies for upgrading the quality of traditional Chinese medicine doi：10.19969/j.fxcsxb.23042402收稿日期：20230424；修回日期：20230602基金项目：上海市2022年度“科技创新行动计划”生物医药科技支撑专项项目（22S21904600）；现代中医药海河实验室科技项目（22HHZYSSS00004）通讯作者：李文龙，副研究员，研究方向：中药质量控制技术，E-mail：综述第 8 期吴思俊等：中药丸剂生产过程控制及质量表征技术研究进展pills since their relatively low popularity and certain application limitations exist in traditional Chinese medicine pill production，aiming to provide a valuable reference for the research on the quality characterization and production process control of traditional Chinese medicine pills.Key words：traditional Chinese medicine pills；process control；quality characterization；quality improvement；image analysis techniques；biosensing techniques；spectral imaging techniques；fingerprint techniques丸剂是中药传统剂型之一，指中药饮片细粉或提取物加适宜的粘合剂或其他辅料制成的球形或类球形制剂1。关于丸剂的记载最早见于战国时期的 五十二病方。中药丸剂的制备工艺简洁，药效缓和而持久，所谓“丸者，缓也”，正是对其药效特征的一种描述。基于这一特点，中药丸剂常用于慢性疾病的调养治疗、减少药物不良反应和调节身体机能2。截至目前，中药丸剂的传统剂型主要包括蜜丸、水丸、水蜜丸、浓缩丸、蜡丸等。在中药丸剂的创新发展中，产生了一些新的现代剂型，如缓控释微丸和以固体分散技术为基础的滴丸3。中药丸剂在2020版 中华人民共和国药典（一部）中占成药的24.7%，表明其在中药剂型中占据着极其重要的地位。全面控制并提升中药丸剂的整体质量，对于充分发挥该剂型的治疗优势具有重要意义。在丸剂的生产过程中，制备过程的工艺单元和关键工艺参数（CPP）分别是操作方法和操作的核心参数，而最终成品的关键质量属性（CQA）则是评价产品质量是否达到预期的标准45。然而，大多数制药企业在中药丸剂的生产过程中，往往依靠人工经验和较传统的质量分析、评价、控制方法来指导生产过程，忽略了CPP与CQA的内在关联，或是由于分析测定方法和其他因素的限制导致对这种关联研究不充分，从而出现最终产品质量良莠不齐的现象。为提升中药丸剂产品的质量，需要借助过程分析技术（PAT）将处于黑箱或灰箱体系中的丸剂生产过程，转变为状态可视、参数可调的生产过程。此外，还需利用现代分析技术全面评估最终产品的质量，以生产出高质量的产品为目标指导生产过程。近些年来，现代分析技术和相关理念取得了长足发展，用于中药丸剂质量表征的分析技术越来越多，也越来越全面。另外，智能制造、连续制造的理念已经在各行各业逐渐普及并得到专家学者的广泛认可。中药产业正处于转型升级的关键阶段，中药制剂实现智能化生产具有极其重要的意义，而中药生产过程质量控制则是实现这一目标的关键环节68。