Kategorie: Pharma 4.0

Pharma-4-0-de 30 September 2025

Visum Palm GxP: Der Neue NIR-Analysator für Pharmazeutik

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Visum Palm GxP: Der Neue NIR-Analysator für Pharmazeutik

Der Visum Palm GxP ist der neueste NIR-Analysator für Pharmazeutik, entwickelt von IRIS Technology Solutions. Dieses tragbare, robuste und vollständig validierte Gerät definiert die Art und Weise neu, wie die pharmazeutische Industrie Qualitätskontrolle, Chargenfreigabe und Rohmaterialprüfung durchführt, und liefert Geschwindigkeit, Präzision und regulatorische Konformität in einem einzigen Instrument.

Mit einem Spektralbereich von 900 bis 1700 nm und einem Signal-Rausch-Verhältnis von 4500:1 gewährleistet der Visum Palm GxP zuverlässige Ergebnisse bei jeder Messung. Seine eigenständige Architektur und die integrierte Software machen ihn zum idealen Werkzeug für GMP-Umgebungen, sei es im Labor, in der Produktion oder im Lager.

Warum einen NIR-Analysator für Pharmazeutik wählen

Die Nahinfrarot-(NIR)-Spektroskopie ist zu einer Schlüsseltechnologie für die pharmazeutische Industrie geworden. Sie ermöglicht zerstörungsfreie Analysen, erfordert keine Probenvorbereitung und liefert Ergebnisse in Sekunden. Ein NIR-Analysator für Pharmazeutik bietet klare Vorteile:

• Schnelle Identifizierung von Rohmaterialien, auch durch transparente Verpackungen.
• Echtzeit- und Inline-Prozesskontrolle.
• Bewertung von Inhaltsuniformität und Feuchtigkeit (Trocknungsverlust).
• Schnellere Chargenfreigabe, wodurch QC-Durchlaufzeiten reduziert werden.

Der Visum Palm GxP geht noch weiter, indem er erstklassige Hardware mit fortschrittlichen Softwaretools kombiniert und die anspruchsvollsten Anforderungen internationaler Vorschriften erfüllt.

NIR-Analysator für Pharmazeutik

Hauptmerkmale des Visum Palm GxP: Technische Spezifikationen

Speziell als NIR-Analysator für Pharmazeutik entwickelt, erfüllt der Visum Palm GxP die Normen 21 CFR Part 11, USP <1119>, Ph. Eur. <2.2.40> und GAMP 5. Wichtige Spezifikationen sind:

• Spektralbereich: 900–1700 nm
• Design: eigenständiger Analysator (integrierter Computer, Software und Touchscreen), wodurch kein externer PC, Tablet oder Mobilgerät erforderlich ist. Dies vereinfacht den täglichen Betrieb und den Qualifizierungsprozess in GMP-Umgebungen.
• Spektralauflösung: 5 nm mit 256 Kanälen — die höchste Auflösung unter tragbaren NIR-Analysatoren.
• Signal-Rausch-Verhältnis: 4500:1 (fast doppelt so hoch wie der USP <1119>-Standard).
• Messfläche: 10 mm mit 50 mm Beleuchtung.
• Messzeit: 3 Sekunden.
• Geometrie: diffuse Reflexion; Transflexion mit optionalem Zubehör.
• Gewicht: 1,8 kg, Schutzart IP54–IP66.
• Akkulaufzeit: bis zu 5 Stunden, wiederaufladbar und austauschbar.

Diese Merkmale garantieren analytische Zuverlässigkeit, auch unter anspruchsvollen Produktionsbedingungen.

Regulatorische Konformität und Datensicherheit

Der Visum Palm GxP ist darauf ausgelegt, der umfassendste tragbare NIR-Analysator für Pharmazeutik zu sein, mit erweiterten Funktionen für die GMP-Konformität, insbesondere mit FDA 21 CFR Part 11:

• Vollständiger Audit-Trail mit vollständiger Rückverfolgbarkeit von Operationen und Ergebnissen (wer was wann getan hat). Enthält sowohl Geräte-Audit-Trail als auch ergebnisbasierten Audit-Trail.
• Tägliche Gerätediagnose mit Alarmen zum Betriebsstatus.
• Rollenbasierte Zugriffskontrolle (Analyst, Supervisor, User Manager) mit vorkonfigurierten Berechtigungen.
• Elektronische Signaturen mit doppelter Authentifizierung (Analyst und Supervisor).
• Sichere Passwort-Richtlinien, automatisches Sitzungs-Logout und Wiederherstellungsfunktionen.
• Sicheres Backup und Wiederherstellung von Daten.

Diese Funktionen gewährleisten Datenintegrität und erleichtern regulatorische Prüfungen.

Visum Master™ GMP-Software: Intelligenz für NIR

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Ein kritischer Bestandteil des NIR-Analysators für Pharmazeutik Visum Palm GxP ist sein Software-Ökosystem:

• Visum Master™ GMP ermöglicht die Erstellung von Identifikationsbibliotheken und quantitativen Modellen ohne fortgeschrittene chemometrische Kenntnisse. Es ist die einzige Software auf dem Markt, die den Aufbau von NIR-Bibliotheken dank des integrierten Model Builders automatisiert.
• Generiert automatisch vollständige Berichte gemäß ICH Q2(R2) und unterstützt sowohl interne als auch externe Validierungen.
• Beinhaltet automatische Diagnostik, Benutzerverwaltung und Werkzeuge zur Überprüfung von Wellenlängen-Genauigkeit, Rauschen und photometrischer Linearität nach USP, Ph. Eur. und JP18.

Als Softwarepaket der Klasse 4 vereinfacht Visum Master™ Qualifizierungsaufgaben und macht den Einsatz eines NIR-Analysators für Pharmazeutik schneller und effizienter.

Zubehör zur Erweiterung des Potenzials des NIR-Analysators für Pharmazeutik

Der Visum Palm GxP wird mit einer vollständigen Palette an Zubehör für Labor- und Produktionsanforderungen geliefert:

• Tischhalterungen für Feststoffe, Granulate und Pulver.
• Küvettenhalter (1–10 mm) für Flüssigkeitsanalysen im Transflexionsmodus, kompatibel mit Einweg- oder Mehrwegküvetten, offen oder versiegelt.
• Mini-Probennehmer und Oberflächenglätter.
• Optionaler Barcode-Leser für optimierte Rückverfolgbarkeit.

Dieses Zubehör ermöglicht es dem NIR-Analysator für Pharmazeutik, unterschiedliche Probenformate zu verarbeiten — von feinen Pulvern bis hin zu Flüssigkeiten oder Granulaten — und nahtlos zwischen tragbarer und Tischkonfiguration zu wechseln.

Anwendungsfälle für den NIR-Analysator für Pharmazeutik Visum Palm GxP

Der NIR-Analysator für Pharmazeutik Visum Palm GxP bietet ein breites Anwendungsspektrum in der gesamten Industrie, von der Annahme der Rohmaterialien bis zur endgültigen Chargenfreigabe. Seine Portabilität, validierte Software und das außergewöhnliche Signal-Rausch-Verhältnis machen ihn unverzichtbar, um GMP-Standards zu erfüllen und Arbeitsabläufe zu optimieren. Werfen wir einen Blick auf die relevantesten Anwendungen der Nahinfrarot-Spektroskopie in der pharmazeutischen und lebenswissenschaftlichen Industrie:

Rohmaterial-Identifizierung

Der Visum Palm GxP ermöglicht es den Anwendern, Wirkstoffe und Hilfsstoffe in Sekunden zu identifizieren und zu verifizieren, selbst ohne transluzente oder transparente Verpackungen zu öffnen. Dies reduziert QC-Zeit, minimiert das Risiko von Kreuzkontaminationen und verringert menschliche Fehler während der Wareneingangsprüfung.

Die NIR-Technologie ist besonders effektiv für organische Rohmaterialien und kann auch anorganische Substanzen überprüfen, wenn sie hydratisiert, hygroskopisch oder in Lösung sind. Im Vergleich zu anderen Techniken ist ein NIR-Analysator für Pharmazeutik schneller, wirtschaftlicher und sicherer als tragbare Raman-Analysatoren, die Probleme mit reinen ionischen Verbindungen (NaCl, KCl, HCl) oder fluoreszierenden Substanzen haben.

Der Visum Palm GxP vereinfacht die Entwicklung robuster Identifikationsbibliotheken, indem er Variationen zwischen Lieferanten und Chargen berücksichtigt und gleichzeitig vollständige Rückverfolgbarkeit und Konformität mit Pharmakopöen wie USP und Ph. Eur. gewährleistet. Dadurch wird der NIR-Analysator für Pharmazeutik zur ersten Verteidigungslinie für die Integrität der Lieferkette.

