Kategori: Pharma 4.0

Pharma-4-0-tr 24 Eylül 2025

Visum Palm GxP: yeni farmasötik ürünler için NIR analizörü

Farmasötik Ürünler için Yeni NIR Analizörü

Visum Palm GxP: yeni farmasötik ürünler için NIR analizörü

Visum Palm GxP, IRIS Technology Solutions tarafından tasarlanan en son farmasötik ürünler için NIR analizörüdür. Bu taşınabilir, sağlam ve valide edilebilir cihaz, ilaç endüstrisinin kalite kontrolünü, lot serbest bırakmasını ve hammadde doğrulamasını yapma şeklini yeniden tanımlıyor; hız, doğruluk ve düzenleyici uyumluluğu tek bir ekipmanda sunuyor.

900–1700 nm spektral aralık ve 4500:1 sinyal/gürültü oranıyla Visum Palm GxP her ölçümde güvenilir sonuçlar sağlar. Self-contained mimarisi ve gömülü yazılımı, GMP ortamlarında, hem laboratuvar hem üretim hem de depoda ideal bir araç haline getirir.

Neden farmasötik ürünler için NIR analizörü seçilmeli?

Yakın kızılötesi spektroskopisi (NIR), ilaç endüstrisi için kilit bir teknoloji haline gelmiştir. Numuneleri tahribatsız, hazırlık gerektirmeden ve neredeyse anında analiz etmeyi sağlar. Bir farmasötik ürünler için NIR analizörü aşağıdaki avantajları sunar:

  • Hammaddelerin hızlı tanımlanması, hatta şeffaf ambalajlar üzerinden.

  • Çevrim içi ve gerçek zamanlı proses kontrolü.

  • İçerik uniformitesi ve nemin değerlendirilmesi (loss-on-drying).

  • Lot serbest bırakmanın optimize edilmesi, QC’de bekleme sürelerini azaltma.

Visum Palm GxP, bu yetenekleri daha da ileri taşıyarak yüksek kaliteli donanımı ve gelişmiş yazılım araçlarını uluslararası düzenlemelerin en zorlu gerekliliklerini karşılamak üzere birleştirir.

Farmasötik Ürünler için Yeni NIR Analizörü

Visum Palm GxP’nin ana özellikleri: teknik spesifikasyonlar

Visum Palm GxP, özellikle farmasötik ürünler için NIR analizörü olarak geliştirilmiştir ve 21 CFR Part 11, USP <1119>, Ph. Eur. <2.2.40> ve GAMP 5 gibi standartlarla uyumludur. Öne çıkan teknik özellikleri:

  • Spektral aralık: 900–1700 nm

  • Tasarım: self-contained analizör (bilgisayar, gömülü yazılım ve dokunmatik ekran). Harici bilgisayar, tablet veya telefon gerekmez. GMP ortamlarında günlük operasyonları ve kalifikasyon görevlerini basitleştirir.

  • Spektral çözünürlük: 5 nm, 256 kanal (piyasadaki taşınabilir analizörler arasında en yüksek çözünürlük).

  • Sinyal/gürültü oranı: 4500:1 (USP 1119 standardının neredeyse iki katı).

  • Ölçüm alanı: 10 mm, 50 mm aydınlatma ile.

  • Ölçüm süresi: 3 saniye.

  • Geometri: difüz yansıma; opsiyonel aksesuar ile transflektans.

  • Ağırlık: 1,8 kg, IP54–IP66 koruması.

  • Pil ömrü: şarj edilebilir ve değiştirilebilir batarya ile 5 saate kadar.

Bu özellikler, zorlu üretim koşullarında bile analiz güvenilirliğini garanti eder.

Düzenleyici uyumluluk ve güvenlik

Visum Palm GxP, piyasadaki en eksiksiz taşınabilir farmasötik ürünler için NIR analizörü olarak tasarlanmıştır ve GMP düzenlemeleriyle uyum sağlamak için gelişmiş işlevler sunar, özellikle CFR 21 Part 11 (FDA):

  • Tüm operasyonların ve sonuçların izlenebilirliği ile tam audit trail (kim, ne yaptı, ne zaman).

  • Günlük cihaz işlev kontrolü ve alarmlar.

  • Rol tabanlı erişim kontrolü (Analist, Süpervizör, Kullanıcı yöneticisi).

  • Çift doğrulamalı elektronik imza (Analist ve Süpervizör).

  • Şifre güvenliği politikaları, kurtarma ve otomatik oturum kapatma.

  • Veri yedekleme ve güvenli geri yükleme.

Tüm bu özellikler sonuç bütünlüğünü garanti eder ve düzenleyici denetimleri kolaylaştırır.

Visum Master™ GMP yazılımı: NIR’a uygulanmış zeka

Farmasötik Ürünler için Yeni NIR Analizörü.

Farmasötik ürünler için NIR analizörü Visum Palm GxP’nin temel bileşenlerinden biri yazılım ekosistemidir:

  • Visum Master™ GMP, ileri kemometri bilgisi gerektirmeden kimlik doğrulama kütüphaneleri ve kantitatif yöntemler oluşturmayı sağlar. Dahili Model Builder sayesinde NIR kütüphane geliştirme sürecini otomatikleştiren tek yazılımdır.

  • ICH Q2(R2) ile uyumlu raporlar otomatik olarak üretir, dahili veya harici validasyonlar için kullanışlıdır.

  • Otomatik tanılamalar, kullanıcı yönetimi ve USP, Ph. Eur. ve JP18’e uygun dalga boyu doğruluğu, gürültü ve fotometrik lineerlik doğrulama araçları içerir.

Sonuç: farmasötik tesislerde farklı süreçlere uyarlanabilir, basit ve güvenli bir iş akışı. Ayrıca Visum Master™ yazılımı sınıf 4’tür; bu, bir farmasötik ürünler için NIR analizörü uygulamasında kalifikasyon görevlerini büyük ölçüde kolaylaştırır.

Farmasötik ürünler için NIR analizörünün potansiyelini artıran aksesuarlar

Visum Palm GxP, laboratuvar ve üretim ihtiyaçlarını karşılamak için özel tasarlanmış aksesuarlarla donatılmıştır:

  • Katılar, granüller ve tozlar için masaüstü numune tutucu.

  • 1–10 mm küvet tutucu, transflektans modunda sıvı analizi için. Tek kullanımlık veya yeniden kullanılabilir küvetlerle uyumlu.

  • Mini örnekleyici ve yüzey düzleştirici.

  • Hızlı izlenebilirlik için opsiyonel barkod okuyucu.

Bu aksesuarlar cihazı farklı numune formatlarına (ince tozlardan granüllere veya sıvılara) uyarlarken, aynı zamanda elle tutulan veya masaüstü farmasötik ürünler için NIR analizörü olarak kullanım esnekliği sunar.

Farmasötik ürünler için NIR analizörü Visum Palm GxP kullanım alanları

Visum Palm GxP, hammadde kabulünden lot serbest bırakmaya kadar geniş uygulama yelpazesi sunar. Taşınabilir tasarımı, valide edilebilir yazılımı ve yüksek sinyal/gürültü oranı ile GMP standartlarını karşılamak ve iş akışlarını optimize etmek için vazgeçilmezdir.

Hammaddelerin tanımlanması

Visum Palm GxP, aktif farmasötik bileşenleri (API) ve yardımcı maddeleri saniyeler içinde tanımlar ve doğrular, hatta şeffaf veya yarı şeffaf ambalajı açmadan. Bu özellik kalite kontrol sürelerini kısaltır, çapraz kontaminasyon riskini azaltır ve giriş kontrolünde insan hatasını en aza indirir.

NIR teknolojisi özellikle organik hammaddeler için etkilidir; hidratlı, higroskopik veya çözeltide olduklarında inorganik maddeleri doğrulamak için de kullanılabilir. Raman taşınabilir analizörleri ile karşılaştırıldığında, farmasötik ürünler için NIR analizörü daha hızlı, ekonomik ve güvenlidir. Raman analizörleri, saf iyonik bileşikleri (NaCl, KCl, HCl) veya floresans yayan maddeleri tanımlamada sınırlamalara sahiptir.

Visum Palm GxP ayrıca tedarikçi ve lot farklılıklarını kapsayan güçlü kimlik kütüphaneleri oluşturmayı kolaylaştırır, böylece USP ve Ph. Eur. farmakopelerine uyum sağlar. Bu sayede farmasötik ürünler için NIR analizörü, tedarik zinciri bütünlüğü için ilk savunma hattı görevi görür.

Buradan Visum Palm GxP’nin farmasötik hammaddelerin tanımlanmasında kullanımına dair bir application note inceleyebilirsiniz: burada.

İçerik uniformitesi ve kantifikasyon

4500:1 sinyal/gürültü oranı ve 5 nm spektral çözünürlük, Visum Palm GxP’yi kantitatif modeller için ideal hale getirir. Bu modeller, tablet, kapsül, granül, emülsiyon, sıvı veya toz karışımlarında içerik uniformitesini değerlendirmeye ve API ile yardımcı maddelerin tam konsantrasyonunu belirlemeye olanak tanır.

Farmasötik ürünler için NIR analizörü, kantitatif modelleri tamamen otomatik şekilde eğitme kapasitesine sahiptir ve elde edilen sonuçların kalitesini değerlendirmek için çevrimdışı validasyon örnekleriyle birlikte kullanılabilecek araçlar ve metrikler sunar. Ayrıca otomatik rapor, analitik yöntem validasyonu için ICH Q2(R2) rehberini takip ederek hazırlanır.

Gerçek zamanlı proses kontrolü

Visum Palm GxP, üretim hattındaki kritik noktalara kurulabilir veya laboratuvarda temel değişkenleri izlemek için kullanılabilir. Kontrol edilebilecek parametreler:

  • Kurutma sırasında granül veya tozlarda kalan nem.

  • Akışkan yatak kurutucuda kuruma ilerlemesi.

  • Mikroküreler veya tabletlerde kaplama derecesi.

  • Sıkıştırma veya kapsülleme öncesi karışımların homojenliği.

Farmasötik ürünler için NIR analizörü sayesinde süreçler neredeyse gerçek zamanlı ayarlanabilir, kalite optimize edilir ve spesifikasyon dışı lot riskleri azalır. Bu PAT (Process Analytical Technology) yaklaşımı, süreçlerin istatistiksel kontrolünü güçlendirir.

Lot serbest bırakma

Visum Palm GxP, lot serbest bırakmayı önemli ölçüde hızlandırır. Hızlı ve tahribatsız yöntem olarak saniyeler içinde analitik veri sağlar, ürün bütünlüğünü bozmadan kabul/red kararları verilmesine olanak tanır.

Taşınabilirliği sayesinde farmasötik ürünler için NIR analizörü, depolama alanında, paketleme hattında veya laboratuvarda kullanılabilir. Böylece farklı senaryolara uyum sağlarken güvenilirlik ve düzenleyici uyumluluktan ödün vermez.

Araştırma ve geliştirme

Visum Palm GxP, Ar-Ge ortamlarında da mükemmel bir farmasötik ürünler için NIR analizörüdür. Yardımcı madde uyumluluğunu değerlendirmek, formülasyonları optimize etmek ve stabilite çalışmalarını hızlıca gerçekleştirmek için uygundur. Hızı ve düşük numune tüketimi, pilot projeler veya yeni farmasötik formların ölçeklendirilmesi için idealdir.

Diğer taşınabilir NIR analizörlerine karşı avantajlar

Genel amaçlı cihazların aksine, Visum Palm GxP yalnızca farmasötik ürünler için NIR analizörü olarak tasarlanmıştır. Başlıca avantajları:

  • Tasarımdan itibaren entegre validasyon ve düzenleyici uyumluluk.

  • GMP ortamlarında optimum performans, tam audit trail ve izlenebilirlik.

  • Dayanıklı donanım, depo, üretim veya laboratuvar için ideal.

  • Çift işlevsellik: elde taşınabilir ve masaüstü analizör olarak tek cihazda birleşim.

  • Modeller, kütüphaneler ve veri yönetimini basitleştiren sezgisel yazılım.

Bu özellikler, kapsamlı destekle güvenli bir farmasötik ürünler için NIR analizörü arayan şirketler için Visum Palm GxP’yi en güvenilir seçenek haline getirir.

Sonuç

Visum Palm GxP, yalnızca bir farmasötik ürünler için NIR analizörü değil; kalite kontrol, hammadde tanımlama ve GMP ortamlarında süreç optimizasyonu için eksiksiz bir çözümdür. Taşınabilir ve self-contained tasarımı, çift işlevselliği (elde ve masaüstünde), yüksek performansı ve düzenleyici uyumluluğu ile hız, güvenilirlik ve güvenlik arayan laboratuvarlar ve üretim tesisleri için en iyi seçenektir.

Eğer şirketiniz NIR analizlerinde verimliliği ve uyumluluğu güçlendirmek istiyorsa, Visum Palm GxP kesin çözümü temsil eder.

IRIS Technology Solutions
Innovation-tr, Pharma-4-0-tr 24 Nisan 2025

Visum Palm GxP™ ile Farmasötik Hammadde Tanımlama (RMID)

raw material identification

Visum Palm GxP™ ile Farmasötik Hammadde Tanımlama (RMID)

Hammadde tanımlama veya doğrulama analizi, üretimde kullanılacak tüm malzemelerin kimliğini ve kalitesini garanti ettiği için ilaç endüstrisinde kritik bir süreçtir. Bu işlemi gerçekleştirmek için pratik ve verimli bir yöntem, taşınabilir NIR analizörü Visum Palm GxP™ kullanmaktır. Bu cihaz, testi doğrudan depoda yapmaya olanak tanır ve 3 saniyeden kısa sürede kesin sonuçlar verir. Böylece laboratuvar üzerindeki yük azaltılır ve üretim döngüsü süreleri kısalır.

Hammadde tanımlama için yaygın olarak kullanılan birçok teknoloji vardır (NIR, FT-NIR veya Raman), ancak bunlardan hiçbiri tek başına bir ilaç üreticisinin tüm malzeme listesini kapsayan evrensel bir çözüm oluşturmaz.

NIR tekniği özellikle organik bileşiklerin tanımlanmasında etkilidir, ancak higroskopik maddeler (tuzlar), hidratlı bileşikler veya sulu çözeltilerde çözünmüş maddeler gibi çok özel koşullarda bazı inorganik malzemelere de uygulanabilir.

Öte yandan Raman spektroskopisi, kendi sınırlamaları olan alternatif bir tekniktir, özellikle şu durumlarda:

• Floresans gösteren organik bileşikler (boyalar ve bazı API’ler).
• Zayıf Raman sinyallerine sahip maddeler.
• Tamamen iyonik inorganik bileşikler (NaCl, KCl, HCl).

Genel olarak NIR, etkinliği, hızlığı ve herhangi bir operatör tarafından kolay kullanımından dolayı düzenlemeye tabi ortamlarda yaygın olarak kabul görmüştür. Buna ek olarak, ek güvenlik önlemleri gerektirmez (örneğin Raman’da koruyucu gözlük gereklidir) ve farmasötik hammadde tanımlama ve kantitatif analiz için çok daha ekonomik bir seçenektir.

CUP_HOLDER_RENDER
GMP el tipi NIR analizörüdür. hammadde-tanimlama

Neden Visum Palm GxP™ ile farmasötik hammadde tanımlama?

Visum Palm GxP, herhangi bir harici cihaza (akıllı telefon, bilgisayar, tablet veya başka bir cihaz) bağlanması gerekmeyen bağımsız (self-contained) bir analizördür.

Hem elde taşınabilir cihaz (numuneyle doğrudan temas halinde) hem de masaüstü modunda kullanılmasını sağlayan çift işlevliliğe sahiptir. 5 nm veya 256 piksel spektral çözünürlük sunar ve bu da onu kendi kategorisindeki en yüksek spektral kapasiteye sahip taşınabilir NIR analizörü yapar.

CFR 21 Part 11, USP 1119, Ph. Eur. 2.2.40, JP18 ve GAMP 5 gibi başlıca uluslararası düzenleyici çerçevelere uygundur. Sınıf 4 yazılıma sahip bağımsız bir sistem olduğundan, farmasötik yeterlilik prosedürü harici yazılıma veya ek işlem birimlerine bağlı analizörlere kıyasla çok daha hızlı ve basittir.

Ölçüm alanı çapı 10 mm’dir ve aydınlatma alanı 50 mm’dir. Bu durum daha fazla kimyasal bilgi sağlar ve büyük ve yarı saydam torbalardaki hammadde tanımlama için özellikle kullanışlı hale getirir.

Sistem; laboratuvar spektrofotometri küvetleri ve sıvı ile tozlar için vial adaptörleri dahil olmak üzere masaüstü veya el tipi analizör olarak çalışmaya imkân tanıyan bir aksesuar setine sahiptir. Ayrıca tablet incelemesi ve küçük analiz alanları için tasarlanmış optik bir daraltıcıya sahiptir.

Visum Palm GxP sadece farmasötik hammadde tanımlama için optimize edilmemiştir, aynı zamanda kantitatif analiz için de destek sunar. Otomatik olarak üretilen teknik raporlar, ICH Q2(R2) – Validation of Analytical Procedures – Scientific Guideline yönergelerine uygun olup izlenebilirlik ve yasal uyum sağlar.

handheld nir analyzer BENCHTOP MODE AND BRIGHT RENDER

Şekil 1: Visum Palm GxP™ ile masaüstü modunda çalışmak için destek tabanı. Tozlar, katılar, granüller ve sıvılar için masaüstü numune tutucuların takılmasına olanak tanır.

GxP ve CFR 21 Part 11 fonksiyonları

Visum Palm GxP, GMP ile düzenlenen farmasötik ortamlarda hammadde tanımlama ve yasal uyumu garanti altına almak için özel olarak tasarlanmış, en eksiksiz ve güncel işlev setini entegre eder. Yazılım ve donanım mimarisi, sürecin her aşamasında kalite, izlenebilirlik ve analitik güvenilirliği sağlamak için onu referans bir araç konumuna getirir.

Başlıca özellikleri şunlardır:

• Tam Audit Trail: cihazın ve sonuçların ayrıntılı kaydı, maksimum güvenlik için şifrelenmiş ikili dosyalarla birlikte.
• Gelişmiş rol ve yetki yönetimi: önceden tanımlanmış üç seviye (Analist, Supervisor ve Kullanıcı Yöneticisi) ve sınırsız kullanıcı oluşturma imkânı.
• Güvenli erişim kontrolü: güçlü şifreler ve sezgisel değiştirme ile kurtarma prosedürleri.
• Yapılandırılabilir zaman parametreleri: oturum süresi ve şifre geçerlilik yönetimi.
• Esnek zaman senkronizasyonu: cihazda tarih ve saat doğruluğunu sağlamak için birden fazla yöntem.
• Entegre yeterlilik asistanı: dalga boyu doğruluğu, gürültü ve fotometrik doğrusallığın kılavuzlu doğrulaması.
• İki seviyeli elektronik imza: Analist ve Supervisor tarafından bağımsız doğrulama ile.
• Yedekleme ve geri yükleme prosedürleri: sistem bütünlüğünü ve operasyonel sürekliliği korumak için tasarlanmıştır.

Bu işlev seti sayesinde Visum Palm GxP, piyasadaki en sağlam taşınabilir analizör olarak konumunu güçlendirir. Sadece uluslararası düzenlemelere (CFR 21 Part 11, GAMP 5, farmakopeler) uyumu değil, aynı zamanda farmasötik hammadde tanımlama ve kantitatif analiz uygulamalarında maksimum verimliliği de garanti eder.

Visum Palm GxP™ ile hammadde tanımlama analiz modları

Visum Palm GxP™ analizörü, katı, granül, toz veya sıvı haldeki çeşitli bileşikler için 3 saniyeden kısa sürede hammadde tanımlama veya doğrulama analizi yapılmasına olanak tanır. Prosedür, numuneden elde edilen spektrumun kütüphanede depolanan referans spektrumlarla karşılaştırılmasına dayanır.

