Raman como uma tecnologia analítica de processo (PAT) ferramenta

A Tecnologia Analítica de Processo (PAT) tornou-se rapidamente um componente integrante da indústria farmacêutica e
indústrias de manufatura química, fornecendo medições quantitativas oportunas em toda a produção para medir atributos e parâmetros críticos de qualidade. Em outubro de 2004, a Food & Drug Administration (FDA) dos EUA anunciou um
Abordagem de Tecnologia Analítica de Processo (PAT) para fabricantes de produtos farmacêuticos em suas Orientações para PAT da Indústria —Uma estrutura para desenvolvimento farmacêutico inovador, fabricação e garantia de qualidade. Se você é
envolvidos em um projeto PAT, ou simplesmente interessados em aprender mais sobre o PAT, nosso último blog tem como objetivo fornecer você com uma compreensão dos aspectos fundamentais.

Nas últimas décadas, o desenvolvimento de tecnologias de capacitação analítica de processos essenciais, incluindo computador
hardware, análise multivariada e automação de processos forneceram várias oportunidades para PAT de valor agregado aplicações em uma ampla gama de setores industriais. É claro que muitas indústrias fizeram contribuições críticas a análise de processos, posicionando-a como uma ferramenta competitiva para controle de processos, compreensão de processos, melhoria e garantia de qualidade em todos os estágios do ciclo de vida de um produto.

Se você pensar em PAT, existem várias maneiras de desconstruir o assunto. Um é o processo, o segundo é o analítico, o terceiro é sistemas de qualidade e o quarto é regulatório. Do lado do processo, vemos modelos de processo que pode ser usado para prever o desempenho junto com esquemas de controle que podem permitir a tomada de decisões em tempo real. No lado analítico, são os métodos robustos que permitem decisões em tempo real. Para o lado dos sistemas de qualidade, estes são os sistemas que suportam todo o aplicativo que você está planejando criar. E, finalmente, o lado regulatório inclui o registro de novos produtos, bem como lidar com as alterações pós-aprovação que você pode estar fazendo dentro do espaço de design.

A Tecnologia Analítica de Processo, conforme definido pela Food and Drug Administration (FDA) dos Estados Unidos, é um mecanismo para projetar, analisar e controlar os processos de fabricação de produtos farmacêuticos por meio da medição de processos críticos parâmetros que afetam os atributos críticos de qualidade de um ingrediente farmacêutico ativo (API). PAT é um termo genérico que cobre uma gama de ferramentas e é frequentemente citado como um componente importante de outras iniciativas inovadoras, como qualidade por design, liberação em tempo real e fabricação contínua. Mais especificamente, PAT é uma técnica auxiliar que permite a detecção de eventos que não podem ser derivados de variáveis ​​de processo convencionais (ou seja, temperatura, pressão e taxa de fluxo). Para que o PAT seja eficaz, a implementação bem-sucedida envolve o uso de diferentes tecnologias para apoiar as propriedades físicas, químicas e mecânicas dos vários processos de fabricação.
Além disso, é um loop de teste e feedback que permite o ajuste do processo com base no conhecimento profundo de como vários componentes e processos relacionados afetam um produto final.

A fim de implementar medição e controle com base em PAT bem-sucedidos, um departamento de processo requer
Ferramentas:
– Instrumentos analíticos
– Ferramentas de modelagem quimiométrica
– Software para desenvolvimento de método PAT

Entre as ferramentas PAT que estão sendo amplamente utilizadas na indústria farmacêutica estão a espectroscopia Raman, NIR (near-infravermelho) espectroscopia e tecnologias de espectroscopia pulsada terahertz. Espectroscopia Raman, que é a principal ferramenta na qual nos concentraremos, tem sido cada vez mais usada para medições em tempo real de atributos de processo críticos. O fato de que medições não destrutivas podem ser feitas sem a preparação da amostra resultou em seu sucesso implementação em manufatura contínua.

A saída desses tipos de dispositivos / ferramentas geralmente são dados espectrais, que precisam ser processados ​​por meio de um modelo quimiométrico para prever o atributo crítico de qualidade de interesse. Um exemplo de dados espectrais é apresentado em Figura 2 abaixo. A peça final do quebra-cabeça é uma plataforma de software de gerenciamento PAT necessária para gerenciar dados e integrar o instrumento PAT com outras soluções de dados e controle.

O efeito Raman foi observado pela primeira vez em 1928 por C.V. Raman, e tem sido amplamente estudado, gerando um
imenso corpo de literatura científica. Esta base científica permite uma compreensão mais profunda em nível molecular de
o processo de fabricação e fornece confiança tanto para o fabricante quanto para as autoridades regulatórias.

Espectros Raman
As características nítidas dos espectros Raman permitem que constituintes individuais em misturas complexas sejam identificados e analisados. Para espécies químicas, as características de interesse muitas vezes podem ser identificadas isoladamente das características de interferência de outros materiais permitindo o monitoramento simultâneo de grandes espécies químicas e o uso de univariada robusta modelos de previsão. Além disso, a grande quantidade de informações químicas presentes em um espectro Raman típico pode fornecer uma melhor compreensão do processo em nível molecular.

Amostras aquosas, pastas, sólidos, líquidos e gases

Com NIR e espectroscopia de infravermelho médio, a água tem uma absorção muito forte e, como resultado, obscurece o sinal de os materiais de interesse em ambientes aquosos. O espectro Raman da água é muito fraco e normalmente não interfere com os espectros dos materiais em solução. Como resultado, este é um dos principais vantagens quando comparados aos métodos de absorção infravermelho (IR).

Flexibilidade de amostragem
Em teoria, tudo o que é necessário para obter um espectro Raman é lançar luz laser monocromática em uma amostra e
coletar / analisar a luz dispersa resultante. Existem várias configurações possíveis para fazer isso. Fibra ótica
o fornecimento da luz laser e a coleta da luz Raman são especialmente adequadas para aplicações PAT. Cabos de fibra ótica
que pode ter várias dezenas de metros de comprimento, pode ser usado para conectar um instrumento Raman central a partes remotas de um linha de produção. Uma sonda sem contato compacta e robusta, como Hudson 785 da Tornado, permite fácil integração para arranjos de amostragem variados.

Os analisadores Raman projetados para aplicações do tipo PAT estão disponíveis com até 8 canais na linha de produção a ser
monitorado sequencialmente com o espectrômetro de saquê.

Também vale a pena mencionar que os espectros Raman podem ser facilmente obtidos através de janelas (geralmente de quartzo
safira), ou de amostras dentro de recipientes de vidro selados. As ópticas estão disponíveis com uma distância de trabalho de normalmente um alguns centímetros. A flexibilidade com a qual a espectroscopia Raman pode ser empregada também aumenta o potencial para integração com outras técnicas analíticas e, portanto, aumenta a quantidade de informações obtidas a partir do amostra.

Isso conclui nossa visão geral sobre os aspectos fundamentais do PAT. Em nosso próximo blog, vamos nos aprofundar no específico áreas de aplicação da espectroscopia Raman como uma ferramenta PAT e fornecer a você as melhores práticas.