Inhaltsgleichmäßigkeit und Quantifizierung

Mit seinem hohen Signal-Rausch-Verhältnis (4500:1) und einer Auflösung von 5 nm ist der Visum Palm GxP ein idealer NIR-Analysator für Pharmazeutik zur Quantifizierung. Er unterstützt die Entwicklung automatisierter quantitativer Modelle zur Bewertung der Inhaltsgleichmäßigkeit in Tabletten, Kapseln, Granulaten, Emulsionen, Flüssigkeiten oder Pulvergemischen sowie der exakten Konzentration von APIs und Hilfsstoffen.

Der NIR-Analysator für Pharmazeutik ermöglicht das automatische Training von Modellen und bietet erweiterte Werkzeuge und Kennzahlen zur Bewertung der Ergebnisqualität, auch offline mit Validierungsspektren. Die automatische Berichterstellung folgt den Richtlinien von ICH Q2(R2) – Validierung analytischer Verfahren, wodurch Zeit und Aufwand für die Methodendokumentation reduziert werden.

Prozesskontrolle in Echtzeit

Als NIR-Analysator für Pharmazeutik in der Fertigung kann der Visum Palm GxP an kritischen Produktionspunkten installiert oder im Labor eingesetzt werden, um wesentliche Variablen zu überwachen:

• Restfeuchtigkeit in Granulaten oder Pulvern während der Trocknung.
• Fortschritt der Trocknung in Wirbelschichttrocknern.
• Beschichtungsdicke auf Mikrogranulaten oder Tabletten.
• Mischungsuniformität vor der Kompression oder Verkapselung.

Die durch den NIR-Analysator für Pharmazeutik bereitgestellten Informationen ermöglichen nahezu in Echtzeit Prozessanpassungen, verbessern die Produktqualität und verringern das Risiko von Chargen außerhalb der Spezifikation. Dieser Ansatz der Prozessanalytischen Technologie (PAT) stärkt die statistische Prozesskontrolle und unterstützt eine robustere Fertigung.

Chargenfreigabe

Der Visum Palm GxP beschleunigt die Chargenfreigabe dank seiner schnellen, zerstörungsfreien Analyse. Durch die Bereitstellung analytischer Ergebnisse in Sekunden, ohne die Produktintegrität zu beeinträchtigen, ermöglicht der NIR-Analysator für Pharmazeutik sofortige Entscheidungen über die Annahme oder Ablehnung von Chargen. Dies verkürzt QC-Zyklen und steigert die Gesamteffizienz der Anlage.

Da er tragbar ist, kann der NIR-Analysator für Pharmazeutik Chargen im Lager, an Verpackungslinien oder im Labor analysieren und sich jedem Szenario anpassen, ohne Zuverlässigkeit oder regulatorische Konformität zu opfern.

Forschung und Entwicklung

Über die routinemäßige QC hinaus ist der Visum Palm GxP ein ausgezeichneter NIR-Analysator für Pharmazeutik in F&E-Umgebungen. Er unterstützt Studien zur Hilfsstoffkompatibilität, Optimierung von Formulierungen und Stabilitätstests und liefert schnelle Einblicke in das Verhalten neuer Produkte bei minimalem Materialverbrauch. Damit eignet er sich ideal für Pilotprojekte und die Skalierung neuer Darreichungsformen.

Vorteile gegenüber anderen tragbaren NIR-Analysatoren

Im Gegensatz zu generischen Geräten ist der Visum Palm GxP ausschließlich als NIR-Analysator für Pharmazeutik konzipiert. Seine Hauptvorteile umfassen:

• Eingebaute Validierung und regulatorische Konformität, die Qualifikationen und Validierungen von Anfang an erleichtern.
• Optimale Leistung in GMP-Umgebungen mit vollständiger Auditierung und Rückverfolgbarkeit.
• Robuste Hardware, ideal für Lager, Produktionsbereiche oder Labore.
• Doppelfunktionalität: tragbarer und Tischbetrieb in einem einzigen Instrument.
• Intuitive Software für Modellaufbau, Bibliotheksverwaltung und Datenkontrolle.

Diese Qualitäten machen den Visum Palm GxP zur sichersten Wahl für Organisationen, die einen NIR-Analysator für Pharmazeutik mit vollständiger Unterstützung suchen.

Fazit

Der Visum Palm GxP ist weit mehr als nur ein NIR-Analysator für Pharmazeutik. Er ist eine integrierte Lösung für Qualitätskontrolle, Rohmaterial-Identifizierung und Prozessoptimierung in GMP-Umgebungen. Sein tragbares, eigenständiges Design, seine Doppelfunktionalität, hohe Leistung und regulatorische Konformität machen ihn zum ultimativen Werkzeug für Labore und Produktionsstätten, die Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit suchen.

Wenn Ihr Unternehmen Effizienz und Konformität in der NIR-Analyse steigern möchte, ist der Visum Palm GxP die definitive Wahl als NIR-Analysator für Pharmazeutik.

Von IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-de, Pharma-4-0-de 6 August 2025

Raman-Spektroskopie bei der Diafiltration von Liposomen

Raman-Spektroskopie
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Raman-Spektroskopie bei der Diafiltration von Liposomen

Die Pharmaindustrie greift häufig auf die Verkapselung von Wirkstoffen (APIs) in liposomalen Systemen zurück, um deren Stabilität, Bioverfügbarkeit und kontrollierte Freisetzung zu verbessern. Ein entscheidender Schritt in diesem Prozess ist die Diafiltration, die es ermöglicht, unerwünschte Verbindungen nach der Bildung der Liposomen zu entfernen – darunter auch organische Lösungsmittel wie Ethanol, das verwendet wird, um die Lipide zu lösen, die die Lipiddoppelschicht des Liposoms bilden. Die präzise Quantifizierung des verbleibenden Ethanols mithilfe von Analysegeräten auf Basis der Raman-Spektroskopie ist entscheidend, um die Qualität des Endprodukts zu gewährleisten, regulatorische Standards einzuhalten und Zeit sowie Ressourcen im Prozess zu optimieren.

Raman-Spektroskopie und Visum Raman In-Line™-System

Die Raman-Spektroskopie ist eine vibrationsspektroskopische Methode, die auf der inelastischen Streuung von Laserlicht basiert. Sie ist hochspezifisch für jede Molekülart und daher besonders geeignet zur Identifizierung und Quantifizierung chemischer Komponenten – selbst in komplexen Matrizen. Das Visum Raman In-Line™-System, entwickelt von IRIS Technology Solutions, ermöglicht den direkten Einsatz dieser Technik in industriellen oder Laborumgebungen dank seines kompakten, robusten und anpassungsfähigen Designs. Sein Einsatz macht die Probenvorbereitung überflüssig, erlaubt schnelle und Echtzeitanalysen und eignet sich ideal zur kontinuierlichen Prozessüberwachung unter hohen pharmazeutischen Anforderungen.

Quantifizierung von Restethanol mittels Raman-Spektroskopie

Das vorliegende Projekt konzentrierte sich auf die Implementierung eines Modells zur Quantifizierung von Restethanol mittels Raman-Spektroskopie im Diafiltrationsprozess nach der Bildung von Liposomen. Aus Gründen der Vertraulichkeit werden die beiden analysierten verkapselten Wirkstoffe wie folgt bezeichnet: 1 – NSAR (nichtsteroidales Antirheumatikum) und 2 – Biomolekül. Die Proben wurden unter kontrollierten Laborbedingungen mit dem Visum Raman In-Line™-Analysator untersucht. Das Raman-System wurde auf einem mobilen Rack installiert, ausgestattet mit einem Probenhalter für Falcon-Röhrchen, was die Betriebssicherheit des Lasers gewährleistet.

Die spektroskopische Analyse wurde durch Daten ergänzt, die mit der Referenzmethode der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) gewonnen wurden. Diese diente zur Bestimmung der tatsächlichen Ethanolkonzentration in den Proben und zur Kalibrierung und Validierung der entwickelten Raman-Vorhersagemodelle. Die Zielkonzentration von Ethanol im Endprodukt lag unter 0,1 % v/v. Die zur Analyse und Modellentwicklung verwendeten Proben deckten einen vollständigen Konzentrationsbereich von 0 % bis 10 % v/v Ethanol ab.

Raman-Spektroskopie

Abbildung des Raman In-Line™-Analysatorsystems auf einem mobilen Rack.

Entwicklung des Vorhersagemodells mit Visum Master™

Für die Entwicklung des Vorhersagemodells wurden im Labor synthetische Proben hergestellt, indem Wasser gezielt mit unterschiedlichen Ethanolkonzentrationen versetzt wurde. Diese Proben wurden speziell so konzipiert, dass sie den gesamten vorgesehenen Arbeitsbereich des realen Prozesses abdecken. Sie dienten dazu, sicherzustellen, dass das Modell auf Basis der Raman-Spektroskopie im gesamten interessierenden Bereich prädiktiv einsetzbar ist.

Die mit dem Visum Raman In-Line™ gewonnenen Spektren im Rahmen der Raman-Spektroskopie dieser Lösungen wurden verwendet, um das Vorhersagemodell mithilfe der Software Visum Master™ zu entwickeln – einer automatisierten Plattform, die es jedem Benutzer ermöglicht, Kalibrierungen zu erstellen, ohne über vertiefte Kenntnisse in Chemometrie zu verfügen. Die Software wählte automatisch den geeignetsten Algorithmus, die optimalen Vorverarbeitungsschritte (z. B. Savitzky-Golay-Ableitungen, Mittelzentrierung, Basislinienkorrektur usw.) und konfigurierte das endgültige Modell basierend auf den Kalibrierproben und deren Referenzwerten, die durch HPLC bestimmt wurden.

Anschließend wurden die durch Raman-Spektroskopie erstellten Modelle mit einem unabhängigen Satz realer Proben validiert, die während der experimentellen Herstellung von Liposomen gewonnen wurden.

Ergebnisse und Bewertung des Raman-Vorhersagemodells für Restethanol

Raman-Spektroskopie

Die mit Raman-Spektroskopie entwickelten Modelle zur Quantifizierung von Wirkstoffen und Restverbindungen zeigen sowohl in der Kalibrierung als auch in der externen Validierung eine ausgezeichnete Leistung. Im Fall von Ethanol erreichte das Modell einen Bestimmtheitskoeffizienten (R²) von über 0,99 in Kalibrierung und Validierung sowie einen Root Mean Square Error of Prediction (RMSEP) von unter 0,35 % v/v, was seine Anwendbarkeit für die Echtzeitüberwachung in Trocknungs- oder Reinigungsprozessen bestätigt.

Der in allen Fällen beobachtete geringe Bias unterstreicht die Robustheit der Kalibrierung und das Fehlen systematischer Fehler, was die Implementierung der Raman-Spektroskopie als zuverlässige Technologie zur Identifizierung und quantitativen Überwachung von Wirkstoffen in kritischen pharmazeutischen Prozessen ermöglicht.

Fazit

Der Einsatz der Raman-Spektroskopie mit dem industriellen Analysator Visum Raman In-Line™ ermöglichte die Entwicklung eines robusten und präzisen Modells zur Überwachung von Ethanol während der Diafiltration in pharmazeutischen Prozessen. Die hohe Korrelation und die geringe Abweichung der Ergebnisse bestätigen die Eignung des Systems für reale Anwendungen – sowohl im Labor, montiert auf einem mobilen Rack, als auch für die In-line-Prozessüberwachung.

Die Raman-Spektroskopie kann auch auf andere pharmazeutische Prozesse ausgeweitet werden, bei denen eine präzise Kontrolle von Lösungsmitteln oder kritischen Verbindungen erforderlich ist, was zur Steigerung der Prozesseffizienz und der Endproduktqualität beiträgt.

Von IRIS Technology Solutions
Innovation-de, Pharma-4-0-de 24 April 2025

Pharmazeutische Rohstoffidentifizierung (RMID) mit Visum Palm GxP™

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Pharmazeutische Rohstoffidentifizierung (RMID) mit Visum Palm GxP™

Die Analyse zur Rohstoffidentifizierung oder Verifizierung ist ein kritischer Prozess in der pharmazeutischen Industrie, da sie die Identität und Qualität aller Materialien sicherstellt, die in der Produktion verwendet werden sollen. Eine praktische und effiziente Möglichkeit zur Durchführung besteht in der Verwendung des tragbaren NIR-Analysators Visum Palm GxP™, der die Prüfung direkt im Lager ermöglicht und in weniger als 3 Sekunden präzise Ergebnisse liefert. Dadurch wird eine Überlastung des Labors vermieden und die Produktionszykluszeiten werden verkürzt.

Es gibt mehrere Technologien, die üblicherweise für die Rohstoffidentifizierung eingesetzt werden (NIR, FT-NIR oder Raman), aber keine von ihnen stellt allein eine universelle Lösung dar, die die gesamte Materialliste eines pharmazeutischen Herstellers abdeckt.

Die NIR-Technik ist besonders wirksam bei der Identifizierung organischer Verbindungen, kann jedoch unter sehr spezifischen Bedingungen auch auf bestimmte anorganische Materialien angewendet werden, wie im Fall hygroskopischer Substanzen (Salze), hydratisierter Verbindungen oder solcher, die in wässriger Lösung gelöst sind.

Die Raman-Spektroskopie hingegen stellt eine alternative Technik mit eigenen Einschränkungen dar, insbesondere bei:

• Organischen Verbindungen mit Fluoreszenz (Farbstoffe und bestimmte APIs).
• Substanzen mit schwachen Raman-Signalen.
• Rein ionischen anorganischen Verbindungen (NaCl, KCl, HCl).

Im Allgemeinen ist NIR in regulierten Umgebungen aufgrund seiner Wirksamkeit, Unmittelbarkeit und einfachen Handhabung durch jeden Bediener weit etabliert. Hinzu kommt, dass keine zusätzlichen Sicherheitsmaßnahmen erforderlich sind (wie im Fall von Raman, wo Schutzbrillen benötigt werden) und es eine deutlich wirtschaftlichere Option für die pharmazeutische Rohstoffidentifizierung und quantitative Analyse darstellt.

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Rohstoffanalyse Rohstoffidentifizierung

Warum Visum Palm GxP™ für die pharmazeutische Rohstoffidentifizierung?

Der Visum Palm GxP ist ein autonomer (self-contained) Analysator, der keine Verbindung oder Kopplung mit einem externen Gerät (Smartphone, Computer, Tablet oder anderes) benötigt.

Er verfügt über eine doppelte Funktionalität, die seine Nutzung sowohl als tragbares Handgerät (im direkten Kontakt mit der Probe) als auch im Tischmodus ermöglicht. Er bietet eine spektrale Auflösung von 5 nm oder 256 Pixeln, was ihn zum tragbaren NIR-Analysator mit der höchsten Spektralkapazität in seiner Kategorie macht.

Er erfüllt die wichtigsten internationalen regulatorischen Rahmenwerke: CFR 21 Part 11, USP 1119, Ph. Eur. 2.2.40, JP18 und GAMP 5. Als autonomes System mit Software der Klasse 4 ist das pharmazeutische Qualifizierungsverfahren im Vergleich zu anderen Analysatoren, die von externer Software oder zusätzlichen Verarbeitungseinheiten abhängen, wesentlich agiler und einfacher.

Der Messbereich beträgt 10 mm im Durchmesser, mit einem Beleuchtungsbereich von 50 mm, was eine größere Menge an chemischen Informationen gewährleistet und ihn zu einer besonders nützlichen Lösung für die Rohstoffidentifizierung in großen, transluzenten Beuteln macht.

Das System verfügt über ein Set an Zubehörteilen, die die Arbeit im Tischmodus oder als Handanalysator ermöglichen, einschließlich Adapter für Laborspektrophotometrie-Küvetten und Vials für Flüssigkeiten und Pulver. Außerdem verfügt es über einen optischen Reduzierer, der für die Inspektion von Tabletten und andere kleinere Analysebereiche entwickelt wurde.

Der Visum Palm GxP ist nicht nur für die pharmazeutische Rohstoffidentifizierung optimiert, sondern bietet auch Unterstützung für quantitative Analysen. Die automatisch generierten technischen Berichte folgen den Richtlinien der ICH Q2(R2) – Validation of Analytical Procedures – Scientific Guideline und gewährleisten Rückverfolgbarkeit und regulatorische Konformität.

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Abbildung 1: Basis zur Verwendung im Tischmodus mit Visum Palm GxP™. Ermöglicht das Anbringen von Tisch-Probenhaltern für Pulver, Feststoffe, Granulate und Flüssigkeiten.

GxP- und CFR 21 Part 11-Funktionalitäten

Der Visum Palm GxP integriert die vollständigste und aktuellste Reihe von Funktionen, die speziell dafür entwickelt wurden, die Rohstoffidentifizierung und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften in pharmazeutischen Umgebungen unter GMP zu gewährleisten. Seine Software- und Hardwarearchitektur positioniert ihn als Referenzinstrument zur Sicherstellung von Qualität, Rückverfolgbarkeit und analytischer Zuverlässigkeit in jeder Phase des Prozesses.