鉴于以上分析，本文对中药丸剂生产过程控制技术和质量表征中的现代分析技术进行综述，并对其未来发展趋势进行展望，旨在为中药丸剂质量提升研究提供参考。1 中药丸剂生产过程控制技术 在中药丸剂的生产过程中，原辅料是决定制剂质量的根本，而生产工艺则会对产品质量产生重要影响。因此，要提升中药丸剂的整体质量，除需对原辅料质量进行严格控制外，深入理解、研究并控制各个工艺过程至关重要9。然而，由于目前中药生产设备和配套的分析技术还比较落后，导致丸剂生产过程在“黑箱”或“灰箱”体系中进行，工艺过程状态模糊、过程数据匮乏和依靠事后检测调节工艺，已经成为中药生产过程的常见现象。为了厘清中药丸剂生产工艺对产品质量造成的具体影响，首先需要运用PAT技术对工艺过程进行可视化研究，只有彻底了解并掌握工艺过程的本质特征才能实现其精确控制。中药丸剂的种类较多，不同丸剂所涉及的工艺往往存在一定区别，其中使用频率较高的工艺包括提取、浓缩、混合、炼蜜、合坨、包衣等。其中，提取、浓缩工艺常用于原料药的制备，混合工艺用于原料药之间或原料药与辅料间的处理，炼蜜工艺用于辅料的制备，合坨过程用于中间体的制备，而包衣工艺则常用于提高产品稳定性、掩味，或者改变丸剂中药物的溶出性质。1.1提取过程控制技术提取是中药丸剂生产中必不可少的环节，在获取中药浸膏或提取物之前均需进行药材的提取。如果成分提取不充分，不仅会增加企业的生产成本，还会对下游操作产生影响10。而过度提取同样会提高生产成本，并可能提高杂质含量和增加指标性成分降解的风险。由于中药材质量往往存在波动性，因此，针对不同批次药材的提取，需要进行在线监测并对提取终点进行准确、及时的判断。近红外（NIR）光谱技术是一种快速、无损且绿色环保的分析技术，记录的是化合物中含氢基团1013第 42 卷分析测试学报（CH、OH、NH等）的倍频和合频吸收，能够反映制剂的整体质量。近些年来，NIR光谱技术已被成功应用于中药提取过程的在线监测研究，利用不同阶段提取液的光谱信息可以对提取过程的运行状态进行表征，并对成分的提取终点进行判断。吴思俊11利用NIR光谱技术对葛根芩连汤中的葛根、黄芩、黄连、甘草4味中药进行了提取过程在线监测研究，实现了葛根素、小檗碱、黄芩苷和甘草酸4种成分提取终点的准确判断和异常提取过程的准确识别。Gao等12以丹参为研究对象，利用NIR光谱技术对丹酚酸B的提取终点进行准确判断，该技术可应用于药材提取过程的监测研究。1.2浓缩过程控制技术在中药浓缩丸的制备过程中，浓缩工艺是制备浸膏前至关重要的环节，提取液的浓缩可以提高药物成分的浓度，并最终减小丸剂的大小，使其更易于服用13。在实际生产过程中，浓缩终点常依赖传统经验进行判断。然而，该方法主观性较强，容易造成终点的误判。而浓缩终点的不确定性将直接影响后续工艺，进而影响产品质量。因此，需要对浓缩过程进行在线监测。NIR光谱技术由于具有快速无损检测和能够反映样品化学、物理特征等优点，目前已被应用于中药丸剂浓缩过程的在线监测研究。胡浩武等14在线收集了浓缩六味地黄丸的浓缩液样品并采集其NIR光谱，分别建立了NIR光谱与马钱苷、丹皮酚含量以及浸膏密度数据间的校正模型，实现了对三者的准确、实时定量分析，解决了浓缩六味地黄丸提取液浓缩过程中定量分析操作复杂、分析周期长的问题。针对香砂养胃丸（浓缩丸）的浓缩过程，周琳琳15利用NIR光谱技术建立了该过程中橙皮苷、厚朴酚等成分以及浸膏相对密度的定量校正模型，所建模型能够用于制剂浓缩过程的指标性成分分析，并为浓缩过程的质量分析提供依据。以上研究证明，NIR光谱技术在丸剂浓缩过程在线监测中具有良好的可行性和应用潜力。1.3混合过程控制技术混合是中药丸剂制备过程中的关键环节，混合均匀度会对最终制剂的质量产生重要影响。