在药物生产及质量控制（QC）阶段，红外光谱仪凭借快速、精准、非破坏性的优势，成为保障原料药（API）纯度、制剂批次一致性及关键质量属性（CQA）的核心工具，具体应用可分为以下三大类，覆盖生产全流程的质量管控：

一、原料药（API）生产环节：源头把控纯度与结构正确性

原料药是药物的核心活性成分，其纯度、结构及晶型直接决定后续制剂的药效与安全性，红外光谱仪主要用于原料入库筛查、生产过程监控及成品纯度验证，从源头阻断不合格原料流入制剂环节。

1. 原料入库快速鉴别与纯度筛查

原料药生产中，外购的起始物料（如化学中间体）或成品 API 需先通过 “身份鉴别” 和 “纯度初筛” 才能入库，避免因原料错误或杂质超标导致后续生产失败：

身份鉴别：通过对比 “样品红外光谱” 与 “法定标准品光谱”（如《中国药典》《美国药典》收录的标准光谱），验证原料是否为目标 API（而非同分异构体、假冒品）。例如，鉴别 “布洛芬 API” 时，其红外光谱需在 1720 cm⁻¹（羧基 C=O 伸缩振动）、1250 cm⁻¹（C-O 伸缩振动）出现特征峰，且峰位、峰形与标准品完全匹配，方可确认身份。

杂质初筛：若原料中含残留中间体、溶剂或降解产物，会在红外光谱中出现 “额外吸收峰”。例如，合成 “阿莫西林” 时，若残留 “6 - 氨基青霉烷酸（6-APA）”，其光谱会在 1680 cm⁻¹（酰胺 C=O）出现杂质峰，通过峰强可初步判断杂质含量是否超标（若峰强 > 标准品杂质峰，需进一步用高效液相色谱（HPLC）定量验证）。

2. API 生产过程的实时监控

在 API 合成的关键反应步骤（如缩合、环合反应）中，红外光谱仪（尤其原位红外光谱仪）可实时监测反应进度，避免反应不完全导致杂质增多：

例如，合成 “阿司匹林” 时，关键反应是 “水杨酸与乙酸酐的乙酰化反应”，水杨酸的特征峰为 3200-3600 cm⁻¹（酚羟基 O-H），反应完成后该峰应完全消失（生成的阿司匹林无酚羟基）。通过原位红外实时追踪该峰的强度变化，当峰强降为 0 时，可精准判断反应终点，避免因反应不完全残留水杨酸（水杨酸会刺激胃肠道，且易氧化变色）。

3. API 成品的晶型纯度控制

多数固体 API 存在 “多晶型”，不同晶型的溶解度、生物利用度差异极大（如利福平的 Ⅰ 型晶型生物利用度低，Ⅱ 型高），红外光谱可精准区分晶型并控制 “有效晶型含量”：

例如，“甲苯咪唑” 的有效晶型（C 型）在 1380 cm⁻¹ 有尖锐特征峰，无效晶型（A/B 型）在 1320 cm⁻¹ 有峰，通过检测 API 成品中两峰的峰强比，可控制 C 型晶型含量≥95%，确保后续制剂的溶出度和药效达标。

二、制剂生产环节：保障批次一致性与关键质量属性

制剂生产需将 API 与辅料（填充剂、黏合剂、包衣材料等）混合制成片剂、胶囊、注射剂等，红外光谱仪主要用于辅料相容性复核、制剂批次均一性验证及关键物理属性（如包衣完整性）检测，避免因工艺波动导致质量偏差。

1. 辅料与 API 的相容性复核

虽在制剂研发阶段已完成辅料相容性研究，但生产中辅料批次可能更换，需通过红外光谱快速复核 “新批次辅料与 API 是否仍相容”，避免因辅料杂质变化引发相互作用：

例如，制剂中使用 “乳糖” 作为填充剂，若新批次乳糖含微量还原糖（如葡萄糖），可能与含氨基的 API（如氨苄西林）发生 “美拉德反应”（导致 API 降解、制剂变色）。红外光谱可检测到反应生成的 “席夫碱” 特征峰（1650 cm⁻¹），若出现该峰，提示辅料与 API 不相容，需更换乳糖批次。

2. 制剂批次均一性快速验证

不同批次制剂需保证 “API 含量、辅料比例、混合均匀度” 一致（即 “批间均一性”），否则可能导致药效波动（如某批次 API 含量低导致疗效不足）。红外光谱通过 “光谱匹配度分析” 实现分钟级批次验证：

操作方式：取每批次制剂样品（如片剂研磨成粉、胶囊取内容物），测定红外光谱后，与 “合格对照品光谱”（首件合格批次或标准品）计算 “相关系数”。若相关系数≥95%，说明批次均一性合格；若 < 90%，提示可能存在 “混合不均”（如 API 与辅料未充分混合）或 “工艺参数偏差”（如压片压力过高导致晶型变化），需立即停机调整工艺。

3. 制剂关键物理属性检测

部分制剂的物理属性（如包衣完整性、无定形结构稳定性）直接影响药效，红外光谱可非破坏性检测：

包衣完整性检测：肠溶衣片剂的包衣（如丙烯酸树脂）需完整，否则胃酸会破坏 API。红外光谱可直接检测片剂表面，若包衣完整，会在 1730 cm⁻¹（树脂中酯基 C=O）出现强峰；若局部无包衣，该峰强会减弱，且出现 API 的特征峰（如某 API 在 1600 cm⁻¹ 的峰），可快速定位包衣缺陷。

无定形固体分散体稳定性：难溶性 API 常制成 “无定形固体分散体”（提高溶解度），但储存中易转化为 “结晶态”（溶解度下降）。红外光谱中，无定形结构无尖锐峰，结晶态有特定尖锐峰（如某 API 结晶态在 1230 cm⁻¹ 有峰），通过定期检测，可监控无定形结构是否转化，及时调整储存条件（如避光、防潮）。

三、成品出厂与留样监测：终端质量保障与追溯

药物成品出厂前需通过 “出厂检验”，且需按法规要求 “留样监测”（如留样 1 年，定期检测稳定性），红外光谱仪在此环节主要用于成品身份确认、稳定性监测及不合格品追溯。

1. 成品出厂身份鉴别

成品出厂前需通过 “身份鉴别”，确保流入市场的产品与注册信息一致（避免错发、混批）。红外光谱是《药典》规定的 “法定鉴别方法” 之一，操作简单且特异性高：

例如，某 “盐酸二甲双胍片” 出厂前，需测定其红外光谱，确认含 “盐酸盐” 特征峰（2800-3000 cm⁻¹ 的宽峰，铵盐 N-H 伸缩振动）和 “胍基” 特征峰（1640 cm⁻¹），且与药典标准光谱一致，方可出具 “合格报告”。

2. 成品留样稳定性监测

按药品监管法规（如 ICH Q1A），药物需留样并定期检测（如 0、3、6、12 个月），评估储存条件下的稳定性（如是否降解、晶型变化），红外光谱可非破坏性完成监测：

例如，“维生素 C 片” 易氧化降解为 “脱氢维生素 C”，通过对比不同时间点的红外光谱，若 1750 cm⁻¹（维生素 C 内酯 C=O）峰强逐渐减弱，同时 1680 cm⁻¹（脱氢维生素 C 酮基 C=O）峰强增强，说明制剂发生氧化降解，需重新评估有效期或优化包装（如使用真空铝塑包装）。

3. 不合格品的快速追溯分析

若市场反馈某批次制剂存在质量问题（如崩解迟缓、变色），红外光谱可快速分析不合格品的 “质量偏差原因”，辅助追溯生产环节的问题：

例如，某批次 “硝苯地平片” 崩解迟缓，测定其红外光谱后发现，辅料 “羧甲淀粉钠”（崩解剂）的特征峰（1020 cm⁻¹，C-O 伸缩）峰强异常低，提示崩解剂投料不足，可追溯至 “辅料称量环节” 的误差，避免后续批次重复问题。