1 Newton kísérletei –a fehéren túl I. Rezgések és hullámok(USA vs. Magyarország)

Közeli infravörös

spektroszkópia és mikroszkópia

Gergely Szilveszter Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

Optikai spektroszkópia 2014. október 29.

black box

▼ grey box

(N)IR elfogad-

tatása

2

Rezgések és hullámok (USA vs. Magyarország)

(egy budapesti villamos, “sárga szöcske”, 2011) (Tacoma Narrows Bridge, “Gallopin’ Gertie”, 1940. november 7.)

BME:

Schönherz Qpa vs. 4-6 villamosok.

3

Newton kísérletei – a fehéren túl I.

(1704)

Már korábban más is meg- csinálta, de ő le is írta...

4

Newton kísérletei – a fehéren túl II.

(1704)

5

Herschel kísérletei – a vörös alatt

1800. február 11.

Uránusz felfedezése:

1781. márc.

13-án háza udvaráról.

Coblentz kísérletei – az IR ujjlenyomat

etanol CH3–CH2–OH

dimetil-éter H3C–O–CH3 C2H6O, de IR sp. ≠!

7

IR – hő – energia

(egy régi trükk mai kivitelben)

An AC-130U gunship fires flares to emit masses of infrared and confuse heat seeking missiles.

http://www.wired.com/dangerroom/2012/10/infrared-obscurant/

IR sugárzással a hőkövető rakéták ellen…

A kis

„csillagok”

melegebbek a hajtóműnél.

A spektrum a molekuláris állapotváltozások összessége:

kémiai és fizikai „ujjlenyomat”.

A molekulák rezgései

Deformációs rezgés

változás a kötésszögben

Szimm. vegyértékrezgés

változás a kötéshosszban

Aszimm. vegyértékrezgés

változás a kötéshosszban

8 paradigma-

váltás (kb.

évezred- váltással) fény-anyag

kölcsön- hatás (csúzlival verébre)

NIR:

molekula / rezgési spektrosz-

kópia

9

Egy gyors példa a (M)IR-re

De ATR előtt gond a vizes (pl. biológiai) rendszerek- kel...

10 0

1 2 3

1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 Wavelength (nm)

OD

0 1 2 3

1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 Wavelength (nm)

OD

víz (H

O)

0 1 2 3

1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 Wavelength (nm)

OD

bor

4 mm 1 mm 10 mm

4 mm 1 mm

10 mm 4 mm 1 mm

etanol (CH

–CH

–OH)

Gergely S., Farkas K., Forgács A., Salgó A.: Quantitative and qualitative differentiations of alcoholic beverages by near infrared spectroscopy.

In Near Infrared Spectroscopy: Proceedings of the 11th International Conference, Ed by Davies A.M.C., Garrido-Varo A., NIR Publications, Chichester, pp. 569–572 (2004).

És egy másik gyors példa NIR-re

OBI hatóság, Villány, Mór,

Pannon- halma...

termelők sok változó,

kicsi különbségek

▼ kemometria

Murray I.: Scattered information: philosophy and practice of near infrared spectroscopy. 11 In Near Infrared Spectroscopy: Proceedings of the 11th International Conference, Ed by Davies A.M.C., Garrido-Varo A., NIR Publications, Chichester, pp. 1–12 (2004).

Jellemző NIR elnyelési sávok

Minden, ami nekünk kell:

víz, fehérjék, lipidek, szén- hidrátok.

Foss Infratec 1241 NIRSystems

Perten DA 7250

Perkin-Elmer Spectrum 400

infravörös berendezés

optikai konfiguráció

interferencia szűrő (ék, diszkrét)

mozgó diffrakciós rács (holografikus)

diódasor (DA) interferométer (pl. Michelson)

(FT) akuszto-optiku-

san hangolt fényforrás

izzó (pl. W-halogén, Globar, Nernst) fénykibocsájtó dióda (LED)

hangolható lézer

detektor

infravörös termikus (termoelem) infravörös foton (félvezetők, pl.