混合不均匀可能导致不同批次产品之间剂量的差异，并最终影响药效16。而过度混合不仅会增加资源的消耗，还可能导致脱混现象的发生。然而，在目前的中药生产过程中，混合工艺的控制水平还较低，往往是通过设置固定的混合时间或是采用取样离线分析这种耗时的方法进行控制。但混合过程极其复杂，不仅受原辅料性质的影响，还受混料速度、填料体积、混料罐类型等众多因素的影响，因此不同批次物料的混合终点可能不同。采用传统的控制技术往往会造成混合终点的误判，并最终对产品质量产生负面影响。随着 工业过程分析技术指南 的发布，一些 PAT 技术包括 NIR 光谱技术、激光诱导击穿光谱（LIBS）技术等已被应用于中药混合过程的终点判断。Wu等1718利用NIR光谱技术对清咽片和大黄苏打片的混合过程进行监测研究，实现了两种片剂中物料混合终点的准确判断。Liu等19利用LIBS技术对安宫牛黄丸的混合终点进行了准确判断。针对丸剂原辅料物理特性差异较小的混合体系，脱混现象的发生概率较低，此时，运用NIR光谱技术或LIBS技术采集混合体系中物料的单点或少数几个点的光谱信息，即可实现物料混合过程的监测研究。然而，当丸剂原辅料物理性质差别较大时，混合过程将变得更加复杂，物料发生分层、脱混现象的概率较高，仅凭某处的光谱信息难以表征整体的混合状态。针对这种混合体系，需要获取物料在混料装置中的空间信息方能对其混合过程进行表征，因此更适合使用具有快速分析特征的光谱成像技术（NIR光谱成像技术2021、视觉成像技术22）。但目前还未有将光谱成像技术应用于中药丸剂混合过程终点判断的报道，本课题组正在进行利用工业CCD相机实现盐酸青藤碱缓释微丸混合终点判断的相关研究。1.4炼蜜过程控制技术蜜丸在中药丸剂中占据着非常重要的地位。在蜜丸的制备中，炼蜜作为一种天然粘合剂，主要起到将各种药材、辅料粘合在一起形成坚硬丸剂的功能。炼蜜的合理使用可以确保丸剂不易破碎、散落，对于大剂量丸剂的制备来说尤为重要。炼蜜的粘度和含水量等参数直接影响丸剂的成型和质量23。炼蜜的粘度过高或含水量过高，会导致丸剂难以成型或成型质量不佳，严重时还会出现开裂或断裂等问题。传统的炼蜜以炼制温度与含水量不同分为嫩蜜、中蜜和老蜜。因此在炼蜜过程中，对含水量进行实时监测非常重要。然而，从嫩蜜到中蜜的过渡时间一般只有几秒到几十秒，传统的水分测定技术难1014第 8 期吴思俊等：中药丸剂生产过程控制及质量表征技术研究进展以满足实时监测的要求。由于NIR光具有对水分敏感，并且可以通过光纤探头实现在线分析等优点，目前已经在炼蜜过程中得到了相关应用。Fu等24用NIR光谱法对炼蜜过程中蜂蜜的含水量进行在线监测，实现了嫩、中、老3种炼蜜含水量的快速测定和不同炼蜜程度蜂蜜的分级。然而，目前鲜有炼蜜过程在线监测的研究报道。在中药制剂开发过程中，基于“药辅合一”的理念，辅料的作用越来越受到重视。丸剂生产中炼蜜的质量评价和作用机理，以及炼蜜过程控制应得到更多的关注。1.5合坨过程控制技术合坨又称制丸块，是塑制法的关键工序之一。丸块的软硬程度及粘稠度，直接影响丸粒的成型过程以及贮存过程中丸粒的稳定性25。然而，目前的中药丸剂生产在投料前，往往依靠人工经验或传统分析技术控制粘合剂和药粉的质量，然后根据丸块物理特性对工艺参数进行调节。这种控制策略耗时费力，当工艺环节出现问题时不能进行及时调节以改善产品质量，合坨过程整体上缺乏控制技术。因此，在后续研究中，应使用适宜的过程分析技术监测丸剂合坨过程，从而实现从本质上提高该工序控制水平的目的。1.6包衣过程控制技术包衣是中药丸剂制备过程中极其重要的环节。由于中药丸剂中一般包含多种草药，有些丸剂通常非常苦涩和难以吞咽，因此需要进行包衣来掩盖味道、改善口感，从而提高患者服药顺应性。