Calibration model transfer of caffeine on the NIRS XDS Rapid Content Analyzer

Význam tématu

Schopnost přenášet kalibrační modely mezi více zařízeními stejné konfigurace zásadně zefektivňuje provoz laboratoří a snižuje náklady na opakované kalibrace. Díky vylepšenému poměru signálu k šumu, úzkému pásmu a vysoké přesnosti vlnové délky spektrometru NIRS XDS Rapid Content Analyzer (RCA) lze modely rychle a spolehlivě převádět mezi přístroji.

Cíle a přehled studie

Studie sledovala vývoj jednoduchého dvoukomponentního kalibračního modelu pro stanovení obsahu kofeinu v mikrokrystalické celulóze metodou vícečetné lineární regrese (MLR) a ověřila jeho přenositelnost mezi čtyřmi jednotkami NIRS XDS RCA bez jakýchkoli úprav.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace: čtyři přístroje NIRS XDS RCA, vzorky v křemenných kelímcích, reflektanční režim.
• Vzorky: 20 směsí kofeinu a mikrokrystalické celulózy s koncentracemi kofeinu 0,493 – 9,925 %.
• Předzpracování: druhá derivace spekter pro odstranění posunu a zvýraznění signálů.
• Kalibrace: MLR založená na absorbanci při 1670 nm.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační model vyvinutý na přístroji „A“ dosáhl koeficientu determinace R2 = 0,997 a standardní chyby kalibrace (SEC) 0,17 %. Při přenosu na přístroje „B“ a „C“ byly naměřeny standardní chyby predikce (SEP) 0,16 % a 0,17 % bez biasu či odchylky sklonu. Na přístroji „D“ se SEP udržel na 0,17 % i po čtyřech výměnách zdrojové lampy, což potvrzuje stabilitu modelu vůči změnám optické sestavy.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje jednorázový vývoj spolehlivé kalibrace pro více zařízení, minimalizuje časovou i finanční náročnost opakovaných kalibrací a zaručuje konzistentní výsledky v routine QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření modelů na složitější složení vzorků a vícekofaktorové analýzy.
• Integrace pokročilých chemometrických metod (PLS, siPLS) pro zlepšení robustnosti.
• On-line a automatizovaná aktualizace kalibrací s podporou umělé inteligence.

Závěr

Kalibrační model pro stanovení kofeinu v mikrokrystalické celulóze je plně přenositelný mezi NIRS XDS RCA přístroji bez nutnosti adaptace. Výsledky potvrzují vysokou stabilitu, opakovatelnost a spolehlivost metody i po změnách zdrojové lampy.

Reference

• Near-Infrared Spectroscopy Application Note NIR-11: Calibration model transfer of caffeine on the NIRS XDS Rapid Content Analyzer, Version 1