PbS, InGaAs) mérési elrendezés

reflexiós (R)

transzmissziós (T)

transzflexiós (TR) 1970-es évek

1980-as évek

1990-es évek

2000-es évek

2010-es évek szűrők

mozgó diffrakciós rácsok LED-ek és szűrők

1970-es évek

1980-as évek

1990-es évek

2000-es évek

2010-es évek szűrők

mozgó diffrakciós rácsok LED-ek és szűrők

Az eszközök csoportosítása,

fejlődése

reflexiós mérési elrendezés (VIS-NIR / FT-NIR) transzmissziós

mérési elrendezés (NIT)

Foss NIRSystems 6500 + RCA Foss Infratec 1241

GA

Mérési elrendezések – NIT és NIR

PE Spectrum 400 + NIRA

13 kisebb

hullámhossz nagyobb energia

λ < λ

E > E

E < E

nagyobb hullámhossz kisebb energia Ha NIT & NIR, akkor NIR ≠ ... UV, VIS, NIR, (M)IR, FIR, ...

Mérési elrendezések – NIT és NIR

14

E >>

λ <<

>> ^E

<< λ

(kvázi) inhomogén

magok

(kvázi) homogén pelletek

15

Közeli infravörös spektrumok

NIT (ave) NIT (×10)

VIS-NIR (×3) FT-NIR (×3)

diszp. × 4 = FT

T

R

16

Hogyan mérjük? – 3-in-1

diszperziós (DS)

diódasoros (DA)

Fourier-transz- formációs (FT)

„bench-top”:

pre-

„process”:

poszt- diszperzív

mindig poszt- diszperzív Ez most egy

pre- diszperzív elrendezés...

Hogyan mérjük? – diszperzió (DS)

.... ez pedig egy poszt- diszperzív elrendezés.

17

Hogyan mérjük? – FT

belső,

„referencia”

lézer

19 Mi mozog?

Semmi:

fix optikai rács.

Automata fényforrás- váltás = folyamatos (24/24) üzem.

Digitális VIS kamera élő képpel. (Pl.

liszt: szita kiszakadt.)

OPC, modbus ASCII, stb.

Hogyan mérjük? – diódasor (DA)

20

Precíziós mezőgazdaság:

„on-combine” technikák

Long D.:

On-Combine Sensing of grain protein with application to precision agriculture.

Oral presentation. 8thAnnual Precision Agriculture Conference, Hays, KS, USA, January 19-20, 2005

talaj nitrogén profilja (felső ábra)

betakarított gabona „on-combine” NIR technikával mért fehérjetartalma (alsó ábra)

Precíziós mezőgazdaság:

„on-combine” technikák

21

„[...] These measurements can be:

at-line:

Measurement where the sample is removed, isolated from, and analyzed in close proximity to the process stream.

on-line:

Measurement where the sample is diverted from the manufacturing process, and may be returned to the process stream.

in-line:

Measurement where the sample is not removed from the process stream and can be invasive or noninvasive [...]”

...-line, ...-line, de melyik? I.

Hatalmas potenciál:

sikerül a falat áttörnünk?

23

...-line, ...-line, de melyik? II.

William Whitford W., Julien C.:

Analytical Technology and PAT.

BioProcess InternationalJanuary 2007, 32–41

Az in-/on-line eszköze – a száloptika I.

Igen, törhetnek, drágák...

:(

25

Az in-/on-line eszköze – a száloptika II.

26

Az in-/on-line eszköze – a száloptika III.

27

Technológiába illeszthető (egyéb) eszközök I.

Valósidejű:

keverő dobon (fix t helyett adott minőség).

Több- csatornás elrendezés.

28

Technológiába illeszthető (egyéb) eszközök II.

29

In-line rendszerek – pl. őrlemények

Biztos, hogy mindig kell száloptika?

Nem...

In-line rendszerek – pl. folyadékok

31

Mobil, hordozható (handheld) eszközök

Pl. Los Angeles-i rendörség, futószőnyeg szeméttelep.