另外，包衣还可用于改变丸剂中药物的释放速度。以微丸为例，根据疾病特征和治疗需求，可以在微丸表面进行功能性包衣，使其获得缓慢释放、靶向释放等功能26。随着图像分析技术和PAT技术的快速发展，丸剂包衣过程在线监测的相关研究取得了一定进展。在包衣过程中，包衣厚度和含水量是制剂包衣质量的重要评价指标2728。对于普通丸剂包衣来说，包衣厚度过薄，可能会导致药物被氧化或受潮，从而降低药物的质量和稳定性。而对于微丸包衣，包衣厚度控制不佳则会显著影响丸剂药物的释放度，从而影响疗效。因此，在丸剂制备过程中，需要控制好包衣厚度，以确保丸剂质量稳定和药效有效。视觉成像技术是一种具有无损、快速检测和连续自动检测等优势的PAT技术，目前该技术已被广泛用于微丸包衣厚度的实时检测28。Kadunc等29利用视觉成像技术对微丸在流化床包衣过程中的包衣厚度变化进行可视化研究（图1），获得的结果与离线检测结果具有良好的一致性，该研究证实视觉成像作为一种在线监测微丸包衣厚度的技术具有良好的可行性。除视觉成像技术之外，NIR 光谱技术30、被动声发射技术31和空间滤波技术32等也有应用于丸剂包衣厚度在线检测的报道。含水量是丸剂包衣过程中非常重要的控制指标，当丸剂衣膜含水量过高时，丸剂表面的润滑膜可能会被水分冲散，导致药品溶出过快或溶出不均匀而影响药效，另外，还可能使丸剂粘连和受微生物污染的风险升高从而影响丸剂质量。相反，如果衣膜含水量过低，则可能导致丸剂表面不平滑，丸剂的衣膜可能会阻碍药物溶出，最终对药效造成影响。因此，在丸剂包衣过程中需要对含水量进行严格控制。然而，传统的水分测定技术并不能满足实时监测的目的。目前，NIR光谱技术已被广泛用于包衣过程中含水量的在线监测，具有较高的可靠性和准确度3334。2 中药丸剂质量表征技术 2020版 中国药典 中规定，中药丸剂需检查外观性状、溶出度、释放度、成分含量、水分、溶散时限、微生物限度等。但由于中药丸剂的种类较多，成分复杂，不同丸剂的质量评价指标往往存在一定的图1边界分割后的微丸图像29Fig.1Pellet image after boundary segmentation291015第 42 卷分析测试学报区别并处于有待完善的阶段。丸剂质量评价指标是否全面直接决定产品的品质优劣，而现代、科学的质量表征技术则能对产品质量进行科学的评价，并最终促进产品质量的提升。中药丸剂质量表征主要分为4个部分，即外观性状分析、化学成分及溶出性质分析、微生物限度测定，以及流变、质构特性分析。2.1中药丸剂外观性状分析技术外观性状是中药丸剂质量评价中的一项重要指标。标准中规定，丸剂外观应圆整，大小、色泽应均匀，并且无黏连现象。外观性状合格是丸剂品质优良的基础，用于该指标检测的技术方法目前已取得了一定进展。2.1.1丸剂圆整度测试技术丸剂的圆整度指丸剂表面光滑度和形状的一致性，是衡量丸剂制备质量的重要参数之一35。丸剂的圆整度对药物的质量和疗效有重要影响。丸剂表面如果凹凸不平或出现裂纹会导致药物释放速度不均匀，从而影响药物的吸收和生物利用度。此外，丸剂的圆整度不佳还会影响患者的用药体验，进而降低患者的用药顺应性36。因此，需要在制造过程中对丸剂的圆整度进行严格控制。丸剂圆整度的传统测试方法主要包括目测法、滚筒法、卡尺法等，这些方法在丸剂生产中的应用较为广泛，但同样存在不可忽视的缺点，具体如表1所示37。目前，图像分析技术已被用于中药丸剂圆整度的评价研究3839。该方法主要是通过数码相机或显微镜等设备获取丸剂的图像信息，然后对图像进行预处理，包括去噪、灰度化、二值化等处理以提高图像的质量，并使用图像分割算法获取丸剂的轮廓信息，最后通过计算丸剂的直径、周长等指标，结合丸剂轮廓信息，得到丸剂的圆整度指标。