Verifying Raw Materials by Spatially Offset Raman Spectroscopy

Význam tématu

Verifikace identity surových materiálů je klíčová pro zajištění kvality a bezpečnosti výroby, zejména ve farmaceutickém průmyslu. Tradiční metody spektroskopie vyžadují přímý přístup k materiálu, což znamená otevírání neprůhledných obalů, riziko kontaminace a zvýšené náklady na manipulaci. Spatially Offset Raman Spectroscopy (SORS) umožňuje analýzu obsahu skrze silné nebo neprůhledné obaly bez nutnosti jejich porušení, čímž urychluje kontrolu kvality a minimalizuje manipulační rizika.

Cíle a přehled studie

Cílem předloženého technického přehledu je popsat princip fungování SORS a jeho aplikaci v RMID (Raw Material Identity Verification) pomocí systému Agilent RapID Raman. Dokument ilustruje, jak SORS detekuje spektra obsažených látek skrze plastové, papírové či skleněné obaly, a představuje postupy pro zařazení nových materiálů do referenční knihovny a rutinní provozní workflow.

Použitá metodika a instrumentace

Systém Agilent RapID Raman využívá technologii SORS založenou na měření Ramanova rozptylu s prostorovým posunem excitace laseru.

• Zero offset: laser a detektor soudružně.
• Offset: laser posunut o několik milimetrů.
• Škálovaná subtrakce dvou spekter odstraní příspěvek obalu a izoluje spektrum obsahu.

Systém obsahuje výkonný laser, citlivý detektor a software pro modelování a validaci spektrálních knihoven.

Hlavní výsledky a diskuse

Měření ukázala, že SORS dokáže získat kvalitní Ramanovo spektrum skrze 1,5 mm silný polypropylen i skrze vícevrstvá papírová balení a barevné sklo. Jeden měřicí cyklus trvá přibližně 8–10 s, přičemž výsledná spektra mají dostatečné rozlišení pro spolehlivou identifikaci látek jako sukrosa.

Následné porovnání SORS spekter s referenčními vzorky prokázalo vysokou přesnost a rychlost RMID testů. Rutinní analýza 100 sáčků probíhá za méně než 30 min, včetně generování digitálního reportu.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace SORS v provozech přináší tyto výhody:

• Nehybridizační kontrola skrze uzavřené obaly bez kontaminace vzorku.
• Rychlé výsledky (do 10 s) umožňují vysokou produktivitu inspekce.
• Redukce provozních nákladů na ochranné prostředky a pracovní sílu.
• Možnost integrace do LIMS a automatizace workflow.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje zahrnují:

• Rozšíření na silnější a barevnější materiály obalů pomocí adaptivních algoritmů subtrakce pozadí.
• Integrace multivariační chemometrie pro kvantitativní analýzu složitých směsí.
• Přenosné SORS přístroje pro inspekce v terénu a v rámci dodavatelského řetězce.
• Propojení s umělou inteligencí pro automatickou detekci odchylek a prediktivní údržbu.

Závěr

SORS v systému Agilent RapID Raman představuje efektivní a bezkontaktní metodu pro ověření identity surovin přímo přes obaly. Umožňuje výrazné zrychlení QC procesů, šetří náklady a snižuje rizika kontaminace. Technologie nachází uplatnění především v farmacii, potravinářství a chemickém průmyslu, kde je nezbytná vysoká bezpečnost a integrita vzorku.

Reference

Agilent Technologies, Inc. Technical Overview: Verifying Raw Materials by Spatially Offset Raman Spectroscopy, 2018.