NIR FT-IR Raman

32

Ha egyedül nem megy

Lee K.A.:

Review of applications of near infrared spectroscopy to food analysis.

The NIR Spectrum2(2), 11–16 (2004)

A „NIR kesztyű” összetevői:

NIR – oldható cukrok • hangimpulzus – keménység, Vis – érettség (klorofil) • potenciométer – méret

Áram drót nélkül...

33

A feltárás lépései – (IQ)Q = IQ ²

Identification – azonosítás

Ki vagy te?

éles spektrális különbségek keresése

korreláció, euklédeszi távolság stb.

Qualification – minősítés

Hová tartozol?

szubpopulációk definiálása finomabb eltérések alapján

főkomponens analízis (PCA), Mahalanobis-távolság stb.

Quantification – mennyiségi meghatározás

Mennyi az annyi?

referencia paraméterekkel kalibrációk

részleges legkisebb négyzetek (PLS) módszere stb.

A test („vas”) rendben, de mi van a lélekkel?

34 http://www.gene.com/gene/about/views/followon-biologics.html

Klasszikus API vs. biomolekulák

35

E. coli emlőssejtek

Kikkel termeltetünk?

Tabletta 1-2 paraméter, de E. coli, CHO ?

Na akkor, modellezzünk...

37

A végső cél

38

Off-line-tól a real-time-ig

39

Fermentáció ( E. coli ) off-line nyomon követése: PQS módszer

még a puttonyszám

...

40

Fermentáció ( E. coli ) off-line nyomon követése: PQS módszer

41

Fermentáció ( E. coli ) off-line nyomon követése: PQS módszer

Fermentáció ( E. coli ) off-line nyomon

követése: PQS módszer

43

Fermentáció ( E. coli ) off-line nyomon követése: PQS módszer

44

►

►

►

►

►

►

Fermentáció ( E. coli ) off-line nyomon követése: PQS módszer

45

►

►

►

►

Fermentáció ( E. coli ) off-line nyomon

követése: PQS módszer

46

►►

Fermentáció ( E. coli ) off-line nyomon követése: PQS módszer

47

Fermentáció ( E. coli ) off-line nyomon követése: PQS módszer

Fermentáció ( E. coli ) off-line nyomon

követése: PQS módszer

49

A változékonyság leírása: PCA

Méret (PC1)

Kulcs feje (PC2)

Szín (PC3)

nagy (kapu) átlagos (ajtó) kicsi (asztal)

kerek ovális téglalap sokszögű

oxidált fém kék ciklámen sárga

50

PC2 vs. PC1

Méret (PC1) Kulcs feje

(PC2)

nagy (kapu) átlagos

(ajtó) kicsi

(asztal)

kerek ► ovális ► sokszögű ►

téglalap ►

51

PC2 vs. PC3

Szín (PC3) Kulcs feje

(PC2)

kerek ► ovális ► sokszögű ►

oxidált fém kék ciklámen sárga

téglalap ►

52

Gabona minták termesztési helyei

Franciaország (Clermont-Ferrand) betakarítás éve: 2007

Magyarország (Martonvásár) betakarítás éve: 2005, 2006, 2007

Lengyelország (Dankow/Choryn) betakarítás éve: 2007

Egyesült Királyság( Bury St. Edmunds) betakarítás éve: 2007

G×E hatás vs. PCA I.

53

fa jt a G × E k é s z ü lé k

é v já ra t

G×E hatás vs. PCA II.

Forma 1 Forma 2 Forma 3

Forma 4 Forma 5

Polimorf transzformációs vizsgálat:

fénymikroszkópos felvételek

Forma 2

Forma 1

55

Polimorf transzformációs vizsgálat:

in-line Raman-száloptika (PCA)

Fő(bb) kellékei

jól definiált mintasereg

pontos referencia módszerek

megbízható spektroszkópiai eszközök

egzakt matematikai, statisztikai, kemometriai eljárások

A kalibrálás és validálás elemei

56

Kalibrálás

többváltozós összefüggések, korrelációk keresése a spektroszkópiai és a referencia adatsorok között

Validálás

a kalibrációs modell teljesítményének értékelése független mintasorozattal vagy kereszt validálással

A kalibrálás és validálás áttekintése

57

X_kal y_kal

referencia adatok a kalibrációhoz spektroszkópiai

mátrix a kalibrációhoz spektrum- szelektálás spektrum- transzformáció

reprezentatív mintasereg

spektrum- felvétel

statisztikai adatfeldolgozás

kalibrációs modell (MLR, PLS, ANN)

Kalibrálás

referencia- mérések

58

független mintasereg, kereszt validálás

spektroszkópiai mátrix a validáláshoz spektrum-

felvétel

referencia- mérések

referencia adatok (mért) referencia

adatok (becsült)

y’_val

y’_val

y_val y_val

+ ++++ + ++ ++ + ++++++++

++++ ++++

+

+

X_val

összehasonlítás („scatter plot”)

Validálás

59

0 2 4 6 8 10

0 3 6 9 12 15 18 21

Time (hour) Gly (g L-1)

4 6 8 10 12

Ace (mmol L-1)

Fermentáció ( E. coli ) in-line nyomon követése: diszp. NIR-rel PCA, PLS

Habzás- gátló, glükóz adagolása...

Léptéknövelés: 1 litertől 5000 literig

Greiner István: Biotechnológiai gyógyszergyártás.

A Magyar Tudomány Ünnepe – 2013. Az MTA Kémia Tudományok Osztályának előadói ülése. „Kémia a jobb életminőségért” (2013. november 6.) http://www.chemonet.hu/osztaly/kemia/tudnap13/greiner.pdf

62

API meghatározása – simítás hatása a derivált képzésére

62

Az első és második

deriváltak képzése a kezeletlen spektrumokból más-más beállításokkal történik:

Diszperziós NIR esetén:

2, 4, 8, 12, 16, 20 nm-es (1, 3, 5, 7, 9, 11 pontos) kapu

[„gap-segment” derivált]

FT-NIR esetén:

5, 9, 13, 19, 25, 37, 49, 149 pontos kapu [Savitzky-Golay derivált]

-0,0075 -0,0025 0,0025 0,0075 0,0125 0,0175 0,0225

1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500

hullámhoss z (nm)

1. derivált log (1/R) [2|0 nm]

-0,0400 -0,0200 0,0000 0,0200 0,0400 0,0600 0,0800 0,1000 0,1200

1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500

hullám hos sz (nm )

1. derivált log (1/R) [20|0 nm]

NIR

2 nm

20 nm 1. derivált

1. derivált

63 -0,0045

-0,0035 -0,0025 -0,0015 -0,0005 0,0005 0,0015 0,0025 0,0035 0,0045

1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500

hullám hossz (nm )

2. derivált log (1/R) [2|0 nm]

-1,20E-04 -1,00E-04 -8,00E-05 -6,00E-05 -4,00E-05 -2,00E-05 0,00E+00 2,00E-05 4,00E-05 6,00E-05

1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500

hullám hoss z (nm )

2. derivált log (1/R) [5 pont]

-0,0900 -0,0700 -0,0500 -0,0300 -0,0100 0,0100 0,0300 0,0500 0,0700 0,0900

1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500

hullám hos sz (nm )

2. derivált log (1/R) [20|0 nm]

-3,00E-05 -2,00E-05 -1,00E-05 0,00E+00 1,00E-05 2,00E-05 3,00E-05

1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500

hullámhoss z (nm )

2. derivált log (1/R) [49 pont]

NIR FT-NIR

63

2 nm

20 nm

5 pont

49 pont 2. derivált

2. derivált

2. derivált

2. derivált

API meghatározása – diszperziós vs.

FT (pl. detektorok)

64

0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,97

0,98 0,98 0,98 0,97 0,97 0,97 0,98 0,99 0,98 0,98 0,98 0,97 0,970,95

0,96

0,96

0,96

0,97

0,95

0,96

11

8 8 8 8 8 9

7 7 7 7 7 7

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

S D1_2nm D1_4nm D1_8nm D1_12nm D1_16nm D1_20nm D2_2nm D2_4nm D2_8nm D2_12nm D2_16nm D2_20nm 0,88 0,89 0,90 0,91 0,93 0,95 0,96

0,97

0,97

0,98

1,00

1,00

0,89

0,90

0,97

0,97

0,98

0,98

0,97

0,98

0,98

0,98

0,97 0,94

0,91

0,89

0,87

0,95 0,95 0,95 0,65 0,68 0,77 0,85

11

7 777 89 9

11

3

7 877 78

3 0

5 10 15 20 25

Faktor

0,75 0,78 0,79 0,81 0,82 0,72

0,61 0,56 0,60 0,62 0,63 0,64 0,58 0,41 0,54 0,58 0,60 0,62 0,640,84

0,80

0,78

0,75

0,71

0,84

0,76

11

8 8 8 8 8 9

7 7 7 7 7 7

0 0,5 1 1,5 2 2,5

S D1_2nm D1_4nm D1_8nm D1_12nm D1_16nm D1_20nm D2_2nm D2_4nm D2_8nm D2_12nm D2_16nm D2_20nm

NIR FT-NIR

1,37 1,31 1,24 1,15 1,01 0,87

0,63 0,50 0,54 0,59 0,65 0,61 0,57 0,62 0,65 1,21 1,27 0,24 0,24 0,48 0,66 0,69 0,73

1,48

1,88

2,21

2,30

0,87

0,87

0,89 1,42 1,28 1,13 0,94

11

7 777 89 9

11

3

7 877 78

3

S D1_5pt D1_9pt D1_13pt D1_19pt D1_25pt D1_37pt D1_49pt D1_149pt D2_5pt D2_9pt D2_13pt D2_19pt D2_25pt D2_37pt D2_49pt D2_149pt 0 5 10 15 20 25

Faktor

alap spektrum első derivált spektrum második derivált spektrum R

RM SE (‰ )

API meghatározása –

teljesítménymutatók (figure of merit)

Kritikus - kontrollált példa:

Down-kor 35 év alatt.

Élelmiszer botrányok:

mert jobb az analitika + a híráramlás.

13 7

4675

111418 31 30

49 58 57 58

4852

122 146410 9

5 16 17 15 13

22

0 10 20 30 40 50 60 70

1994 1996 1997 1998 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

közlemény (db)

év Web of Science ScienceDirect

65

„near-infrared AND imaging

AND pharma” kulcsszóra történő keresés

Web of Science

ScienceDirect

Progresszív fejlődés

Spektrális hiperkocka

Spektrális hiperkocka vs. tudomány

De mi volt 1994 előtt?

Gyilok.

Lewis E.N., Carroll J.E., Clarke F.:

A near infrared view of pharmaceutical formulation analysis.

NIR news 12(3), 16–18 (2001)

Az eszközök fejlődése – (hideg) háborúkon keresztül (II. világháború)

Éjjellátók kezdete:

„vámpír egység”

(németek).

67

Az eszközök fejlődése – (hideg) háborúkon keresztül (hideg háború)

http://www.togtech.com/huge-cold-war-camera-with-100-inch-infrared-lens-takes-two-to-operate/

Harc a hadizsák- mányért…

(USA vs.

Szu.).

Sok új USA / Szu. fegyver német alapokon…

68

Az eszközök fejlődése – (hideg) háborúkon keresztül (Korea, Vietnam)

http://www.icollector.com/KOREAN-WAR-ERA-M1-CARBINE-INFRARED-SNIPER-SCOPE_i5326808 Még ma is

megvásárol- ható az interneten.

69

Az eszközök fejlődése – (hideg) háborúkon keresztül (pl. Irak)

http://www.wired.com/dangerroom/2013/04/darpa-infrared-cameras/

DARPA:

lásd még a robotkutyát is…

Mai cél:

kisebb berendezés,

jobb felbontás.