Zu den wichtigsten Merkmalen gehören:

• Vollständiger Audit Trail: detaillierte Aufzeichnung sowohl des Geräts als auch der Ergebnisse, mit verschlüsselten Binärdateien für maximale Sicherheit.
• Erweiterte Rollen- und Berechtigungsverwaltung: drei vordefinierte Ebenen (Analytiker, Supervisor und Benutzerverwalter) mit der Möglichkeit, unbegrenzt viele Benutzer zu erstellen.
• Sicherer Zugangskontrollmechanismus: starke Passwörter mit intuitiven Änderungs- und Wiederherstellungsverfahren.
• Konfigurierbare Zeitparameter: Verwaltung der Sitzungsdauer und Passwortablauffrist.
• Flexible Zeitsynchronisation: mehrere Methoden zur Gewährleistung der Genauigkeit von Datum und Uhrzeit im Gerät.
• Integrierter Qualifikationsassistent: geführte Validierung der Wellenlängen-Genauigkeit, des Rauschens und der photometrischen Linearität.
• Elektronische Signatur auf zwei Ebenen: mit unabhängiger Validierung durch Analytiker und Supervisor.
• Backup- und Wiederherstellungsverfahren: entwickelt, um die Systemintegrität und den operativen Betrieb aufrechtzuerhalten.

Dank dieses Funktionsumfangs festigt sich der Visum Palm GxP als der robusteste tragbare Analysator auf dem Markt. Er gewährleistet nicht nur die Einhaltung internationaler Vorschriften (CFR 21 Part 11, GAMP 5, Pharmakopöen), sondern auch höchste Effizienz in der pharmazeutischen Rohstoffidentifizierung und bei Anwendungen der quantitativen Analyse.

Analysemodi mit Visum Palm GxP™ für Rohstoffidentifizierung

Der Visum Palm GxP™-Analysator ermöglicht in weniger als 3 Sekunden eine Analyse zur Rohstoffidentifizierung oder Verifizierung verschiedener Verbindungen in festem, granuliertem, pulverförmigem oder flüssigem Zustand. Das Verfahren besteht darin, das vom Probenspektrum erworbene Signal mit den in der Bibliothek gespeicherten Referenzspektren zu vergleichen.

Der Vergleich erfolgt durch ein mathematisches Ähnlichkeitskriterium (HQI, Hit Quality Index), das spektrale Unterschiede in einen numerischen Wert umwandelt. Als Ergebnis liefert das Gerät die Substanz oder Klasse mit dem höchsten Grad an erzielter Ähnlichkeit (Abbildung 3) und zeigt eine Liste der übrigen Substanzen in absteigender Reihenfolge der Übereinstimmung an.

Ebenso ermöglicht das System die Durchführung einer Verifizierungsanalyse, bei der zuvor aus der Bibliothek das spezifische Material ausgewählt wird, dessen Identität bestätigt werden soll. In diesem Fall wird das Ergebnis als PASS oder FAIL dargestellt, und im Falle eines FAIL zeigt der Analysator auch die korrekte Substanz mit der höchsten Ähnlichkeit an (Abbildung 4).

Alle Ergebnisse, einschließlich der verworfenen oder derjenigen, die nicht elektronisch vom Benutzer mittels Zugangsdaten signiert wurden, werden im verschlüsselten Audit Trail gespeichert, was Rückverfolgbarkeit, Datenintegrität und Einhaltung der GMP-Vorschriften gewährleistet.

Hauptbildschirme des Visum Palm™

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Abbildung 2: Hauptmenü   Abbildung 3: Analyse der Rohstoffidentifizierung   Abbildung 4: Verifizierungsanalyse, PASS und FAIL mit Bestätigung der korrekten Substanz.

In bestimmten Fällen kann es vorkommen, dass die Technologie kein genaues Ergebnis liefert, wie es der Fall ist, wenn chemisch sehr ähnliche oder nahezu identische Materialien untersucht werden oder wenn Unterschiede in der Partikelgröße bestehen. Für diese Situationen bietet der Visum Palm GxP™ die Möglichkeit, Klassifikationsbibliotheken zu erstellen und zu verwenden.

Im Gegensatz zu den Modi Identifizierung/Verifizierung ermöglicht die Klassifikation (Abbildung 5) die präzise Unterscheidung sehr subtiler spektraler Unterschiede, wie etwa der Partikelgröße oder der Konzentration eines bestimmten Analyten, selbst wenn es sich um denselben API oder Hilfsstoff handelt, der in unterschiedlichen Konzentrationen in ähnlichen Matrizes vorkommt. Auf diese Weise ergänzt die Klassifikation die ursprüngliche Analyse der Rohstoffidentifizierung durch einen leistungsstärkeren Algorithmus für komplexe oder problematische Fälle.

In allen beschriebenen Szenarien erzeugt das System neben dem Ergebnis bei jeder Messung das vollständige Spektrum der analysierten Substanz (Abbildung 6), was Rückverfolgbarkeit und zusätzlichen analytischen Wert gewährleistet.

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Abbildung 5: Klassifikationsanalyse   Abbildung 6: Spektrum jeder Analyse

Entwicklung von Methoden und Bibliotheken zur Rohstoffidentifizierung mit der Visum Master GMP™ Software für PC

Visum Master™ - Main Menu

Abbildung 7: Visum Master™ – Hauptmenü   Abbildung 8: Visum Master™ – Model Builder

the spectra of each material and the reference to create the raw material identification library window

Abbildung 9: Fügen Sie die Spektren jedes Materials und die Referenz (Name) ein, um die Bibliothek zur Rohstoffidentifizierung zu erstellen

Der Visum Palm GxP™ ist der einzige NIR-Analysator auf dem Markt, der es dem Endbenutzer ermöglicht, auf einfache und vollständig automatische Weise eigene Bibliotheken zur Rohstoffidentifizierung, Klassifikation oder sogar Methoden für quantitative Tests zu entwickeln, ohne dass komplexe Software oder Vorkenntnisse in der Chemometrie erforderlich sind. Anders ausgedrückt muss der Benutzer lediglich über Proben und Referenzen (qualitativ oder quantitativ) verfügen, während der integrierte Model Builder den Entwicklungsprozess übernimmt.

Das Erstellen, Pflegen oder Aktualisieren von Bibliotheken war noch nie so einfach wie mit Visum Master™, da es die Erstellung unbegrenzter Bibliotheken und Methoden für verschiedene Analysetypen ermöglicht. Für jede einzelne wird zudem automatisch ein technischer Bericht generiert, der alle Informationen darüber enthält, wie sie erstellt wurde, den verwendeten Algorithmus, Vorbehandlungen, latente Variablen, Qualitätsmetriken, verwendete Datensätze, Qualitätskontrolle von Ausreißern, Diagramm und Quantifizierung der erkannten und entfernten Ausreißer, unter anderem Daten, die ein wichtiges Element zur Erstellung eines internen oder externen Validierungsberichts, zur Identifizierung von Verbesserungsbedarf oder Aktualisierungen darstellen.

Um mehr darüber zu erfahren, wie Visum Palm GxP ein nützliches Werkzeug für Rohstoffidentifizierung sein kann, können Sie IRIS oder unsere Vertriebspartner über den folgenden Link kontaktieren.

Von IRIS Technology Solutions
Pharma-4-0-de 9 April 2024

Überwachung des Mischprozesses mit Inline-NIR-Spektroskopie

Überwachung des Mischprozesses mit NIR-Spektroskopie
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Echtzeit-Überwachung des Mischprozesses mit NIR-Spektroskopie

Das Mischen von Pulvern ist das beliebteste Verfahren zur Erzielung eines gleichmäßigen Inhalts in festen Formen. Trotz seiner scheinbaren Einfachheit, d. h. der Ausnutzung von Scherkräften zum Mischen von Wirkstoffen und Hilfsstoffen durch bloßes Bewegen des Behälters für eine bestimmte Zeit, weiß jeder Galenikspezialist, dass das tatsächliche Verhalten der Mischung nicht so einfach ist. Tatsächlich ergibt sich die endgültige Verteilung aus einer chaotischen Kombination von mikroskopischen Wechselwirkungen zwischen den Partikeln und makroskopischer Strömungsmechanik, ganz zu schweigen davon, dass, sobald die Homogenität erreicht ist, ein reales Risiko der Entmischung als Folge der Affinität zwischen homologen Partikeln besteht. Aus diesem Grund ist die systematische Überprüfung der Homogenität der Mischung unabhängig von den mechanischen Verbesserungen im Design des Mischers eine wichtige Anforderung im pharmazeutischen und nutrazeutischen Sektor. An dieser Stelle wird die NIR-Spektroskopie als Technologie zur Echtzeitüberwachung des Mischprozesses wichtig.

Überwachung des Mischprozesses mit NIR-Spektroskopie

Traditionelle Kontrolle des Mischprozesses vs. Überwachung des Mischprozesses (PAT)

Bisher war es üblich, den Mischprozess nach mehreren Zyklen regelmäßig zu unterbrechen, um an verschiedenen Stellen Proben zu nehmen, die dann chromatographisch analysiert wurden. Ein solcher Ansatz hat jedoch auch einige unerwünschte Nachteile, nämlich zusätzliche Vorlaufzeit (wegen der damit verbundenen umständlichen Laborverfahren), suboptimale Mischzeit (wegen willkürlich verlängerter Mischzeiten zur Gewährleistung der Homogenität) und Mischungsartefakte (wie Entmischung und Klumpenbildung als Folge des Haltens der Ladung unter statischen Bedingungen, während auf die Laborergebnisse gewartet wird).

Im Gegenteil, ein PAT-Ansatz, wie z. B. eine auf Spektroskopie basierende Echtzeit-Überwachung des Mischprozesses, könnte als optimaler Weg angesehen werden, um zu überprüfen, ob die Endpunktbedingungen erreicht wurden. Tatsächlich haben sowohl die FDA als auch die EMA einen solchen Ansatz als ein empfohlenes neues Paradigma beschrieben.

Grundsätzlich gibt es, wie in der wissenschaftlichen Literatur ausführlich beschrieben, zwei Möglichkeiten für die Umsetzung einer PAT-basierten Endpunktbestimmung: durch die Verwendung eines überwachten „Machine Learning“-Prädiktionsmodells (z. B. eines PLS-Modells, das die Wirkstoffkonzentration quantitativ vorhersagt) oder durch die Verwendung eines Algorithmus, der unabhängig von der spezifischen Zusammensetzung des Gemischs ist. Der erste Ansatz liefert in der Regel direktere und genauere Ergebnisse, erfordert aber wiederum die Entwicklung spezifischer Modelle auf der Grundlage geeigneter Referenzproben, was nicht immer machbar ist, insbesondere wenn es zu viele unterschiedliche Formulierungen gibt. Der agnostische Ansatz für die Überwachung des Mischprozesses basiert dagegen auf der spektralen Ähnlichkeit; es sind keine Grunddaten über die spezifische Zusammensetzung jeder Formulierung im Voraus erforderlich.

Der agnostische Ansatz: Moving-Block Standard Deviation und der dynamische Algorithmus von IRIS Technology Solutions

Die spektrale Stabilität ist in der Tat unabhängig von der spezifischen Zusammensetzung der einzelnen Formulierungen. Es muss kein quantitatives Vorhersagemodell für die Bewertung der Konzentrationen der Bestandteile entwickelt werden, da die zugrunde liegende Überlegung besagt, dass unabhängig von der Zusammensetzung keine Verbesserung der Homogenität erzielt werden kann, wenn die Spektren, zumindest für die Hauptbestandteile, unverändert bleiben. In der Tat kann ein Gemisch als homogen angesehen werden, wenn die Spektren nach mehreren Mischzyklen unverändert bleiben.

Da die NIR-Spektroskopie für 0,1-1 % oder höhere Konzentrationen empfindlich ist, kann die Homogenität von Nebenbestandteilen während des Mischvorgangs mit dieser Technik nicht beurteilt werden. Sie kann jedoch von der Homogenität der Hauptkomponenten abgeleitet und bei Bedarf mit herkömmlichen Labormethoden validiert werden.

Die Moving-Block Standard Deviation (MBSD) ist der am häufigsten beschriebene agnostische Algorithmus, zumindest in der wissenschaftlichen Literatur. In der Regel ist das MBSD-Endpunktkriterium eher willkürlich. Selbst wenn ein statistisch fundiertes Kriterium verwendet wird [Critical evaluation of methods for end-point determination in pharmaceutical blending processes. M. Blanco, R. Cueva-Mestanza und J. Cruz. Anal. Methods, 2012, 4, 2694], sollten einige einschränkende Hypothesen über die Verteilung der Ähnlichkeitsmetrik erfüllt sein, um richtig anwendbar zu sein. Außerdem hat der Mittelwert der Standardabweichung einen eher „glättenden“ Effekt, der den tatsächlichen Trend der spektralen Ähnlichkeit bis zu einem gewissen Grad verschleiern könnte.

Der dynamische Ansatz mit Visum NIR In-Line™ zur Überwachung des Mischprozesses

Der firmeneigene Algorithmus von IRIS Technology Solutions basiert dagegen auf der Überprüfung der Stabilität einer echten Ähnlichkeitsmetrik (MSD: mittlere quadratische Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spektren) durch die Anwendung starker statistischer Kriterien auf die mischungsspezifische MSD-Verteilung. Tatsächlich passt unser Moving-Block-Ansatz den Schwellenwert dynamisch an jede formulierungsspezifische statistische Verteilung der spektralen Ähnlichkeit an. Folglich bietet er ein robustes Endpunktkriterium für die Überwachung des Mischprozesses, unabhängig vom spezifischen Verhalten der einzelnen Formulierungen, was insbesondere dann erforderlich ist, wenn Mischanomalien wie Entmischung oder Klumpenbildung auftreten.

Aus Gründen der Flexibilität können die Benutzer sowohl die Größe des gleitenden Blocks als auch die statistische Signifikanz nach eigenem Ermessen einstellen. Wann immer möglich, sollten diese Parameter in der Inbetriebnahmephase eingestellt werden, obwohl die werkseitig eingestellten Werte für die häufigsten Fälle ausreichen sollten.

Bild 1: Saphirfenster-Adaptermodul für Visum NIR In-Line Analysator ™ hergestellt von IRIS Technology Solutions S.L.

Contrôle du point final du mélange

Das Adaptermodul mit Saphirfenster ermöglicht die einfache Integration des Visum NIR In-Line™ Analysators über eine Tri-Clamp-Verbindung. Es gibt verschiedene Größen des Adaptermoduls, abhängig von den Konfigurationen der Mischmaschine.

Im Gegensatz zu anderen Analysatoren auf dem Markt ist der Visum NIR In-Line™ ein self-contained Analysator (eingebetteter Computer) und kann mit mehreren Kommunikationsprotokollen kommunizieren. Es erfüllt außerdem die pharmazeutische Vorschrift 21 CFR Part 11 (FDA), die Anforderungen der amerikanischen (USP) und europäischen (Ph. Eur.) Pharmakopöe sowie die Richtlinien 2014 und 2023 der Europäischen Arzneimittelagentur (EMA).

In seiner Blender-Version ist das Visum NIR In-Line™-Analysegerät kabellos, wird durch wiederaufladbare und austauschbare Batterien mit einer Akkulaufzeit von mehr als 3 Stunden betrieben und ist über Wi-Fi verbunden, wie in der Abbildung unten dargestellt.

Bild 2: Visum NIR In-Line™-Analysator bei der Überwachung des Mischprozesses.

Control of the blending end point Überwachung des Mischprozesses durch visum NIR In-line

Tabelle 1: Technische Daten des Visum NIR In-Line Analysators ™

blending process monitoring

Schlussfolgerungen

Der Visum NIR In-Line™Analysator von IRIS Technology Solutions S.L. bietet eine robustere und realistischere dynamische Methode für die Überwachung des Mischprozesses als der MBSD-Algorithmus (Moving-Block Standard Deviation), da er auf dem quadratischen Mittelwert zweier aufeinanderfolgender Spektren und nicht auf dem Mittelwert der Standardabweichung als Ähnlichkeitsindex basiert, der beim MBSD-Ansatz verwendet wird.

Da es über einen eingebetteten Computer verfügt, muss es nicht an andere elektronische Geräte oder externe Computer angeschlossen werden, was es zu einem ausgezeichneten eigenständigen Werkzeug für die Arbeit in der Produktionsanlage und in GMP-Umgebungen macht.

Darüber hinaus verfügt es über einen viel größeren Beleuchtungs- und Spektrenerfassungsbereich als andere NIR-Analysatoren, insbesondere die sehr kleinen, mit einer Auflösung von 256 Pixeln, wodurch mehr chemische Informationen und Spektralqualität für eine optimale Überwachung jedes Mischzyklus gewonnen werden.

Von IRIS Technology Solutions
Digitalization-de, Industry-4-0-de, Pharma-4-0-de 3 April 2024

Kontrolle des Beschichtungsprozesses von Granulatformen durch NIR-Spektroskopie

Beschichtungsprozesses von Granulatformen durch
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Kontrolle des Beschichtungsprozesses von Granulatformen durch NIR-Spektroskopie

In der pharmazeutischen Industrie gibt es viele Granulatformulierungen, die beschichtet werden, um eine verzögerte oder kontrollierte Freisetzung des Arzneimittels oder des aktiven pharmazeutischen Wirkstoffs (API) über einen längeren Zeitraum zu erreichen; ein klares und bekanntes Beispiel ist Omeprazol. In diesem Beitrag werden wir diese Formulierungen mit verlängerter Freisetzung erörtern und zeigen, wie die Freisetzungszeit und die Wirksamkeitsanalysen während des Beschichtungsprozesses mithilfe der NIR-Spektroskopie optimiert werden können.

processus d'enrobage des formes granulaires

Pelletierungsprozess und traditionelle Analyse

Während des Pelletierungsprozesses von Darreichungsformen mit modifizierter Freisetzung bestimmt die korrekte Aufbringung der Beschichtung (z. B. eine magensaftresistente Beschichtung, die die Verdauung oder den Abbau im Magen verhindern soll) die spätere Wirksamkeit des Arzneimittels und die mg/API-Freisetzungszeit des Arzneimittels, weshalb während dieses Prozesses Kontrollen durchgeführt werden, um die Qualität und damit die erwartete pharmakologische Wirkung sicherzustellen.

 

Gegenwärtig wird diese Kontrolle während des Beschichtungsprozesses durchgeführt, wobei zu verschiedenen Zeitpunkten Proben aus der Beschichtungsanlage entnommen und im Labor mit Hilfe der analytischen Technik der HPLC oder der Flüssigkeitschromatographie und der Auflösungsprüfung analysiert werden, um nachzuweisen, dass die Freisetzung des/der Wirkstoffs/Wirkstoffe zufriedenstellend ist. Beide Methoden erfordern eine Probenvorbereitung vor der Analyse, erfordern spezialisiertes Personal und Verbrauchsmaterialien (Materialien) sowie die Dauer (Stunden) eines Auflösungstests, dessen Hauptziel darin besteht, die Bioverfügbarkeit des Arzneimittels zu bestimmen, d. h. die relative Menge des Arzneimittels, die nach der Verabreichung in den allgemeinen Kreislauf gelangt ist, und die Geschwindigkeit, mit der dieser Zugang erfolgt ist.

Das Hauptproblem der herkömmlichen Analytik besteht darin, dass die Ermittlung der Ergebnisse sehr zeitaufwändig ist und daher keine rechtzeitige Korrektur des Beschichtungsprozesses im Falle von Fehlern möglich ist, oder dass bei der häufigen Unterbrechung des Prozesses für die Probenahme die Gefahr besteht, dass sich die Qualität des Halbprodukts verändert.

 

Ein alternatives und sehr wirksames Instrument, das eine Echtzeitüberwachung des Beschichtungsprozesses ermöglicht, ist die NIR-Technologie, da die spektrale Signatur jedes Pellets mit den Beschichtungsbedingungen, der Dosierung und den Freisetzungszeiten in Verbindung gebracht werden kann, ohne dass auf herkömmliche Methoden zurückgegriffen werden muss.

Entwicklung einer NIRS-Methode zur Vorhersage von Freisetzungszeit und Wirksamkeit

Zur Entwicklung eines Vorhersagemodells für die Echtzeit-Bestimmung der Freisetzungszeiten und der Wirkstärke (mg API/g Pellet), die nach 1, 4 und 7 Stunden freigesetzt wird, haben wir mit einem großen spanischen Pharmalabor und dem tragbaren NIR-spektroskopischen Analysator Visum Palm™, der von IRIS Technology Solutions S.L. hergestellt und vertrieben wird, zusammengearbeitet.

Die vom Labor zur Verfügung gestellten Daten bestehen aus den NIR-Spektren mehrerer Chargen von zwei Arzneimitteln, die zum einen aus einem Antihistaminikum bestehen, das wir aus Gründen der Vertraulichkeit als „DS“ bezeichnen, und zum anderen aus einer Form von Vitamin B6, die wir aus denselben Gründen als „PH“ bezeichnen. In beiden Fällen war der Wirkstoff Teil der Beschichtung der Pellets, die das Vehikel bildeten.

Die Spektren der Pellets wurden zu verschiedenen Zeitpunkten des Beschichtungsprozesses sowohl von feuchten als auch von trockenen Proben aufgenommen und parallel dazu wurde die jeweilige Probe den in diesen Fällen üblichen Analysen unterzogen, um die Wirkstofffreisetzung nach 1, 4 und 7 Stunden sowie die Wirksamkeit in mg PI/g zu bestimmen.

Die auf der Grundlage der Spektraldaten entwickelten Vorhersagemodelle haben gezeigt, dass es nicht notwendig ist, die Proben für die Aufnahme der Spektren zu trocknen – so kann die Kontrolle direkt an der nassen Probe durchgeführt werden, was Zeit und Handhabung spart – und dass es eine klare Beziehung zwischen den NIR-Spektren, der Potenz und den Freisetzungszeiten von 1h, 4h und 7h gibt, wie wir weiter unten sehen werden.

PH compound

Tabelle 1: Qualitätsparameter der Vorhersagemodelle für die Freisetzung nach 1, 4, 7 Stunden und die Wirksamkeit in den Proben mit verschiedenen Stufen des PH-Beschichtungsprozesses. Das *-Symbol zeigt an, dass das Modell unter Verwendung der durchschnittlichen NIR-Spektren der Replikate jeder Probe erstellt wurde.

Abbildung 1: Regressionskurven für PH a) Alle Proben; b) Chargen 1, 3, 4 und 7; c) Mittlere Spektren der Chargen 1, 3, 4 und 7; d) Charge 7.

processo de revestimento de formas granulares

DS compound

Tabelle 2 zeigt die Qualitätsparameter der Modelle für die Analyse der feuchten DS-Proben. Alle Proben wurden gleichzeitig untersucht: die Proben der Partien 6, 8 und 10 zusammen und die der Partie 6 getrennt. Die Chargen 6, 8 und 10 wurden für die Untersuchung einer Reihe von Chargen ausgewählt, da sie die größte Anzahl von Proben enthielten. Darüber hinaus wurde die Charge 6 für die Einzelanalyse ausgewählt, da sie die meisten Proben mit den optimalen Freisetzungsparametern für die Fallstudie enthielt.

Tabelle 2: Qualitätsparameter der Vorhersagemodelle für die Freisetzung nach 1, 4, 7 Stunden und die Wirksamkeit in den Proben mit verschiedenen Stufen des DS-Beschichtungsprozesses.

Abbildung 2 zeigt die aus der Studie resultierenden Regressionskurven für den Wirkstoff DS. Die Werte der Qualitätsparameter für die DS-Modelle zeigen im Allgemeinen eine gute Korrelation. Als Beobachtung ist festzustellen, dass der Fehler zunimmt, wenn Daten aus verschiedenen Chargen verwendet werden, was wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, dass die Prozessbedingungen der einzelnen Chargen unterschiedlich sind, da die Daten aus der Entwicklungs- und Feinabstimmungsphase des Produktionsprozesses stammen. Die Vorhersage der Freisetzung nach 7 Stunden ist schlechter als die der anderen Parameter, wahrscheinlich weil das Ende des Freisetzungsprozesses in vielen Fällen schon vorher erreicht ist.

 

Abbildung 2: Regressionskurven für DS a) alle Proben; b) Chargen 6, 8 und 10; c) Mittlere Spektren der Chargen 6, 8 und 10; d) Charge 6.

Vorhersage von Trockenproben

Tabelle 3: Qualitätsparameter der Vorhersagemodelle für die Trockenproben von DS Charge 6 und PH Charge 7.

Die Vorhersagemodelle der Trockenproben für einzelne Chargen von PH und DS zeigen eine gute Korrelation. Es ist zu beachten, dass der Vorhersagefehler auf die wenigen verwendeten Validierungsproben zurückzuführen ist.

 

Abbildung 3: Regressionskurven für Trockensimples von a) DS-Charge 6 und b) PH-Charge 7.

processus d'enrobage des formes granulaires
processus d'enrobage des formes granulaires

Schlussfolgerungen

  • Es besteht eine klare Korrelation zwischen den NIR-Spektren und den Freisetzungszeiten von 1h, 4h und 7h sowie mit der Wirksamkeit, sowohl für DS als auch für PH, obwohl sie für PH etwas schlechter ist.
  • Im Falle der 7-stündigen Freisetzung scheint die Korrelation etwas schwächer zu sein, was möglicherweise daran liegt, dass sie in der Nähe der maximalen Freisetzung (am Freisetzungsplateau) liegt oder auf Unterschiede im pH-Wert der Proben zurückzuführen ist.
  • Die unterschiedlichen Produktionsbedingungen der Chargen beeinflussen die Robustheit dieser Korrelation, ein inhärenter Variabilitätsfaktor, da die Proben aus der Entwicklungsphase des Produktionsprozesses (Feinabstimmungsphase) und nicht aus dem NIRS-Verfahren stammen.
  • Einzelne Batch-Tests zeigen eine gute Korrelation sowohl für nasse als auch für trockene Proben. Da die Ergebnisse in beiden Fällen ähnlich sind, kann der Schluss gezogen werden, dass eine Trocknung nicht notwendig ist, um die untersuchten Parameter (Freisetzungszeit und Wirksamkeit) mit den NIR-Spektren zu korrelieren.
  • Schließlich kann aus der Analyse der untersuchten Ergebnisse gefolgert werden, dass die NIR-Spektroskopie zur Optimierung der Kontrolle des Umhüllungsprozesses von Granulatformen eingesetzt werden kann und dass es sich aus technischer Sicht um eine robuste und evidenzbasierte Methode handelt. Für alle in diesem Dokument bewerteten Fälle müssen jedoch endgültige Modelle erstellt werden, sobald der Produktionsprozess vollständig entwickelt ist.
Von IRIS Technology Solutions
Ai-de, Digitalization-de, Industry-4-0-de, Innovation-de, Pharma-4-0-de 5 September 2023

Neuer tragbarer NIR-Analysator Visum Palm™ mit AI

tragbarer NIR-Analysator
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Neuer tragbarer NIR-Analysator Visum Palm™ mit AI

IRIS Technology Solutions stellt die neueste Version seines tragbarer NIR-Analysator Visum Palm™ vor und ergänzt damit seine Visum®-Reihe von Echtzeit-Prozessanalysatoren für die Industrie.

Der neue Visum Palm™ ist ein vollständig tragbares NIR-Spektralphotometer, das die Analyse verschiedener Substanzen, Produkte oder Gemische in Echtzeit ermöglicht, ohne dass herkömmliche Labor- und Probenahmetechniken erforderlich sind, so dass die Industrie an Ort und Stelle Ergebnisse erhalten kann, um Entscheidungen zu treffen oder Produktionsprozessparameter zu korrigieren.

Die neue Generation des Visum Palm™ bringt ein innovatives Design und eine radikale Veränderung in der Art und Weise mit sich, wie die Benutzer die NIR-Technologie erleben. Sie wird jetzt durch KI mit der Visum Master™ Software unterstützt, so dass jeder Hersteller automatisch seine eigenen Vorhersagemodelle oder Kalibrierungen entsprechend seinen Kontroll- und Analyseanforderungen erstellen kann.

 

Design, Autonomie und Robustheit

Das tragbarer NIR-Analysator Visum Palm™ bietet ein innovatives und ergonomisches Design sowie die Möglichkeit, jederzeit und überall Analysen durchzuführen, ohne dass es an ein externes elektronisches Gerät angeschlossen werden muss. Dies ist möglich, weil das Gerät über einen integrierten Touchscreen und einen Computer verfügt, die alle Routinefunktionen des Geräts ermöglichen.

Das Visum Palm™ arbeitet im Wellenlängenbereich von 900 bis 1700 nm, da sich in diesem Bereich die Verfügbarkeit chemischer Informationen am besten mit dem Preis und der technologischen Reife vereinbaren lässt. Er arbeitet hauptsächlich im diffusen Reflexionsmodus, für den er eine speziell entwickelte und patentierte Optik besitzt, um so viele Informationen wie möglich aus der Probe zu extrahieren. Insbesondere verfügt es über einen großen Beleuchtungsbereich (50 mm Durchmesser) und einen Sammelbereich von 10 mm. Mit diesen Merkmalen unterscheidet es sich von ähnlichen Analysegeräten in Bezug auf seine Eignung für die Analyse heterogener Proben, was unter realen Arbeitsbedingungen am häufigsten der Fall ist. In Fällen, in denen die Heterogenität stärker ausgeprägt ist, kann das Gerät so konfiguriert werden, dass es den Durchschnitt einer bestimmten Anzahl von Wiederholungen berechnet und ausgibt.

Der Visum Palm™-Analysator entspricht der Schutzart IP65 und ist somit staub-, feuchtigkeits- und wasserfest. Es ist außerdem so robust, dass es fast überall in Innenräumen oder im Freien getragen und getestet werden kann. Es wird sogar mit einem Ständer für die Verwendung auf dem Schreibtisch oder auf dem Tisch geliefert.

 

Ein neues KI-gestütztes Benutzererlebnis

Im Gegensatz zu den meisten marktüblichen Modellierungs- und Kalibrierungssoftwares, bei denen der Benutzer über technische Kenntnisse in der Chemometrie verfügen oder die Aufgabe einem Dritten anvertrauen muss, macht die PC-basierte Software Visum Master™ die NIR-Technologie durch die Automatisierung der Vorverarbeitung, der Auswahl multivariater Analysealgorithmen und der Validierung noch zugänglicher. So kann jeder Benutzer durch einfache Eingabe von Spektren und Referenzen (quantitativ oder qualitativ) Modelle für die routinemäßige Echtzeitanalyse erstellen und die herkömmliche Analyse ersetzen.

visum_master tragbarer NIR-Analysator

Die neue Software ermöglicht auch die Erweiterung und Bearbeitung bereits vorhandener Modelle, die Synchronisierung mit dem tragbaren Analysator zum Importieren von Spektren, den Export von Modellen, das Herunterladen von Messergebnissen, die automatische Erstellung von Berichten zur Validierung von Analysemethoden und von Audit-Berichten für GMP-Umgebungen sowie bei Bedarf die geführte Überprüfung der messtechnischen Leistung des Geräts.

 

Für Industrie und GMP-Umgebungen

Während die NIR-Technologie in zahlreichen Branchen wie der Kunststoff-, Lebensmittel-, Chemie-, Agrar-, Holz- und Biokraftstoffindustrie, um nur die wichtigsten zu nennen, eine Vielzahl von Anwendungen findet, stellt das neue Visum Palm™-Gerät für die pharmazeutische Industrie und GMP-Umgebungen eine bedeutende Neuerung in Bezug auf Benutzerfreundlichkeit und Funktionalität dar. Es ist 21 CFR Part 11-konform und ermöglicht die Erstellung und Anzeige eines automatischen Audit-Trail-Berichts, der alle Geräteaktivitäten aufzeichnet und in den Kommentare und Beobachtungen aufgenommen werden können. Außerdem kann der Benutzer automatisch die entwickelten analytischen Methodenvalidierungen generieren und bei Bedarf messtechnische Überprüfungen des Geräts durchführen und die Ergebnisse zu einem späteren Zeitpunkt herunterladen.

„Die NIS-Technologie muss heute einfach zu bedienen und zu verstehen sein, und gleichzeitig muss sie dem Benutzer die Freiheit und Autonomie geben, sie voll zu nutzen und seine tägliche Arbeit zu erleichtern. Die Technologie muss ein Wegbereiter sein. Wir werden weitere Schritte in Richtung Automatisierung und neue Funktionen unternehmen, weil wir davon überzeugt sind, dass dies der richtige Weg ist und was die Branche und die Menschen in ihr brauchen.“, sagt Oonagh Mc Nerney, Direktorin von IRIS Technology Solutions, S.L.

 

Das neue tragbarer NIR-Analysator Visum Palm™ ist jetzt hier erhältlich. Hier finden Sie auch technische Informationen über das Gerät, Videos und können IRIS Technology Solutions, S.L. für eine Vorführung oder eine spezifische Anfrage kontaktieren.

Von IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-de, Pharma-4-0-de 31 März 2022

NIR technology and Raman spectroscopy: introduction and applications in the pharmaceutical industry

espectroscopia raman tecnologia nir
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In the following article we will address the main applications with NIR technology and Raman spectroscopy, in real time, for the control of manufacturing and quality processes both for pilot plant – in tune with the Quality by Design (QbD) concept – and for industrial scale-up. In addition, this article is intended to be a starting point for industry professionals to raise questions about how to optimize control with process analytical technologies (PAT) for efficient management and implementation of a continuous manufacturing model.

 

Raman and NIR Spectroscopy

 

Both technologies have in common that they are photonic techniques – they take advantage of the properties of photons or light and their interaction with matter – diagnostic and non-destructive, allowing chemical and structural information to be obtained in seconds from almost any organic or inorganic material or compound. Hence, their use in laboratories is widespread in different industries and they are analytical techniques known by quality control professionals.

 

For those who are not laboratory professionals or are just entering the field, it is essential to start with a few brief concepts and examples to understand its applications.

 

Raman spectroscopy is a technique based on the inelastic scattering of light. Inelastic or Raman scattering occurs when the energy changes during the collision between the monochromatic light and the molecule and, therefore, the frequency of the scattered light also changes. These changes provide information about the molecular identity and structure of the samples or material being analyzed.

