OMNIS NIRS: An efficiency boost for your laboratory

Význam tématu

Blízká infračervená (NIR) spektroskopie představuje rychlou, nedestruktivní a chemikálie nevyžadující metodu pro stanovení více parametrů v kapalinách, pastách i pevných vzorcích. V průmyslových i výzkumných laboratořích zvyšuje efektivitu analýzy, snižuje provozní náklady a minimalizuje environmentální zátěž bez nutnosti složitého předúprav vzorku.

Cíle a přehled studie / článku

Tento white paper popisuje principy NIR spektroskopie a výhody řešení Metrohm OMNIS NIRS na praktických aplikacích z petrochemie, potravinářství, polovodičového i farmaceutického průmyslu. Cílem je ukázat jedinečné funkce, jako je automatizované rozpoznání vzorků, řízená teplota a integrace s dalšími analyzátory, které přinášejí výrazné zkrácení doby analýzy a zlepšení reprodukovatelnosti výsledků.

Použitá metodika

NIR analýza využívá interakce světla v rozsahu 780–2500 nm s materiálem: u kapalin v transmisním režimu a u pevných vzorků v reflektivním režimu. Klíčové parametry ovlivňující přesnost jsou optická dráha a teplota vzorku; OMNIS systém zajišťuje aktivní řízení teploty přímo na vzorku a dokáže automaticky zahájit měření po dosažení rovnováhy. Pro homogenní i heterogenní pevné vzorky lze provádět vícenásobná měření s otočným držákem.

Použitá instrumentace

• OMNIS NIR Analyzer s 1D InGaAs diodovým polem
• OMNIS Software včetně modulu OMD (OMNIS Model Developer)
• OMNIS Sample Robot – NIR pro automatizaci velkého počtu vzorků
• OMNIS Titrator pro integrovanou titrační validaci

Hlavní výsledky a diskuse

V petrochemii bylo zpracováno 50 vzorků dieselu s dosahem výsledků pro cetanové číslo i index za 19 minut (oproti ≥90 minutám staršího přístroje). V potravinářství sledování kofeinu ve zrnkové i mleté kávě vykázalo vysokou korelaci s referenčními hodnotami. V polovodičové výrobě NIR předpověď koncentrace HCl ve vzorcích umožnila selektivní spouštění titrace pouze u vzorků mimo specifikaci, čímž se snížila spotřeba činidel. Ve farmaceutice měření obsahu vody v laktóze přímo ve vzduchem zavakuovaných lahvičkách bez otevření potvrdilo spolehlivost metody a plnou soulad s FDA 21 CFR Part 11.

Přínosy a praktické využití metody

• Žádné chemické činidla ani odpad
  
• Minimální předúprava vzorku
  
• Multiparametrická analýza z jednoho měření
  
• Vysoká rychlost: spektrum za milisekundy, výsledek za sekundy
• Automatizace a snížení pracovního zásahu operátora

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje ke zdokonalení chemometrických algoritmů, cloudové správě dat a integraci umělé inteligence pro automatické rozpoznání vzorků a doporučení měřících metod. Přibývá mobilních NIR senzorů pro bezprostřední polní a výrobní kontroly a modulární systémy, které kombinují NIR s dalšími technikami v reálném čase.

Závěr

Systém OMNIS NIRS přináší významné vylepšení laboratorní efektivity díky kombinaci rychlé NIR spektroskopie, inteligentní regulace parametrů měření a možnosti bezproblémové automatiky. Uživatelé získávají spolehlivé výsledky více parametrů za zlomek původního času a snižují provozní náklady i environmentální zátěž.

Reference

1. ASTM International. Standard Practice for Performance-Based Qualification of Spectroscopic Analyzer Systems; ASTM D8340-21; ASTM International: West Conshohocken, PA, USA, 2022.