綜述

Pi-PMS是一個(gè)便攜式在線形狀分析儀，可以作為一個(gè)臨時(shí)或?qū)Ｓ孟到y(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大小,，形狀,。該系統(tǒng)基是由幾個(gè)Pi Sentinel PRO儀器組合而成，一個(gè)的動(dòng)態(tài)圖像分析儀合并在分析模塊,，并由主計(jì)算機(jī)控制到一個(gè)便攜式電池操作的控制單元,。

這個(gè)系統(tǒng)不僅監(jiān)測(cè)顆粒直徑，也可以得到顆粒的形狀信息,。在許多工業(yè)和制藥過(guò)程中,，相同的形狀對(duì)于確保產(chǎn)品的有效性至關(guān)重要。

使用高分辨率的分析工具是至關(guān)重要的,，它可以盡可能多的提供關(guān)于晶體隨時(shí)間形成的信息,。Pi PMS是為那些原材料制造過(guò)程需要實(shí)時(shí)反饋以做出關(guān)鍵工藝決策而設(shè)計(jì)的。

Pi PMS的分析模塊用于原材料制造過(guò)程中,，并實(shí)時(shí)反饋?zhàn)龀鲫P(guān)鍵過(guò)程決策的信息,。Pi PMS直接從反應(yīng)器或過(guò)程中提取樣品進(jìn)行分析。原材料的分析是在反應(yīng)器旁邊“在線”進(jìn)行的,，沒有任何中斷或?qū)蛻糍Y源的重大修改,。一旦分析完成,，分析模塊就可以從反應(yīng)器組斷開，并連接到另一個(gè)反應(yīng)器上,。

控制單元頂部的主觸摸屏計(jì)算機(jī)同時(shí)監(jiān)控兩臺(tái)或多臺(tái)儀器的性能,，通過(guò)無(wú)線遙控應(yīng)用程序直接在反應(yīng)器或過(guò)程中監(jiān)控原材料的分析。
該系統(tǒng)由一個(gè)強(qiáng)大的電池驅(qū)動(dòng),，并配有智能充電器/控制器,，使電池始終充滿電。因此,，我們期待一個(gè)24/7/365的無(wú)中斷工作周期,。

只有在所有者授予了對(duì)系統(tǒng)的訪問權(quán)限(隨機(jī)生成的密碼僅有效一次)的情況下，才能進(jìn)行遠(yuǎn)程故障排除,。

控制單元

上面部分

上面部分包含一個(gè)觸摸屏一體機(jī)作為主控機(jī),，以及一個(gè)通過(guò)遙控應(yīng)用軟件控制兩個(gè)無(wú)線模塊的顯示器。

下面部分

下面部分裝有電池和智能充電器/控制器以及為上部提供電力的逆變器,。

無(wú)線分析模塊

無(wú)線模塊包含Microsoft Surface PRO 4計(jì)算機(jī)和Pi Sentinel PRO儀器(模塊化版本),。這允許進(jìn)程的監(jiān)控在被主計(jì)算機(jī)監(jiān)控和控制的同時(shí)自動(dòng)發(fā)生。

過(guò)程控制方法的發(fā)展

傳統(tǒng)過(guò)程控制方法

典型的粒度系統(tǒng)大多是離線使用的,，也稱為在線,，在此過(guò)程中，樣品必須從過(guò)程中提取,，準(zhǔn)備和分析,，然后審查結(jié)果和決定過(guò)程可能經(jīng)歷的任何變化。

多年來(lái)，這一直是控制一個(gè)進(jìn)程的正常和可接受的手段,。由于分析簡(jiǎn)單,，激光衍射通常是選擇的工具。激光衍射需要幾個(gè)參數(shù)的已知,，如折射率,，以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果,。然而，由于軟件和探測(cè)器技術(shù)所帶來(lái)的相對(duì)較高的靈敏度,，激光衍射是檢查和比較批次之間的差異的理想方法,，使用戶能夠研究和決定哪些需要改變。

如上所示,，從生物反應(yīng)器中收集樣品、分析樣品和決定工藝變更的過(guò)程是緩慢和昂貴的,，會(huì)造成產(chǎn)品的浪費(fèi)和廢料以及生產(chǎn)延遲,。這種過(guò)程控制信息的緩慢轉(zhuǎn)變迫使許多制造商提高產(chǎn)量。由于過(guò)程控制反饋的緩慢轉(zhuǎn)變,，減少浪費(fèi)和成本的小批量趨勢(shì)在歷變得更加困難,。

現(xiàn)有過(guò)程控制方法

過(guò)去已經(jīng)開發(fā)了一些聯(lián)機(jī)和在線系統(tǒng)，但其中大多數(shù)是低分辨率技術(shù),，無(wú)法使終端用戶對(duì)原材料的粒度和形狀有高度的信心,。這些低分辨率的技術(shù)通常只有在過(guò)程非常失控的情況下才有用，在這種情況下,，檢測(cè)是無(wú)用的,。例如，離線激光衍射系統(tǒng)通常是高分辨率的,，可以檢測(cè)原材料尺寸的微小變化,。這來(lái)自于擁有大約100到幾百個(gè)高靈敏度的探測(cè)器?；谠诰€探針的方法往往有一到幾個(gè)檢測(cè)器,，這使得識(shí)別流程更改非常困難，除非發(fā)生重大更改,。無(wú)法節(jié)省流程,，從而造成浪費(fèi)。

動(dòng)態(tài)圖像分析

隨著新技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng),，業(yè)界已經(jīng)開始了解動(dòng)態(tài)圖像分析的價(jià)值,。動(dòng)態(tài)圖像分析不僅提供了高分辨率的傳統(tǒng)尺寸信息，而且提供了廣泛的形狀信息,。這個(gè)添加特性,連同所有測(cè)量顆粒的圖像,允許用戶有高分辨率處理變化信息以及樣品中區(qū)分不同子群體的能力,如活性藥物成分的百分比(API)和輔料的比例,。動(dòng)態(tài)圖像分析也適用于在線處理工具，并允許查看實(shí)時(shí)處理變化和跟蹤參數(shù)隨時(shí)間的變化,，如尺寸,、長(zhǎng)寬比、濃度,、溫度變化和其他測(cè)量參數(shù),。當(dāng)它們發(fā)生時(shí),，使用時(shí)間序列圖表特征。

Pi儀器和形狀模塊在大公司實(shí)施過(guò)程

階段1：Pi與激光系統(tǒng)配合使用

一些制藥公司在他們的激光系統(tǒng)旁邊運(yùn)行他們的獨(dú)立的Pi系統(tǒng),，以收集額外的信息,，如圓度，長(zhǎng)寬比等,，這些是傳統(tǒng)的方法無(wú)法得到的,。

階段2：Pi形狀模塊直接與激光系統(tǒng)連接

后來(lái)，Pi形狀模塊(Pi SM)被直接連接到一個(gè)激光系統(tǒng)來(lái)運(yùn)行相同的樣品?，F(xiàn)在消除了兩次準(zhǔn)備樣本的誤差,，更好地理解了形狀和大小之間的關(guān)系。在藥物的情況下,，晶體生長(zhǎng)的大小和形狀的動(dòng)力學(xué)得到了更好的定義,。

階段3: 移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施

Pi儀器是客戶需求監(jiān)測(cè)過(guò)程中的可靠手段，部署的階段是開發(fā)可用于制造環(huán)境中的實(shí)時(shí)反饋的靈活可移動(dòng)解決方案,。動(dòng)態(tài)圖像分析是一種監(jiān)測(cè)顆粒大小和形狀的高分辨率技術(shù),。到目前為止，很難獲得每個(gè)被測(cè)顆粒的詳細(xì)形狀信息和圖像,，從而對(duì)一個(gè)過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量判斷和決策,。這項(xiàng)監(jiān)測(cè)技術(shù)從一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置是非常容易的。

向過(guò)程控制和連續(xù)生產(chǎn)邁進(jìn)

制藥公司早期看到了比較顆粒動(dòng)態(tài)粒子形狀圖像和激光API晶體尺寸數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì),，以了解哪些變量大限度地提高API晶體的生長(zhǎng),、純度、流動(dòng)性和壓縮能力,。API晶體技術(shù)于成批處理反應(yīng)器和通過(guò)收集等效圓直徑激光數(shù)據(jù)作為反饋來(lái)管理結(jié)晶過(guò)程的離線測(cè)量,。目的是盡量減少測(cè)量滯后時(shí)間，并實(shí)時(shí)影響結(jié)晶過(guò)程變量,。如果不及時(shí)恰當(dāng)?shù)靥幚?，API晶體生長(zhǎng)可能不穩(wěn)定，產(chǎn)生的晶體尺寸范圍太大,，需要隨后進(jìn)行研磨,，以控制預(yù)測(cè)下游混合和制片所需的晶體尺寸范圍。
Pi PMS(過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng))通過(guò)提供實(shí)時(shí)過(guò)程變化的可能性,，并通過(guò)時(shí)間序列圖特性跟蹤參數(shù),，如尺寸、長(zhǎng)寬比,、濃度,、溫度和其他發(fā)生時(shí)的測(cè)量值，從而解決了這些限制,。
這個(gè)新特性允許通過(guò)繪制在相同條件下一段時(shí)間內(nèi)預(yù)先選擇的度量和運(yùn)行文件集合的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,，來(lái)評(píng)估懸浮在解決方案中的顆粒的行為,。為每種參數(shù)組合創(chuàng)建的圖表反映了顆粒的行為，可用于不同的應(yīng)用和過(guò)程,，如制藥工業(yè)中的溶解和結(jié)晶,。