 

Near infrared spectroscopy (NIR) is a technique based on the interaction between electromagnetic radiation and matter, within the wavelength range of 780-2500 nm. These absorbed radiations can be related to different properties of the sample, providing qualitative and quantitative information. The near-infrared range is characterized by weak overtones and combined bands arising from the strong fundamental vibrations of O-H, C-H, C-O, C=O, C=O, N-H bonds and metal-OH groups in the mid-infrared range.

 

However, both Raman and NIR spectroscopy devices in real time are optical (vision) devices that work with artificial intelligence. The information they collect from the spectrum of the analyzed object is interpreted by a mathematical model – chemometrics – called a „predictive model“ that tells the system what it is looking at. A very simple example: if we want to control the Paracetamol content of a 1mg. form, the mathematical model that analyzes the process must know how to correlate the spectrum corresponding to that value and for that it must know what is 0.8 – 0.9 – 1.1 and so on in the range of interest to be controlled. The predictive model is a mathematical model that essentially correlates a spectrum with a reference value. This reference value comes out of the traditional laboratory analysis.

 

Let’s get down to the important: What use are these systems in my factory?

 

Applications of real-time NIR technology:

 

1) Raw material identification: Identification of raw materials is a routine task in the pharmaceutical industry. These tests are carried out before the materials are processed, in order to avoid errors as much as possible and thus save time and money. This material testing applies not only to purchased materials (e.g. excipients), but also to some internal material transfers, e.g. APIs manufactured in another plant. The latter is very important to take into account when wondering why we have problems in mixing some formulations with certain raw materials.

2) Homogenization: Once identified and weighed, raw materials usually require homogenization of the different components. This is a critical step in the manufacture of solid-state pharmaceutical products, as it has a direct impact on the quality and homogeneity of the final product. The homogenization process is mainly affected by physical properties such as particle size, shape and density. Mixing endpoint and homogenization are not the same, not in terms of regulation according to the European Medicines Agency (EMA). From IRIS Technology we try to raise awareness on this point, which is sometimes confused, to provide in-line control solutions that are homologous to the control protocols established by the EU and Spanish regulations.

3) Granulation and sizing: Sometimes the different ingredients of the formulation do not mix well and segregate during homogenization. Therefore, it is desirable to granulate powdered ingredients by compression, dry granulation or in the presence of a binder under wet conditions. Most spectroscopic uses focus on the determination of water during wet granulation or drying after granulation.

4) Extrusion: NIR spectroscopy has been widely used in hot extrusion to monitor both API content and solid state of extrudates and to identify interactions between ingredients.

5) Tableting: This stage of the process is the closest to the final product. Therefore, it is sometimes easier to control the quality of the product directly in the press, especially if there is a subsequent coating step. At this point, NIR can also play an important role.

6) Coating: The coating process is a crucial step in the manufacture of solid oral preparations. In fact, the coating can act as a physical screen to avoid the effects of oxidation, moisture and lighting conditions in order to improve the stability of the final product or intermediate products in the process. The coating can also play an active role in the protection (gastroresistance) and release (modified release) of the drug in vivo. The homogeneity and thickness of the coating are important in controlling the timing of drug release. Many offline techniques are available to control the coating thickness, such as changes in weight, height or diameter of the coated granule/tablet cores during processing. In-line NIR technology is especially useful for monitoring water-based coatings and is a technique that saves hours of analysis, which we have discussed in particular in this other article.

7) Final product control: An important part of final product quality control includes the analysis of all batches produced to avoid out-of-specification results. This control point, although it is too late to avoid losses, can also be performed with portable (handheld) NIR tools and in just seconds analyze dozens of units (homogeneity, concentrations or other parameters) at the line.

 

Real-time Raman spectroscopy applications

 

As we will see below, this analysis technique has some applications similar to NIR spectroscopy and others very different because it is a technique with a much higher precision than NIR and that IRIS Technology uses in the systems we manufacture when we work with APIs with very low concentrations (typically <0.5) or in aqueous matrices where the amount of water generates a lot of noise in the analysis with NIR equipment.)

 

1) Raman spectroscopy for API identification: As each API has its own Raman characteristics, Raman spectroscopy can quickly and accurately identify the active ingredients, has a very low prediction error and in some cases has a detection limit as low as ppm.

2) Raman spectroscopy for the quantitative and qualitative analysis of formulations: The composition of pharmaceutical preparations is relatively complex; however, Raman spectroscopy remains one of the rapid detection methods if the excipients are simple or just an aqueous solution.

3) Raman spectroscopy for detection of illicit substances: Raman spectroscopy can be used for trace detection due to its sensitivity, speed and accuracy. In general, small amounts of illicit drugs cause drug safety incidents, and Raman spectroscopy can be used for illicit drug detection.

 

Technologie NIR et spectroscopie Raman

Benefits of applying NIR and Raman technology in production lines

 

In general, there are two fundamental advantages of Raman spectroscopy and NIR technology on production lines over traditional laboratory methods:

 

The first advantage would be the monitoring of continuous manufacturing. The pharmaceutical industry works mainly in such a way that the final drug is the result of several independent production steps. These can also take place in different geographical areas, which entails shipping and storing the different intermediate products in containers until the next manufacturing facility. This increases the risk of degradation over time or due to environmental conditions (light, humidity, etc.). One way to address this problem is to move from independent batch work to continuous manufacturing with the help of monitoring technologies such as real-time analytical control equipment.

A continuous process or continuous manufacturing is one in which materials are continuously loaded into the system, while the final product is continuously unloaded. Unlike stand-alone batch manufacturing, this concept involves the total connection of production units, with the use of PAT systems, along with process control systems to monitor and control the integrated manufacturing plant. Continuous process units are usually more efficient, more productive, with reduced volumes and less waste compared to classical process units. Therefore, these types of production units can respond more quickly to drug shortages or sudden changes in demand or needs (such as in a pandemic). In addition, their small size allows them to be transported directly to where the drugs are needed. However, a thorough understanding of the process, including the different connections between its processing units, is necessary.

The second major advantage is to reduce sampling and analysis time, and this is very important in biotech processes in their research, development and production phases. So far, most of the data are obtained with off-line instruments and methods.

 

Specifically for Raman, Raman spectroscopy is a powerful instrumental technique used in various types of pharmaceutical analysis. The superiority of the technique depends on the molecule of interest, the concentration level, the matrix or solution, other interfering species present and the desired sampling method. For many applications, Raman spectroscopy may be the best answer for identification and spectroscopic control needs. The role of Raman spectroscopy as a quantitative analytical tool is increasing due to the simplicity of sampling, ease of use and applicability to aqueous systems.

 

As manufacturers and system integrators of systems that operate with Raman and NIR spectroscopy, IRIS Technology collaborates with numerous pharmaceutical, foodstuffs, chemicals, among others, companies in the development of analytical solutions and the implementation of control systems, in turnkey projects ranging from technology, adaptations that may be necessary, data modeling, installation, validation and even homologation.

Here you can find the complete range of Visum® analytical equipment.

We hope this article has been of interest to you and as always, if you have any questions or even suggestions, you can write to us at news@iris-eng.com.

Von IRIS Technology Solutions
Big-data-de, Digitalization-de, Pharma-4-0-de 2 Februar 2022

Artificial Intelligence as a Predictive Maintenance tool

maintenance prédictive
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Artificial Intelligence as a Predictive Maintenance tool

Together with the company mAbxience, specialized in the development, manufacture and marketing of biopharmaceuticals, we developed data models based on supervised machine learning techniques that after 4 years of work resulted in an AI-based Predictive Maintenance System in the plant facilities of the water for injections (WFI) process of mAbxience in Spain, published in the January-February Edition of the Pharmaceutical-Engineering Magazine.

The work demonstrates the effectiveness of machine learning models, built from the information generated by 31 sensors, 14 alarms and water quality indicators, to identify and predict anomalies within a warning time window (14 days) that is feasible for the preventive and predictive maintenance teams to make the corresponding adjustments in the areas and components of the plant identified by the algorithm.

Initial results show that the models are robust and able to identify the chosen anomalous events. In addition, the rule induction approach to machine learning (a technique that creates „if-then-else“ rules from a set of input variables and one output variable) is „white box“, which means that the models are easily readable by humans and can be deployed in any programming language.

IRIS thanks mAbxience and the WFI plant technicians for their collaboration.

Read the full article here.

Von IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-de, Pharma-4-0-de 4 Oktober 2021

IRIS presents new PAT applications for the pharmaceutical industry

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IRIS Technology presents in Farmespaña Industrial applications of its PAT analyzers for the pharmaceutical and dermo-cosmetic industry.

Real-time content uniformity.

Real-time bioavailability.

Fluorescence-free Raman.

Read the complete note here.

Von IRIS Technology Solutions