Newton kísérletei I. a fehéren túl

Hasonló dokumentumok
Közeli infravörös spektroszkópia és mikroszkópia

NIR spektroszkópia / mikroszkópia: roncsolásmentes kutakodás

(Kép)pontról (kép)pontra: az infravörös képalkotás biomérnöki alkalmazásai

ALKALOIDOK MEGHATÁROZÁSAMÁKGUBÓBAN

Módszerfejlesztés emlőssejt-tenyészet glükóz tartalmának Fourier-transzformációs közeli infravörös spektroszkópiai alapú meghatározására

Baranyáné Dr. Ganzler Katalin Osztályvezető

JASCO FTIR KIEGÉSZÍTŐK - NE CSAK MÉRJ, LÁSS IS!

Szójabab és búza csírázási folyamatainak összehasonlítása NIR spektrumok segítségével

Hőhatásnak kitett emlőssejtes tápoldatporok vizsgálata infravörös spektroszkópiai-és preparatív, lombikos minősítési módszerekkel

15. Közeli Infravörös Spektroszkópiai Konferencia május Fokváros, Dél-Afrikai Köztársaság. Salgó András - Gergely Szilveszter

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

Per Form Hungária Kft Budapest, Ungvár u. 43 Felnőttképz. nyilv. szám:

Abszorpciós spektroszkópia

GABONÁK NYERSANYAG MINŐSÍTÉSE:

Integrált-flow technológia Innovatív gyógyszerek

A derivált arány és a polár minsít rendszer kiértékelése adatelemzési szempontból gyógyszeripari tabletták transzmittancia adatainak felhasználásával

A diffúz reflektancia spektroszkópia (DRS) módszerének alkalmazhatósága talajok ásványos fázisának rutinvizsgálatában

Röntgen-gamma spektrometria

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Az infravörös (IR) sugárzás. (Wikipédia)

VÍZGŐZKONCENTRÁCIÓ-MÉRÉS DIÓDALÉZERES FOTOAKUSZTIKUS MÓDSZERREL

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

1. táblázat. A felhasznált készüléktípusok összehasonlítása. Optikai konfiguráció Előny Hátrány - -

Folyékony mikrominták analízise kapacitívan csatolt mikroplazma felhasználásával

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

Sugárzáson, és infravörös sugárzáson alapuló hőmérséklet mérés.

Abszorpciós fotometria

A MÉZEK EREDETAZONOSÍTÁSÁVAL ÉS HAMISÍTÁSÁNAK DETEKTÁLÁSÁVAL KAPCSOLATOS PROBLÉMÁK

A PQS kimutatja a halliszt hamisítását csont és húsliszttel segítség a Kergemarha kór megsemmisítéséhez

Rezisztens keményítők minősítése és termékekben (kenyér, száraztészta) való alkalmazhatóságának vizsgálata

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

DRÓNOK HASZNÁLATA A MEZŐGAZDASÁGBAN

Az elektromágneses hullámok

RONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLATTECHNIKA

Közeli infravörös spektroszkópia alkalmazása a búza érésdinamikai folyamatainak követésében

Távérzékelés, a jöv ígéretes eszköze

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

Elméleti-, technikai háttér

MÉRÉSTECHNIKAI ÉS KEMOMETRIAI MÓDSZEREK

A FOTOAKUSZTIKUS SPEKTROSZKÓPIA SZÉLESKÖRŰ ALKALMAZHATÓSÁGÁNAK ALÁTÁMASZTÁSA AZ IPARBAN, A BIOLÓGIÁBAN ÉS A KÖRMYEZETVÉDELEMBEN

LC-MS QQQ alkalmazása a hatósági gyógyszerellenőrzésben

MEDINPROT Gépidő Pályázat támogatásával elért eredmények

Újabb eredmények a borok nyomelemtartalmáról Doktori (PhD) értekezés tézisei. Murányi Zoltán

TUDOMÁNYOS KOLLOKVIUM

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI


Bordács Sándor doktorjelölt. anyagtudományban. nyban. Dr. Kézsmárki István Prof. Yohinori Tokura Prof. Ryo Shimano

Dankházi Z., Kalácska Sz., Baris A., Varga G., Ratter K., Radi Zs.*, Havancsák K.

A tisztítandó szennyvíz jellemző paraméterei

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata

10 kwp TELJESÍTMÉNY HÁLÓZATRA DOLGOZÓ FOTOVILLAMOS RENDSZER TELEPÍTÉSI HELYSZÍNÉNEK KIVÁLASZTÁSA

Az infravörös spektroszkópia analitikai alkalmazása

KÖZELI INFRAVÖRÖS SPEKTROSZKÓPIA ALKALMAZÁSA SERTÉSHÚS MINŐSÉGVÁLTOZÁSÁNAK JELLEMZÉSÉRE

LÉGI HIPERSPEKTRÁLIS TÁVÉRZÉKELÉSI TECHNOLÓGIA FEJLESZTÉSE PARLAGFŰVEL FERTŐZÖTT TERÜLETEK MEGHATÁROZÁSÁHOZ

Fényipar ; optikai módszerek és alkalmazásaik. Szabó Gábor, egyetemi tanár SZTE Optikai és Kvantumelektonikai Tanszék

Infravörös, spektroszkópia

A kézi hőkamera használata összeállította: Giliczéné László Kókai Mária lektorálta: Dr. Laczkó Gábor

Hőképek feldolgozása: passzív és aktív termográfia

A fény tulajdonságai

HIDEGEN HENGERELT ALUMÍNIUM SZALAG LENCSÉSSÉGÉNEK VIZSGÁLATA INVESTIGATION OF CROWN OF COLD ROLLED ALUMINIUM STRIP

Városi légszennyezettség vizsgálata térinformatikai és matematikai statisztikai módszerek alkalmazásával

Európai Közösségek - Árubeszerzésre irányuló szerződések - Szerződés odaítélése. HU-Kaposvár: Laboratóriumi bútor 2010/S

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

Gabonacsíra- és amarant fehérjék funkcionális jellemzése modell és komplex rendszerekben

Minőségbiztosítás, validálás

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM VEGYÉSZMÉRNÖKI ