基于麦芽糊精室温磷光的片剂质量无损检测：湿度与硬度响应型余辉成像技术

（编辑推荐）本研究创新性利用麦芽糊精（MD）的室温磷光（RTP）特性，开发了一种非破坏性片剂质量检测技术。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）解析MD的磷光机制，证实其羟基氢键网络可响应湿度（11-94% RH）与压力（70-160 N），余辉寿命变化显著（66.40-86.15 ms）。该技术结合余辉成像分析，实现片剂硬度、含量均匀性（RSD低至15.00%）等关键参数的快速可视化检测，为制药工业提供绿色高效的PAT（过程分析技术）解决方案。

　　

Highlight

本研究首次报道药用辅料麦芽糊精（MD）作为刺激响应型室温磷光（RTP）材料的创新应用。通过氢键网络形成的刚性环境，MD在紫外激发下产生显著余辉效应（寿命达86.15 ms），其磷光特性可灵敏响应湿度（Δτ=19.75 ms@94% vs 11% RH）和机械压力（Δτ=2.81 ms@70-160 N）。

Results and discussions

MD的磷光机制

傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示MD的羟基（-OH）通过分子间氢键形成刚性矩阵，有效抑制非辐射跃迁，促进三线态激子捕获。这种"簇聚诱导发光"（CTE）效应使其在室温下呈现蓝色余辉（λ_em=450 nm）。

湿度响应性能

MD片剂在不同湿度环境（11-94% RH）中存放6小时后，余辉寿命与湿度呈负相关（R²>0.98）。高湿度导致氢键网络解离，非辐射衰减增强，寿命从86.15 ms（94% RH）降至66.40 ms（11% RH）。

硬度检测应用

通过万能材料试验机制备不同硬度（70-160 N）片剂，发现压力使MD晶体结构致密化，余辉寿命提升约4%（65.17→67.98 ms）。这种微秒级变化可通过时间分辨成像精准捕获。

含量均匀性分析

将MD与聚乙烯吡咯烷酮K30（PVP K30）以3:7混合制片，灰度值RSD为15.00%，而非均匀混合样品达88.87%。余辉成像成功区分合格与不合格片剂（p<0.01）。

Conclusions

MD作为天然、可食用RTP材料，其刺激响应特性为片剂质量无损检测开辟新途径。该技术突破传统HPLC、硬度仪等破坏性方法的局限，实现"拍摄即检测"，符合制药4.0时代绿色智造需求。