Karşılaştırma, spektral farkları sayısal bir değere dönüştüren matematiksel bir benzerlik kriteri (HQI, Hit Quality Index) ile gerçekleştirilir. Sonuç olarak cihaz, elde edilen en yüksek benzerlik derecesine sahip maddeyi veya sınıfı (Şekil 3) sağlar ve kalan maddelerin en yüksekten en düşüğe olacak şekilde sıralanmış bir listesini görüntüler.

Ayrıca sistem, doğrulanması istenen belirli malzemenin önceden kütüphaneden seçilmesiyle bir doğrulama analizi yapılmasına da imkân tanır. Bu durumda sonuç PASS veya FAIL olarak sunulur ve FAIL durumunda analizör aynı zamanda en yüksek benzerliğe sahip doğru maddeyi de belirtir (Şekil 4).

Kullanıcı tarafından kimlik bilgileriyle elektronik olarak imzalanmamış olanlar veya reddedilen sonuçlar dahil tüm sonuçlar, şifrelenmiş Audit Trail içinde saklanır ve böylece izlenebilirlik, veri bütünlüğü ve GMP düzenleyici uyumu garanti edilir.

Visum Palm™ ana ekranları

análisis de materias primas

Şekil 2: Ana Menü Şekil 3: Hammadde tanımlama analizi Şekil 4: Doğrulama analizi, PASS ve FAIL ile doğru maddenin onayı.

Belirli durumlarda, teknoloji kesin bir sonuç vermeyebilir; bu, kimyasal olarak çok benzer veya neredeyse özdeş malzemeler incelendiğinde ya da granülometri farklılıkları olduğunda meydana gelir. Bu tür durumlar için Visum Palm GxP™ sınıflandırma kütüphaneleri oluşturma ve kullanma olanağı sunar.

Tanımlama/doğrulama modlarından farklı olarak sınıflandırma (Şekil 5), çok ince spektral farklılıkların—örneğin parçacık boyutu veya belirli bir analitin konsantrasyonu gibi—kesin bir şekilde ayırt edilmesini sağlar; hatta aynı API veya yardımcı madde benzer matrislerde farklı konsantrasyonlarda bulunduğunda bile. Bu şekilde sınıflandırma, karmaşık veya problemli durumlar için daha güçlü bir algoritma ile ilk hammadde tanımlama analizini tamamlar.

Tüm belirtilen senaryolarda, sonuca ek olarak sistem her ölçümde analiz edilen maddenin tam spektrumunu (Şekil 6) üretir, bu da izlenebilirlik ve daha yüksek analitik değer sağlar.

raw material analysis

Şekil 5: Sınıflandırma analizi   Şekil 6: Her analiz için spektrum

Visum Master GMP™ yazılımı ile PC’de hammadde tanımlama yöntemleri ve kütüphaneleri geliştirme

Visum Master™ - Main Menu

Şekil 7: Visum Master™ – Ana Menü   Şekil 8: Visum Master™ – Model Builder

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

Şekil 9: Her malzemenin spektrumlarını ve referansını (isim) ekleyerek hammadde tanımlama kütüphanesini oluşturun.

Visum Palm GxP™, piyasada kullanıcıya kendi hammadde tanımlama, sınıflandırma veya hatta kantitatif analiz yöntemleri için kütüphanelerini son derece basit ve tamamen otomatik şekilde geliştirme olanağı tanıyan tek NIR analizördür. Bunun için karmaşık bir yazılım kullanılmasına veya kemometri konusunda ön bilgiye gerek yoktur. Başka bir deyişle, kullanıcının sadece numunelere ve referanslara (kalitatif veya kantitatif) sahip olması yeterlidir; entegre Model Builder geliştirme sürecini üstlenir.

Kütüphaneleri oluşturmak, sürdürmek veya güncellemek, Visum Master™ ile hiç bu kadar kolay olmamıştı. Bu yazılım, farklı analiz türleri için sınırsız sayıda kütüphane ve yöntem oluşturulmasına olanak tanır ve her biri için kullanılan algoritma, ön işlemler, latent değişkenler, kalite metrikleri, kullanılan veri seti, aykırı değer kontrolü, tespit edilen ve çıkarılan aykırı değerlerin grafiği ve niceliği gibi tüm bilgilerle birlikte otomatik olarak teknik bir rapor oluşturur. Bu veriler, dahili veya harici bir validasyon raporu hazırlamak, iyileştirme veya güncelleme ihtiyaçlarını belirlemek için temel girdiler sağlar.

Visum Palm GxP’nin hammadde tanımlama için nasıl faydalı bir araç olabileceği hakkında daha fazla bilgi edinmek için IRIS veya distribütörlerimizle aşağıdaki bağlantı üzerinden iletişime geçebilirsiniz.

IRIS Technology Solutions
Pharma-4-0-tr 9 Nisan 2024

Blending process monitoring with in-line NIR spectroscopy

Real-Time blending process monitoring with NIR spectroscopy

Powders blending process is the most popular to achieve content uniformity in solid forms. Despite its apparent simplicity, i.e., taking advantage of shear forces for mixing APIs and excipients by merely moving the container for a certain time, any specialist in galenic does know that the real behavior of the mixture is not that simple. In fact, the final distribution results from a chaotic combination of microscopic interactions among the particles and macroscopic flow mechanics, not to mention that, once the homogeneity has been achieved, there is a real risk of demixing as a consequence of the affinity among homologous particles. That is why, regardless of the mechanical improvements in the blender’s design, systematically checking for mixture homogeneity is a key requirement in the pharmaceutical and nutraceutical sector. This is where NIR becomes important as a technique for real-time blending process monitoring.

Traditional control of the blending process vs. Blending process monitoring (PAT)

Up to now, periodically stopping the blending process after several cycles in order to take some samples from different points, which are further analysed by chromatography, has been the traditional way to do it. However, such an approach has also certain unwanted drawbacks, namely added lead time (due to the involved cumbersome lab procedures), suboptimal blending time (because of arbitrary extended blending intended for guaranteeing homogeneity) and blending artifacts (such as demixing and lumps as a consequence of keeping the load in static conditions while waiting for the lab results).

 

On the contrary, a PAT approach, such as a spectroscopy-based real time blending process monitoring, could be deemed the optimal way to check if the endpoint condition has been reached. In fact, both FDA and EMA have described such an approach as a recommended new paradigm.

In principle, as thoroughly described in the scientific literature, there are two ways for implementing a PAT-based endpoint determination: by using a supervised machine learning predictive model (for example, a PLS model that quantitatively predicts the API concentration) or by using an algorithm agnostic to the specific composition of the mixture. The first one usually renders more direct and accurate results but, in turn, it requires developing specific models on the basis of suitable reference samples, which is not always feasible, especially when there are too many different formulations. The agnostic approach for blending process monitoring, on the contrary, is based on spectral similarity; no ground truth data on the specific composition of each formulation is required in advance.

The agnostic approach: Moving-block Standard Deviation and the dynamic algorithm by IRIS Technology Solutions

Spectral stability is, in fact, agnostic to the specific composition of each formulation. No quantitative predictive model has to be developed for assessing the components concentrations because the underlying rationale states that, regardless of the composition, no improvement in homogeneity can be made once the spectra remain unchanged, at least for the major components. Indeed, a mixture can be deemed homogeneous once their spectra remain unchanged after several blending cycles. 

Since the NIR spectroscopy is sensitive to 0.1-1 % or higher concentrations, during during blending process monitoring the homogeneity of minor components cannot be assessed by means of such a technology. However, it can be inferred from the homogeneity of major components and opportunely validated with traditional lab methods if required.

Moving-block Standard Deviation (MBSD) is the most widely described agnostic algorithm, at least in the scientific literature. Usually, the MBSD endpoint criterion is rather arbitrary.  Even when a statistically-founded criterion is used [Critical evaluation of methods for end-point determination in pharmaceutical blending processes. M. Blanco, R. Cueva-Mestanza and J. Cruz. Anal. Methods, 2012, 4, 2694], some restrictive hypothesis on the distribution of the similarity metric should be fulfilled in order to be properly applicable. Moreover, the mean of the standard deviation has a rather “smoothing” effect that could veil to some extent the real trend of the spectral similarity.

The dynamic approach with Visum NIR In-Line™ for blending process monitoring

IRIS Technology Solutions’ proprietary algorithm, on the contrary, is based on checking for the stability of a true similarity metric (MSD: mean squared difference between two successive spectra) by using strong statistical criteria on the blending-specific MSD distribution. In fact, our moving block approach dynamically adapts the threshold to each formulation-wise spectral-similarity statistical distribution. Consequently, it provides a robust endpoint criterion for blending process monitoring regardless of the specific behavior of each formulation, which is particularly required when mixing anomalies such as demixing or lumps formation take place. 

For the sake of flexibility, the users can set both the moving block size and the statistical significance at their convenience. Whenever possible, such parameters should be tuned in the commissioning stage although the factory-set values should work for the most frequent circumstances.

 

Image 1: Sapphire window adapter module for Visum NIR In-Line analyser ™ manufactured by IRIS Technology Solutions S.L.

The adapter module with sapphire window allows easy integration of the Visum NIR In-Line™ analyser via a tri clamp connection. There are different sizes of the adapter module depending on the blending machine’s own configurations.

Unlike other analysers on the market, the Visum NIR In-Line™ is a self-contained analyser (embedded computer) and can communicate with multiple communication protocols. It also complies with the pharmaceutical regulation 21 CFR Part 11 (FDA), the requirements of the American (USP) and European (Ph. Eur.) Pharmacopoeia and the European Medicines Agency (EMA) Guidelines 2014 and 2023.

In its Blender version, the Visum NIR In-Line™ analyser is wireless, powered by rechargeable and replaceable batteries with a battery life of more than 3 hours and connected via Wi-Fi, as shown in the image below.

 

Image 2: Visum NIR In-Line™ analyser in a blending process monitoring cycle.

Control of the blending end point

Table 1: Visum NIR In-Line analyser ™ technical specifications

Conclusions

The IRIS Technology Solutions S.L. In-Line™ NIR analyser presents a more robust and realistic dynamic method for blending process monitoring than the Moving-block Standard Deviation (MBSD) algorithm  in that it is based on the quadratic mean of two successive spectra and not on the average of the standard deviation as a similarity index used by the MBSD approach.

As it has an embedded computer, it does not need to be connected to other electronic devices or external computers, making it an excellent stand-alone tool for working at the plant production level and in GMP environments.

In addition, it has a much larger illumination and spectrum acquisition area than other NIR analysers, especially those very small ones, with a resolution of 256 pixels, obtaining more chemical information and spectral quality for optimal monitoring of each blending cycle.

IRIS Technology Solutions
Digitalization-tr, Industry-4-0-tr, Pharma-4-0-tr 3 Nisan 2024

Control of the coating process of granular forms by NIR spectroscopy

Control of the coating process of granular forms by NIR spectroscopy

In the pharmaceutical industry, there are many granular formulations that are coated to achieve a sustained or controlled release of the drug or active pharmaceutical ingredient (API) over time, a clear and well-known example being Omeprazole. In this paper we will discuss these extended release formulations and how it is possible to optimize the release time and potency analyses during the coating process using NIR spectroscopy.

Pelletisation process and traditional analysis

During the pelletisation process of modified release dosage forms, the correct application of the coating (e.g. an enteric release coating intended to prevent gastric digestion or degradation) will determine the subsequent efficacy of the drug and the mg/API release time of the drug and therefore controls are carried out throughout this process to ensure the quality and thus the expected pharmacological action.

 

Currently, this control is performed during the coating process with samples obtained from the coating equipment at different times and analysed in the laboratory using the analytical technique of HPLC or liquid chromatography and dissolution testing to demonstrate that the release of the active ingredient(s) is satisfactory. Both methods require sample preparation prior to analysis, require specialised personnel and consumables (materials), in addition to the duration (hours) of a dissolution test, whose main objective is to determine the bioavailability of the drug, meaning the relative amount of the drug that has entered the general circulation after administration, and the rate at which this access has occurred.

Therefore, the major problem with traditional analytics is that it is time-consuming to obtain the results and therefore does not allow for timely rectification of the coating process in case of failures or, in the frequent case of stopping the process for sampling, there is a risk that the quality of the semi-product will be altered.

 

An alternative and very effective tool that allows real-time monitoring of the coating process is NIR technology, since the spectral signature of each pellet can be related to its coating conditions, dosage and release times without the need to resort to traditional methods.

Development of an NIRS method for predicting release time and potency

In order to develop a predictive model for the real-time determination of release times and potency (mg API/g pellet) that is released at 1, 4 and 7 hours, we worked in coordination with a major Spanish pharmaceutical laboratory and the portable NIR spectroscopic analyser Visum Palm™ manufactured and marketed by IRIS Technology Solutions S.L. 

The data provided by the laboratory consists of the NIR spectra of several batches of two drugs based on, on the one hand, an antihistamine which, for confidentiality reasons, we will refer to as “DS”, and on the other hand, a form of vitamin B6 which, for the same reasons, we will refer to as “PH”.  In both cases, the active substance was part of the coating of the pellets constituting the vehicle. 

The spectra of the pellets were acquired at different times of the coating process, from both wet and dry samples and, in parallel, the respective sample was subjected to the usual analyses in these cases to determine the drug release at 1, 4 and 7 hours and the potency mg PI/g. 

The predictive models developed on the basis of the spectral data showed that it is not necessary to dry the samples for the acquisition of the spectra – so the control can be performed directly on the wet sample, saving time and handling – and that there is a clear relationship between the NIR spectra, the power and the release times of 1h, 4h and 7h, as we will see below.

PH compound - Coating process and NIR spectroscopy

Table 1: Quality parameters of the prediction models for the release at 1, 4, 7 hours and the potency in the samples with different stages of the PH coating process. The * symbol indicates that the model was built by using the average NIR spectra of the replicates of each sample.

Figure 1: Regression curves for PH a) All samples; b) Batches 1,3,4 y 7; c) Mean spectra of batches 1,3,4 y 7; d) Batch 7.

DS compound

Table 2 shows the quality parameters of the models for the analysis of wet DS samples. All samples were studied simultaneously: samples from batches 6, 8 and 10 together, and batch 6 separately. Batches 6, 8 and 10 were chosen for the study of a set of batches because they had the largest number of samples. In addition, batch 6 was chosen for individual analysis as it contained the most samples with the optimal release parameters for the case study.

Table 2: Quality parameters of the prediction models for the release at 1, 4, 7 hours and the potency in the samples with different stages of the DS coating process.

Figure 2 shows the regression curves resulting from the study for the active substance DS. The values of the quality parameters for the DS models show, in general, a good correlation. As an observation, it is noted that the error increases when data from different batches are used, probably because the process conditions of each batch are different due to the fact that the data come from the development and fine-tuning phase of the production process. The prediction of the release at 7 hours is worse than that of the other parameters, probably because the end of the release process has been reached in many cases before that time.

 

Figure 2: Regression curves for DS a) all samples; b) Batches 6, 8 y 10; c) Mean spectra of batches 6, 8 y 10; d) Batch 6.

Prediction of dry samples

Table 3: Quality parameters of the prediction models for the dry samples of DS batch 6 and PH batch 7.

The prediction models of the dry samples for individual batches of PH and DS show a good correlation. It should be noted that the prediction error is due to the few validation samples used.

 

Figure 3: Regression curves for Dry simples of a) DS batch 6 y b) PH batch 7.

Conclusions - Coating process and NIR spectroscopy

  • There is a clear correlation between NIR spectra with release times of 1h, 4h and 7h, as well as with potency, for both DS and PH, although it is slightly worse for PH.
  • In the case of the 7h release, the correlation seems a bit weaker, possibly because it is close to the maximum release (at the release plateau) or due to differences in the pH of the samples.
  • The different batch production conditions affect the robustness of this correlation, an inherent variability factor because the samples come from the development phase of the production process (fine-tuning phase) and not from the NIRS method.
  • Individual batch tests show a good correlation for both wet and dry samples. Since the results in both cases are similar, it can be concluded that drying is not necessary to correlate the studied parameters (release time and potency) with the NIR spectra.
  • Finally, from the analysis of the results analysed, it can be concluded that NIR spectroscopy can be used to optimise the control of the coating process of granular forms and that, from a technical point of view, it is a robust and evidence-based method. However, for all the cases evaluated in this document, definitive models have to be made once the production process has been fully developed.
IRIS Technology Solutions
Ai-tr, Digitalization-tr, Industry-4-0-tr, Innovation-tr, Pharma-4-0-tr 5 Eylül 2023

New Visum Palm™ AI-assisted handheld NIR analyser

handheld nir analyser

New Visum Palm™ AI-assisted handheld NIR analyser

IRIS Technology Solutions introduces the latest version of its Visum Palm™ portable NIR analyser to complement its Visum® range of real-time process analysers for industry.

The new Visum Palm™ is a fully portable NIR spectrophotometer that allows real-time analysis of different substances, products or mixtures, without the need for traditional laboratory and sampling techniques, allowing industry to obtain results on the spot to make decisions or correct production process parameters.

The new generation Visum Palm™ brings with it an innovative design and a radical change in the way users experience NIR technology, now assisted by AI with the Visum Master™ software, so that each manufacturer can automatically create their own predictive models or calibrations according to their control and analysis needs.

 

Design, autonomy and robustness

The Visum Palm™ handheld nir analyser offers an innovative and ergonomic design, as well as the possibility to perform analysis at any time and place without having to connect it to any external electronic device. This is possible because it incorporates an embedded touch screen and computer, which enable all the routine functionalities of the device.

The Visum Palm™ operates in the 900 to 1700 nm range, as this is the band that best combines availability of chemical information with price and technological maturity. It operates mainly in diffuse reflectance mode, for which it has specially designed and patented optics to extract as much information as possible from the sample. Specifically, it has a large illumination area (50 mm diameter) and a collection area of 10 mm. These features differentiate it from similar analysers in terms of its suitability for analysing heterogeneous samples, which is most often the case in real working conditions. In cases where heterogeneity is more evident, the device is configurable to calculate and report the average of a given number of repetitions.

The Visum Palm™ handheld NIR analyser is IP65 compliant, making it resistant to dust, moisture and water. It is also rugged enough to be carried and tested almost anywhere indoors or outdoors and even comes with a stand for desktop or tabletop use.

 

A new AI-assisted user experience

Unlike most common modelling and calibration software on the market, which requires the user to have some technical knowledge of chemometrics or entrust the task to a third party, Visum Master™ PC-based software makes NIR technology even more accessible by automating pre-processing, multivariate analysis algorithm selection and validation. This allows any user to generate models by simply inputting spectra and references (quantitative or qualitative) for routine real-time analysis to replace traditional analysis.

En iyi taşınabilir NIR analizörü

The new software also allows to extend and edit pre-existing models, synchronise with the portable analyser to import spectra, export models, download measurement results, automatically generate analytical method validation reports and audit reports for GMP environments, and to check the metrological performance of the device in a guided manner when needed.

 

For industry and GMP environments

While NIR technology has a myriad of applications in numerous industries such as plastics, food, chemical, agribusiness, wood, biofuels, to mention the most relevant but not the only ones; it is for the pharmaceutical industry and GMP environments where the new Visum Palm™ device introduces significant novelties at the level of usability and functionality. It is 21 CFR Part 11 compliant, allowing the generation and display of an automatic Audit Trail report, the record of all device activity, where comments and observations can be incorporated. It also allows the user to automatically generate the analytical method validations developed and perform metrological checks of the device when required and download the results at a later date.

“NIR technology today must be easy to use and understand, and at the same time it must give the user the freedom and autonomy to exploit it to the full and facilitate their day-to-day work. Technology must be an enabler. We will continue to take further steps in terms of automation and new functionalities because we are convinced that this is the right way forward and what the industry and the people in it need”, says Oonagh Mc Nerney, Director of IRIS Technology Solutions, S.L.

 

The new Visum Palm™ handheld NIR analyser is now available here, where you can also find technical information about the device, videos and contact IRIS Technology Solutions, S.L. for a demonstration or specific enquiry.

 

IRIS Technology Solutions