侯一哲等40利用工业CCD相机获取血塞通滴丸的图像信息，利用图像分析法得到滴丸的轮廓信息，通过计算丸剂长径、短径等物理参数实现了血塞通滴丸圆整度的快速评价（图2）。图像分析法具有高的精度和较高的准确度，可以对样品进行无损检测，适合对丸剂进行大批量的质量检查，具有较广的应用前景。但该技术也存在一些缺点，如要求操作人员具有一定的专业知识和技能，否则可能会影响结果的准确性。另外，进行图像分析之前需要对丸剂进行精确的拍摄和处理，因此要求丸剂表面干净、平整。在丸剂生产过程中，仅依靠一种测试技术来进行丸剂的圆整度评价是不严谨的，需要根据具体情况选择合适的技术，或者采用多种技术联用的方式进行圆整度评价。表1丸剂圆整度传统测试方法与应用缺点Table 1Test methods and application disadvantages of traditional techniques for roundness evaluation of traditional Chinese medicine pillsTechnique目测法滚筒法卡尺法临界角法Test method人眼观察丸剂表面的光滑度、平整度、裂纹和毛刺等特征，从而评价丸剂的圆整度将丸剂放入滚筒中进行滚动，观察丸剂的表面是否平滑光洁、无毛刺、无裂痕等。经过一定时间的滚动后，根据丸剂表面的光滑程度和轨迹绕旋的情况评价丸剂的圆整度对丸剂各个部位的直径进行测量，从而评价丸剂的圆整度将丸剂均匀放置于长度一定的玻璃板一端，将此端缓慢抬起，以丸剂开始滚动时玻璃板抬起的角度来评价丸剂的圆整度Disadvantage需要经验丰富的操作人员，否则容易出现主观误差；评价结果受到人眼分辨能力的限制滚动可能会对丸剂表面造成一定的磨损与刮擦，从而影响丸剂的形态和表面光滑度；不同丸剂的质地和硬度存在差异，对于过于松软或过硬的丸剂，滚筒法容易产生误差当测试量较大时，需要较长的测试时间，同时需要具备较高的操作技能需要进行多次测量取平均值，测试过程耗时较长图2血塞通滴丸最小外切圆（A）和最大内切圆（B）的图像40Fig.2The image of minimum circumcircle（A）and the maximum inscribed circle（B）for the Xuesaitong dropping pills401016第 8 期吴思俊等：中药丸剂生产过程控制及质量表征技术研究进展2.1.2丸剂粒径测试技术粒径测定是中药丸剂质量控制中的一个重要环节41。丸剂的粒径分布会对其药效、药效成分的释放和吸收以及制剂稳定性产生重要影响4243。通过粒径测定可以了解中药丸剂的制备工艺是否合理，是否达到制剂标准。如果粒径分布超过规定的范围，则需要对制剂的处方和工艺进行检查和调整，以确保产品质量符合标准。对于一些粒径较大的丸剂，一般需要使用专属的粒径测量装置来评价制剂的大小是否合格。而对常规大小或者粒径较小的丸剂而言，水平筛分法是进行粒径检测的最为常用的方法。该方法使用一组不同孔径的筛网，将丸剂按照尺寸大小分成多个等级，然后根据各等级的丸剂比例计算出制剂的粒径分布44。该方法操作简单、成本低廉，但需要根据样品特点选择适当的筛网孔径。卡尺法也常用于丸剂大小的测定，该法准确度高但并不适用于大批量样品的粒径测试45。目前，已有将激光粒度分析法和图像分析法用于丸剂粒径测定的研究报道。激光粒度分析法是利用激光光束扫描样品，从而使样品散射出不同强度和角度的散射光46。光束通过光学元件进行聚焦，接收器接收散射光，并测量光的散射强度、散射角度等参数；然后根据散射光的强度和角度计算出样品的粒径分布。