Simplifying quality control using Near-Infrared Spectroscopy

Význam tématu

Laboratorní kontrola kvality (QC) se potýká s vysokými nároky na čas, náklady a kvalifikaci personálu. Tradiční chemické metody často vyžadují dlouhou přípravu vzorku, spotřebu drahých a toxických reagentů a separátní zařízení pro každý parametr. Near-infrared spektroskopie (NIRS) představuje rychlou, nedestruktivní a chemicky nezávislou alternativu, která umožňuje simultánní stanovení více parametrů bez přípravy vzorku, snižuje provozní náklady a zrychluje rozhodovací proces v QC laboratoři.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bílého dokumentu je ukázat, jak lze pomocí Metrohm NIR analyzátoru a inteligentního softwaru Vision Air zjednodušit každodenní úkoly QC. Práce demonstruje čtyři klíčové scénáře využití: all-in-one analýzu komplexních produktů, rychlý screening, at-line/mobilní kontrolu kvality a automatizovaný výběr provozních postupů. Dále předvádí přístup k optimalizaci přesnosti kalibrací dělením rozsahu a automatickým výběrem vhodného modelu.

Použitá instrumentace

• Vis-NIR analyzátor Metrohm
• Softwarové řešení Vision Air pro řízení měření, identifikaci vzorku a automatický výběr modelů

Hlavní výsledky a diskuse

• All-in-one řešení pro QC polyolů: pět parametrů dříve vyžadujících pět hodinových metod lze nyní stanovit najednou za jednu minutu bez přípravy.
• Rychlý screening: simultánní měření parametrů umožňuje okamžité uvolnění produktu nebo včasnou detekci odchylek.
• At-line a mobilní kontrola: on-line sledování konce chemických procesů a inspekce pohonných hmot či farmaceutik přímo u prodeje v terénu.
• Chytrý výběr OP: Vision Air identifikuje typ krému (s SPF/bez SPF), zvolí správný kvantitativní model a ověří specifikace během pěti minut.
• Optimalizace přesnosti kalibrací: dělení rozsahu Kappa čísla na nízký, střední a vysoký segment a automatický výběr dedikovaného modelu snižuje standardní chybu kalibrace z 3,5 na 0,77 jednotek v nejcitlivějším rozsahu.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby analýz z hodin na jednotky minut
• Snížení spotřeby chemikálií, odpadů a provozních nákladů
• Minimalizace lidských chyb díky automatizaci a vestavěným kontrolním mechanismům
• Možnost at-line, online či terénní kontroly kvality
• Rychlé zaškolení obsluhy (méně než 5 minut)

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace NIRS do průmyslových řídicích systémů pro plně automatizované monitorování výrobních procesů
• Použití umělé inteligence a strojového učení pro adaptivní tvorbu a aktualizaci kalibrací
• Propojení s digitální laboratoří a cloudovými platformami pro centralizovanou správu dat a reportů
• Rozšíření aplikací do segmentů potravinářství, farmacie, petrochemie a životního prostředí

Závěr

Near-infrared spektroskopie ve spojení s inteligentním softwarovým nástrojem Vision Air přináší komplexní řešení QC, které zkracuje analytické časy, snižuje náklady a především eliminuje potřebu náročných chemických postupů. Díky automatizaci výběru metod a optimalizaci kalibrací je možné dosáhnout vysoké přesnosti a reprodukovatelnosti výsledků při minimálním zapojení obsluhy.

Reference

• WHO. Substandard and counterfeit medicines. 2004.
• ASTM D664-17a. Standard Test Method for Acid Number of Petroleum Products by Potentiometric Titration. ASTM International, 2017.