Charakterizace částic, Příprava vzorků
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceUnchained Labs
Význam tématu
V moderním vývoji léčiv biologického původu je klíčová rychlá a spolehlivá charakterizace formulací, zejména z hlediska obsahu viditelných částic, zabarvení a zákalu. Tradiční ruční metody jsou časově náročné, variabilní mezi uživateli a neposkytují trvalou dokumentaci. Automatizovaná vizuální stanice (VIS) integrovaná do platformy Big Kahuna umožňuje kvantitativní, nedeštruktivní a vysoce propustné hodnocení vzorků a zvyšuje efektivitu procesů ve vývoji vakcín a proteinových léčiv.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem aplikace bylo ověřit schopnosti VIS v následujících oblastech:
- počit částic suspendovaných ve vzorcích různé viskozity,
- posouzení barvy formulace ve srovnání s referenčními standardy,
- měření zákalu na základě luminance s využitím kalibrační křivky.
Studie demonstrovala integraci VIS s ovládacím softwarem Lab Execution and Analysis (LEA) v automatizovaném workflow Big Kahuna systému.
Použitá metodika a instrumentace
Instrumentace:
- Big Kahuna systém pro biologické formulace (automatizovaný manipulační robot s gripperem a zásobníkem na vialy/platové racky),
- VIS (Visual Inspection Station) pro nedeštruktivní zachycení obrazu a analýzu částic, barvy a zákalu,
- LEA software pro řízení pohybů vialy, snímání, ukládání a vyhodnocení dat.
Metodika:
- Vialy se vzorkem se naloží do VIS, kde se otáčením znovu suspendují částice.
- Po zastavení se pořídí sekvence snímků, z nichž se následujícím odečtením vytvoří rozdílové obrazy s pohyblivými částicemi.
- Rozdílové obrazy se binarizují a částice se počítají algoritmickou analýzou.
- Barva se vyhodnocuje porovnáním obrazu vzorku s předem definovanou sadou standardů.
- Zákal se stanoví na základě poklesu průměrné luminance (∆L/L), kde vzorek i „blank“ snímek slouží k normalizaci a interpolaci na kalibrační křivce NTU.
Hlavní výsledky a diskuse
Počet částic:
- Voda s 8–9 polystyrenovými kuličkami a glycerol (65 %, ~15 cP) s ~55 skleněnými kuličkami (170 µm) testováno čtyřikrát.
- Výsledky byly v souladu s manuálními počty (8–9, resp. 50–60 částic) s variací pod 10 %.
Hodnocení barvy:
- 30násobné opakování u vzorku BY4 prokázalo 99,99–100 % shodu s referencí.
- Rozšíření na modré standardy potvrdilo široký rozsah spolehlivého barevného rozlišení.
Měření zákalu:
- Kalibrace pro 3 mL i 20 mL vialy s NTU standardy (1–100 NTU).
- Pětinásobné opakování jednotlivých standardů a sedm opakování na dva dny vykázalo odchylku méně než 5 %.
Přínosy a praktické využití metody
VIS v kombinaci s Big Kahuna systémem přináší:
- Výrazné zvýšení propustnosti oproti manuálním inspekcím,
- Kvantitativní a reprodukovatelné výsledky bez nutnosti likvidace vzorku,
- Plnou evidenci snímků a dat pro budoucí verifikaci a srovnávací analýzy.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávané směry rozvoje:
- Integrace strojového učení pro automatizované rozpoznávání a klasifikaci kontaminantů,
- Rozšíření rozsahu měřených velikostí částic a optických vlastností,
- Využití online monitoringu pro kontinuální kontrolu stability během výrobních procesů.
Závěr
VIS ve spojení s Big Kahuna platformou nabízí rychlou, nedeštruktivní a vysoce přesnou metodu pro komplexní hodnocení viditelných částic, barvy a zákalu biologických formulací, což významně zefektivňuje proces vývoje a kontroly kvality léčiv.
Reference
- Challenges and Strategies for Implementing Automated Visual Inspection for Biopharmaceuticals, Rathore et al., Pharmaceutical Technology, 2009
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.