Wu等47在研制盐酸青藤碱缓释微丸的过程中，利用激光粒度分析法对微丸的粒径分布范围进行了精确测定（图3），并将其作为制剂质量的重要评价指标实现了制剂处方和工艺的全面优化。利用图像分析法进行丸剂粒径分析的原理与圆整度测试相似，该法能够进行样品的无损检测且结果准确度较高。但在一般情况下，图像分析法和激光粒度分析法只适用于粒径较小的丸剂。2.1.3丸剂色泽评价技术中药丸剂的色泽是否均匀对丸剂的品质有很大影响。丸剂色泽的均匀程度能够反映原辅料在丸剂形成过程中的混合程度，还能在一定程度上反映丸剂的制备工艺、处方和药材质量对制剂质量的影响40。色泽分布不均表明丸剂的质量不稳定，因为不同颜色的丸剂可能具有不同的药效和药物释放速率，从而影响丸剂的疗效48。因此，在中药丸剂制备过程中，需确保丸剂的色泽分布均匀，以更好地发挥药物的疗效。然而，现阶段中药丸剂色泽评价还未形成统一的标准，一般采用肉眼观察法进行丸剂色泽评价。当同时满足下面3个指标时认为丸剂色泽均匀：丸剂鲜艳度适中，无暗淡、暗沉或发黄现象；丸剂无明显的色差或色斑；丸剂色泽应浓淡适中，不过浓或过淡。然而，仅依靠肉眼观察来评价丸剂色泽的均匀程度可靠性较差，因为不同观察者可能产生不同的评价结果。此外，该方法难以对色泽进行量化评价，也无法检测出一些微小的色差或变化。随着计算机和传感器技术的发展，电子眼和色差仪已被应用于中药材的质量控制研究4950。电子眼和色差仪均具备色差评价的功能，前者通常用于检测样品表面颜色，原理是通过感光元件测量样品的反射光线，并将其转换为数字信号，然后使用算法来计算样品的颜色值；而色差仪则是使用分光技术将样品的反射或透射光分解为不同波长的光谱，然后使用光电传感器测量每个波长的光强，并计算出样品的各项色差参数。目前，电子眼和色差仪主要用于原药材和中药饮片的质量控制研究，在中药丸剂质量控制中尚未有报道5152。分析原因可能是中药丸剂大小难以控制，配方的复杂性使得丸剂具有强烈的色彩变化，因此在应用这些技术时会出现误差。而且电子眼和色差仪属于精密仪器，使用过程中需较高的技术操作水平和严格的仪器维护措施。另外，现阶段中药丸剂色泽评价受重视的程度远远不够。这些因素限制了电子眼和色差仪在中药丸剂质量评价中的应用程度。2.2中药丸剂化学成分及溶出性质分析技术2.2.1中药丸剂化学成分分析技术2020版 中国药典 规定中药丸剂需要进行含量测定，通常依据某几个指标性成分的含量进行丸剂的质量评价。常用的含量测定方法包括气相色谱53、液相色谱54和质谱法55等。白钢钢等56利用高效液相色谱法测定了银杏叶滴丸中萜类内酯类成分的含量，该方法重图3盐酸青藤碱载药微丸的粒径大小分布47Fig.3Particle size distribution of sinomenine hydrochloride drug-loaded pellets471017第 42 卷分析测试学报复性良好、准确度高。Jiang等57利用气相色谱联用质谱法对安宫牛黄丸中的21种主要化合物进行了准确定量，有助于安宫牛黄丸的质量控制研究。但需要强调的是，中药是一个极其复杂的多组分体系，绝大多数中药丸剂属于复方制剂，仅凭少数几个指标性成分难以客观反映制剂质量的稳定性和均一性。指纹图谱技术已被证明可从化学成分的角度综合评价中药丸剂的整体质量。该技术通过对丸剂中的多个化学成分进行分析检测，建立特征成分图谱，从而实现对制剂质量的综合评价。指纹图谱技术主要包括高效液相色谱指纹图谱58、液质联用指纹图谱59、气质联用指纹图谱60和紫外可见分光光度法指纹图谱61等。徐翠珊等62建立了复方麝香黄芪滴丸的高效液相色谱指纹图谱，对21个共有峰进行了标记并同时测定了8种指标成分的含量，成功开发了一种快速评价该制剂质量的方法。