Quantification of embedded H2O in soft contact lenses by NIR spectroscopy

Význam tématu

Určení obsahu vody v měkkých kontaktních čočkách je klíčové pro hodnocení jejich pohodlí, prodyšnosti a mechanických vlastností. Rychlá a neinvazivní analýza vlhkosti umožňuje optimalizovat výrobní proces a zajistit konzistentní kvalitu výrobků.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout kvantitativní metodu založenou na blízké infračervené (NIR) spektroskopii a parciální nejmenších čtvercích (PLS) pro přesné stanovení procentuálního obsahu H₂O v měkkých kontaktních čočkách. Studie zahrnovala čtyři skupiny čoček se známým obsahem vody (24, 38, 48 a 58 %).

Použitá instrumentace

• NIRS XDS RapidContent Analyzer
• Iris Adapter
• Liquid Sample Kit pro RCA

Použitá metodika

Měření probíhalo v transflekčním módu s difuzním zlatým reflektorem. Čočky se nejprve lehce osušily ubrouskem, poté se umístily do vesselu s mezerou. Spektrální rozsah pro model byl 1372–1648 nm, předzpracování dat proběhlo pomocí Standard Normal Variate (SNV) v oblasti 1120–2500 nm. Kalibrace byla postavena na 12 spektrálních měřeních (3 čočky ze čtyř úrovní vlhkosti) a PLS model s třemi latentními faktory.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrace dosáhla standardní chyby kalibrace (SEC) 1,69 % a koeficientu determinace R² = 0,9879. Self-validace ukázala standardní chybu predikce (SEP) 1,36 %. Spektra jednotlivých hladin vlhkosti vykazovala zřetelné rozdíly v absorpčním pásmu vody. Experimentální studie také odhalila, že delší doba vystavení čoček vzduchu po osuše vede k podhodnocení obsahu vody, což zdůrazňuje význam striktního dodržení postupu sušení.

Přínosy a praktické využití metody

• Bezdotykové a neinvazivní měření bez poškození čoček
• Rychlá analýza (cca 1 min na vzorek)
• Minimální příprava vzorků, žádné chemické činidla ani odpad
• Možnost opakovaného měření na stejném vzorku

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze rozšířit na širší spektrum čoček a materiálů, případně integrovat do on-line kontrolních systémů ve výrobě. Dále se očekává vývoj speciálních difuzních reflektorů s větší mezerou pro eliminaci deformace čoček a zvýšení reprodukovatelnosti měření.

Závěr

NIR spektroskopie ve spojení s PLS modelováním poskytuje rychlý a spolehlivý nástroj pro stanovení obsahu vody v měkkých kontaktních čočkách s vysokou přesností. Klíčová je standardizace doby vysychání vzorku před měřením.

Reference

V dokumentu nebyly uvedeny literární zdroje.