70

Civil alkalmazások – hideg/meleg I.

http://www.newleafhomeenergy.com/services.htm

Energia- osztályba

sorolás:

hol szökik a hő…

71

Civil alkalmazások – hideg/meleg II.

http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/image_galleries/ir_zoo/coldwarm.html A fej leghidegebb

pontja:

fülünk.

(Égett ujj…)

Melegvérű ember

vs.

hidegvérű gekkó …

... vagy skorpió.

Kutyalihegés

= hőleadás.

(Bőrén nincsenek pórusok.)

Civil alkalmazások – hideg/meleg III.

Törött középső ujj gyógyulása

Szomato infra:

+ : gyulladás vagy több ér

73

Egér a Marsról I.

Golde T.E., Bacskai B.J.:

Amyloid deposits can be rapidly detected in the brains of living mice using a novel ligand and near-infrared fluorescence imaging.

Nat. Biotechnol.23(5), 552–554 (2005)

Sokszor csak a bonc- asztalon látjuk az Alzheimer- kór állapotát.

Korai észlelés és terápia:

jobb esélyek.

NIR kamera segít.

Itt már aktív:

IR besu- gárzás, DE roncsolás- mentes

74

Egér a Marsról II.

Hintersteiner M.et al.:

In vivo detection of amyloid-β deposits by near-infrared imaging using an oxazine-derivative probe.

Nat. Biotechnol.23(5), 577–583 (2005)

75

Szexálás I.

Sumriddetchkajorn S., Chakkrit Kamtongdee C.:

Optical penetration-based silkworm pupa gender sensor structure.

Appl. Optics51(4), 408–412 (2012)

Tenyésztés szempontjából

fontos, hogy mi van a bábban.

Bábot megbontani nem lehet, mert akkor elpusztul…

76

Szexálás II.

Sumriddetchkajorn S., Chakkrit Kamtongdee C.:

Optical penetration-based silkworm pupa gender sensor structure.

Appl. Optics51(4), 408–412 (2012)

Nézzünk bele a NIR segítségével a selyemhernyó bábjába!

77

Szexálás III.

Sumriddetchkajorn S., Chakkrit Kamtongdee C.:

Optical penetration-based silkworm pupa gender sensor structure.

Appl. Optics51(4), 408–412 (2012)

Lányoknál semmi extra …

… de a fiúknak világít a „farkuk”.

Pár/tíz mikrométeres nagyságrendek(től)

Látható kép: vizsgálandó terület megkeresése, majd (N)IR mérés

Nem, vagy csak kis mintaelőkészítést igényel: kevesebb hiba

Különböző mérési módok: heterogén minták könnyebb vizsgálata

Mikro/makroszkópos képalkotás I.

egy pont több pont terület

Meddig tart?

Más megoldás lehet jó…

(bemozdult fénykép)

79

Mikro/makroszkópos képalkotás II.

pont kép

80

Mikro/makroszkópos képalkotás III.

A 16 elemből álló detektorsor a mintát 100 µm × 6,25 µm vagy 400 µm × 25 µm blokkokban látja (NIR esetén, IR: 1,56 µm...)

10 lépés másodpercenként, avagy 170 spektrum egy másod- perc alatt (16 cm

mellet)

81

FPA (Focal Plane Array)

Mikro/makroszkópos képalkotás IV.

videotelefon fejlesztése (AT&T): 1969!

Mikro/makroszkópos képalkotás V.

82 T (transz- misszió)

83

Mikro/makroszkópos képalkotás VI.

E

R

mintafelszín

E R

spekuláris reflexió

diffúz reflexió

gyengített teljes reflexió

(ATR)

R (reflexió)

mintafelszín mintafelszín

Mikro/makroszkópos képalkotás VII.

Cassegrain objektív

ATR kristály ÉS minta elmozdulás (x,y)

31

Mikro/makroszkópos képalkotás VIII.

