【技术文章】用于制药和生物技术行业的高光谱成像解决方案

粉末或冻饼物质的测量是制药和生物技术行业中经常遇到且要求苛刻的任务。Chauvin Arnoux公司Indatech使用基于芬兰制造商Specim的高光谱相机的HypeReal系统解决了这个问题。

为了优化流程并检测假冒产品，制药和生物技术公司经常面临检查冻干产品或粉末状物质并分析其确切成分的挑战。这项任务比乍一看要复杂得多。“如果材料在生产过程中装在玻璃瓶中，并且必须以粉末或蛋糕状冻干物形式进行检查，则尤其如此，”Fabien Chauchard解释道，他于2009年与Sylvie Roussel博士共同创立了法国公司Indatech。制药专家提到，要检查的材料通常没有平坦的表面，并且这些物质可以以不同的密度存在，这是一个特别困难的问题。到目前为止，如果要通过小瓶进行分析，很难获得好的建议。

Chauchard和他的团队希望开发一种基于高光谱相机的系统来解决这个问题。“我们的目标是使粉末状物质的分析像操作复印机一样简单：将样品放在微量滴定板上并单击按钮即可获得结果！”

根据Chauchard的说法，一个主要的挑战是通过含有这些物质的玻璃瓶进行分析。“我们决定从下方测量粉末状物质，因为这个角度提供了平坦表面的最佳概览和尽可能大的体积。从制药和生物技术行业通常使用的小瓶侧面进行检查将很困难，因为通常放置在那里的贴纸用于识别样品。由于使用了塑料或金属盖，顶视图也是不可能的。

高光谱相机作为关键部件

作为材料实际分析的基本技术，Indatech很早就决定使用高光谱相机。这些相机在近红外范围 （NIR） 内工作，并与光谱仪相结合，通过记录它们对不同波长电磁波的反应来识别待检查物质的光谱特性。根据它们的化学和分子组成，物质在吸收、反射或让光通过时表现出不同的反应。借助合适的分类算法，可以准确评估捕获图像后存在哪些物质。

在选择合适的高光谱相机时，Chauchard依靠芬兰制造商Specim，他已经在各种项目中拥有大约15年的良好经验。“相机是这样一个系统的核心。它的质量对于分析结果的准确性至关重要，这就是我们求助于 Specim 来实施该系统的原因。由于我们的分析仪应该尽可能小，因此我们寻找了一款紧凑而强大的相机。在Specim专家的有力建议后，我们很快确定Specim FX17是我们应用的良好候选者。

“我们选择Specim作为所用高光谱相机的供应商，这一事实使HypeReal项目的实施变得相当容易。”法比安·乔查德,英达泰克

Chauchard 回忆说，第一次测试已经表明 Indatech 做出了正确的选择：“测试从一开始就非常令人鼓舞，并表明 FX17 与相关镜头相结合，提供了非常好的图像质量。我们还进行了几项测试来评估坚固性，例如，通过改变外壳中的温度。然而，即使在困难的条件下，FX17 也始终提供可靠的信息。Indatech 创始人提到相机的 GigE 接口是另一个优势，这使得相机的控制变得非常容易。

InGaAs高光谱相机SPECIM FX17是Indatech的HypeReal系统的基础。

经济的解决方案

通过选择合适的高光谱相机，迈出了开发分析系统的重要一步。HypeReal 是 Indatech 于 2020 年初首次推出的解决方案的名称，此后作为制药和生物技术行业的独特检测解决方案引起了轰动。在该系统的帮助下，可以使用样品下方的非接触式测量，快速、无损、可靠地自动测试大量冻干产品。典型任务包括评估冻干产品的残余湿度含量、识别活性药物成分、识别冻干液中的物理缺陷（例如裂纹或熔体）或检查冻干产品的均匀性。

Indatech 的 HypeReal 系统能够在制药或生物技术等行业中对冻黄饼和粉末状物质进行自动化、经济的测量。它大大缩短了疫苗的开发时间。

图片由Indatech提供。

作为HypeReal的一大优势，Chauchard强调样品的准确检测和保存，这是在没有任何接触和无毒试剂的情况下进行的。“该系统是一款非常坚固的仪器，具有出色的可重复性，无需进行重大调整即可工作。它允许为每个样品使用定制的板，内置参考和不同的烧瓶尺寸，并具有易于使用的界面来获取数据、创建模型和生成报告。

然而，突出的是显著缩短了分析时间，确保了相关的投资回报，正如 Chauchard 以典型的工业应用为例所说明的那样：“为了研究冻干产品的残余湿度含量，这些通常被填充到 96 孔微量滴定板的孔中。通常，制药公司的研发部门必须对每口孔进行卡尔费休滴定，这可能需要数周时间。有了 HypeReal，所有 96 口井的结果和相关报告只需 2 分钟即可获得！除了每孔中的残余湿度外，用户还会收到其他与质量相关的数据，例如有关现有裂缝或冻干液收缩的信息，这要归功于拍摄的图像。这使得 HypeReal 成为快速、经济地测试冻干产品的理想工具，“Chauchard 强调说。

“Intatech 的 HypeReal 系统能够对制药或生物技术等行业中的冻黄饼和粉末状物质进行自动化、经济的测量。它大大缩短了疫苗的开发时间。法比安·乔查德,英达泰克

经验丰富的合作伙伴

Indatech创始人表示，HypeReal的优势已经说服了一些世界领先的疫苗制造商，并再次强调了Specim在实施该解决方案中的份额：“在HypeReal的开发阶段，我们合作伙伴的专业知识非常有价值，并帮助我们快速找到适合该应用的最佳高光谱相机。Specim 的联系人对与高光谱成像相关的所有问题都有全面的了解，他们给出的可靠建议给我留下了深刻的印象。事实上，我们选择Specim作为所用相机的供应商，使HypeReal项目的实施变得相当容易。

出于这些原因，Indatech还将与Specim合作开展即将到来的项目，Chauchard宣布：“目前我们的首要任务是在市场上建立HypeReal，并测试制药行业的其他应用。此外，我们已经在农业行业进行测试，例如，用于植物种子和食品行业的分析。例如，在检查面粉时，我们能够取得非常积极的结果。另一个有趣的应用领域也可以是对旧文件或绘画的分析。Specim的高光谱相机很可能也将成为此类系统的基础。

Indatech 的 HypeReal 系统能够在制药或生物技术等行业中对冻黄饼和粉末状物质进行自动化、经济的测量。它大大缩短了疫苗的开发时间。

图片由Indatech提供。