Wang等63利用液质联用技术对牛黄上清丸中的190种化学成分进行表征，获取了具有60种明确成分的指纹图谱数据（图4），提供了一种可用于复杂中药丸剂的整体质量控制方法。在对中药丸剂这种复杂的复方制剂进行的化学成分分析研究中，液相色谱法、质谱法以及二者联用等方法具有高的准确度和灵敏度，可以很好地完成化学成分含量测定和指纹图谱建立。然而，这些技术的使用往往需要消耗大量有机试剂和时间，在实际生产过程中，不能及时地提供产品质量信息指导生产。近些年来，随着化学计量学的快速发展和计算机算力的显著提升，NIR光谱技术已经被广泛应用于医药、食品、石油和化工等领域6467。在中药以及制剂的质量评价中，通过获取待分析样品的NIR光谱和目标成分含量标准值，并利用化学计量学算法进行深度分析，即可建立二者的关联模型。在后续未知样品的质量评价中，利用该模型即可完成目标成分含量的快速测定。谢惠英68以知柏地黄丸为研究对象，利用NIR光谱技术实现了制剂中芒果苷、知母皂苷B、知母水分、小檗碱和黄柏碱的快速测定，为知柏地黄丸中成分含量的测定开发了一种快速便捷的分析方法。侯一哲等69利用近红外光谱技术建立了血塞通滴丸中5种皂苷的定量校正模型，结果表明模型预测性能良好，能够实现5种皂苷含量的快速测定。样品的NIR光谱信息除了可用于成分含量的快速测定之外，还可通过生成NIR指纹图谱的方式对样品质量进行综合评价7071。然而，NIR指纹图谱技术还未在中药丸剂的质量评价研究中取得应用，相关学者应对该技术投入更多的关注和研究。2.2.2中药丸剂含水量测定技术中药丸剂的含水量是影响其质量和稳定性的一项重要指标，2020版 中国药典 中规定蜜丸的含水量不能高于15%，水蜜丸和浓缩水蜜丸的含水量不应高于12%，而水丸、糊丸和浓缩水丸的含水量则不能高于9%。丸剂含水量过高时，可能导致丸剂变质、吸潮发霉和细菌污染，从而影响其功效和安全。过低的含水量则会导致丸剂质地变硬、难以溶散，并最终影响药效72。因此，准确检测中药丸剂的含水量是保证其质量的前提之一。2020版 中国药典 中收载的中药制剂水分检测方法有费休氏法、烘干法、减压干燥法、甲苯法和气相色谱法5种，其中以烘干法和甲苯法最为常用。然而，这些方法均存在测试耗时长、不能实时监测丸剂含水量变化的缺点，因此不利于产品含水量的有效控制。由于NIR光对水分具有较强吸收，并图4牛黄上清丸粉末在负（A）和正（B）离子模式下的基峰色谱图63Fig.4Base peak chromatograms of the Niuhuang Shangqing pill powder in the negative（A）and positive（B）ion modes631018第 8 期吴思俊等：中药丸剂生产过程控制及质量表征技术研究进展且NIR光谱技术具有快速、可无损分析等优点，目前已被用于中药丸剂含水量的测定研究。魏宇楠等73以同仁牛黄清心丸为研究对象，利用NIR光谱技术分别建立了带玻璃纸和不带玻璃纸的同仁牛黄清心丸含水量检测模型，成功实现了该丸剂水分的快速测定。除NIR光谱技术外，时域反射法（TDR）也可用于含水量的快速测定，该技术是通过分析电磁波在样品中传播的时间和波形，得出样品的介电常数，从而计算出样品中的水分含量74。TDR技术具有非侵入式、快速分析、精确度高等特点，可以对固体、液体、气体等不同形态的样品进行水分含量测定。龙凤来等75利用TDR技术对香砂养胃丸中的含水量进行测定，结果显示香砂养胃丸含水量与发射值线性关系良好，该方法为丸剂制备过程中含水量的快速测定提供了新途径。在中药丸剂质量控制研究中，利用快速分析技术对制剂含水量进行监测和控制，对提升产品质量具有重要意义。2.2.3中药丸剂药物释放度测定技术在中药丸剂的质量评价中，药物的溶出性质是一个极其重要的考察指标。溶解释放是药物在体内充分发挥疗效的前提。当没有足够的药物聚集于病灶周围时，治疗效果难以得到保障。相反，如药物浓度过高则有可能产生毒副作用，对患者的人身安全产生威胁。因此，保证药物在体液中的溶解度良好并拥有平缓、稳定的溶出曲线至关重要，是产品安全、有效的根本保证76。药物的溶出性质是评价固体制剂质量的核心，决定了药物的生物利用度。但在2020版中国药典 中，仅将溶散时限作为丸剂药效的评价指标，药物溶出性质并不是中药丸剂质量评价中必须考察的项目。显然，将溶散时限作为单一评价指标是不严谨的，并不能全面准确地反映药物的溶出过程。因此，在中药丸剂的质量评价中，应将药物溶出性质作为必查项，为丸剂中药物在体内的释放和吸收情况提供参考。在进行中药丸剂中药物的溶出性质考察时，主要是使用液相色谱法测定不同释放时间段内药物的累计释放度，得到药物的溶出曲线并计算药物的体外释放动力学方程77，通过制剂溶出曲线的相似程度对产品溶出稳定性进行评价。Zuo等78考察了自制二至丸与两种上市的二至丸在模拟胃液、醋酸盐缓冲液和模拟肠液中的药物释放情况，利用液相色谱法测定了特女贞苷的累计释放量并通过统计模型进一步评价了药物释放机制。结果显示，3种丸剂中的特女贞苷均持续缓慢释放，该释放模式满足二至丸的用药需求。祁俊等79以参术益肠丸为研究对象，采用高效液相色谱法考察了丸剂中葛根素、芍药苷和甘草酸在不同溶出介质中的累积释放度。中药丸剂中通常含有多种药材，在进行成分溶出性质研究时需要选择君、臣、佐、使药味中起主要药效的代表性成分。液相色谱法虽然具有高准确度和高灵敏度等优点，但在获取这些成分的溶出曲线时往往需要消耗大量时间和有机试剂。更重要的是，利用液相色谱分析并不能在实际生产时及时提供制剂的体外溶出数据来进行处方和工艺调整。为解决这一问题，可以将中药丸剂溶出时所释放的物质组作为其释放特征的评价对象，目前该技术已经趋于成熟，如六味地黄丸80、银翘解毒丸81、龙胆泻肝丸82等已有相关技术应用的报道。近几年来，光谱成像技术发展迅速，其中又以拉曼光谱成像技术、红外光谱成像技术和高光谱成像技术应用最为广泛。利用光谱成像技术可以无损地获取固体制剂一定空间范围内的化学成分信息和物理特征信息，而制剂的溶出行为主要受化学成分和物理特征的影响，因此该技术可以被应用于制剂的溶出性质考察83。Zeng等84利用拉曼光谱成像技术采集盐酸青藤碱缓释片的信息，并将其与片剂的溶出性质相关联，最终实现了盐酸青藤碱缓释片溶出曲线的快速预测。然而，目前尚未见光谱成像技术应用于中药丸剂溶出性质考察的相关报道，该技术的应用潜力有待深入挖掘。2.3中药丸剂微生物限度测定技术由于中药丸剂多是由中药浸膏与辅料加工而成，而浸膏中含有大量糖类化合物和水分，因此在丸剂制备和使用中容易出现微生物污染的问题85。微生物污染会严重影响丸剂的质量和安全性，不仅可能导致药效下降和用药不良反应，甚至危及患者生命。因此，中药丸剂微生物检测是确保中药丸剂质量和安全性的重要环节之一。在微生物检测方法中，直接计数法和薄膜过滤法是常用的两种传统方法86。直接计数法是将待测样品接种于固态培养基上形成可数的菌落，从而实现微生物数量的测量。该技术操作简单，具有较高的精度和灵敏度，适合大批量样品的微生物检测。但不适合厌氧菌和细胞组织不易分离、繁殖速度极快或缓慢的微生物的检测。薄膜过滤法则是利用滤膜在水或其他溶液中过滤微生物，通过计算滤膜上的微生物菌落来确定水或其他溶液中微生物数量的方法。该法操作简单、1019第 42 卷分析测试学报快速，可筛选出不同大小的微生物，具有较高