86

Technológia nyomon követése I.

bevonás

Maurer L., Leuenberger H.:

Terahertz pulsed imaging and near infrared imaging to monitor the coating process of pharmaceutical tablets.

International Journal of Pharmaceutics370(1-2), 8–16 (2009)

Képalkotás – tablettavizsgálatok

bevonás ideje

bevonat (Opadry Pink): idő előrehaladtával erősödő jel 1390 nm-en

korpusz: idő előrehaladtával gyengülő jel 2120 nm-en

87

Technológia nyomon követése II.

keverés

Eredetiségvizsgálat

Gendrin C. et al.:

Content uniformity of pharmaceutical solid dosage forms by near infrared hyperspectral imaging: A feasibility study.

Talanta73(4), 733–741 (2007)

Gendrin C. et al.:

Pharmaceutical applications of vibrational chemical imaging and chemometrics: A review.

Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis48(3), 533–553 (2008)

Képalkotás – tablettavizsgálatok

NIR VIS Hamis Eredeti

Pl. hamis Viagrában a

kék színt patkányméreg

adta.

Nem kell eltörni, a „NIR”

belelát.

(Megmarad a bizonyíték.)

88

Eredeti Hamis

Eredetiségvizsgálat vs. imaging:

makro (VIS)

Edzőteremben izomnövelő

helyett

„barkács cucc”.

89

Eredeti Hamis

Eredetiségvizsgálat vs. imaging:

makro (NIR)

PCA Abs.

Mátrixhatás.

• Képalkotás NIR tartományban:

nincs roncsolás

• 400 × 400 μm méretű mérési tartomány, 6,25 × 6,25 μm méretű képpontokkal

• 64 × 64 pont, azaz összesen 4096 pont, pontonként 128 spektrum átlagolásával

• Átlagos abszorbancia értékek alapján színezett ábrák

Technológiai probléma vs. imaging

Probléma a tabletta felületén:

mi az oka?

Spórolás miatt más alapanyag, bevonathiányt okozott.

91

Hatóanyag

R2=0,88-0,96

Filmbevonat (Opadry®)

Technológiai probléma vs. imaging:

korrelációs térképek (2D és 3D)

92

lószúnyog szárnya: 18,5 mm × 4,5 mm = 132 000 spektrum

Képes képtelenségek

ujjlenyomat: 20 mm × 13,5 mm = 450 000 spektrum

Anyagok azonosítása

(vegyszer, lőpor) az ujjlenyomaton.

Szerkezet, összetétel megállapítása

roncsolás nélkül.

93

A (N)IR módszerek, technológiák előnyei

Roncsolásmentes (fermentáció, anyagazonosítás, homogenitás, bevonat, hamisítás, visszáru, csomagolóanyag stb.)

Gyors (jelsorozatok (másod)perces nagyságrendben képezhetők)

Rengeteg rejtett információ megfejthető (adatbányászat, oknyo- mozások)

Gyors visszacsatolás a technológiába, minőségellenőrzésbe, mi- nőségbiztosításba

FDA „alternatív” módszere

Költséghatékony, nagy áteresztőképességű

Tudásintenzív módszerek

Köszönetnyilvánítás

Párta László1, Ballagi András1 Kiss Violetta², Finta Zoltán² Horgos József^3,4, Zelkó Romána⁴ Jekő József⁵, Csorvássy István⁵ Lakatos László6, Axel Rau7 Izsó Eszter⁸, Tieger Eszter⁸, Lőrincz Áron⁸, Kontsek Endre⁸

1Richter Gedeon Nyrt.

2sanofi-aventis Zrt.

3Hungaropharma Zrt.

4SE Egyetemi Gyógyszertár, Gyógyszerügyi Szervezési Intézet 5Nyíregyházi Főiskola, Kémia Intézeti Tanszék / Alkaloida Vegyészeti Gyár Zrt.

6PER-FORM Hungária Kft., Analitikai Divízió 7PerkinElmer, Rodgau

8BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék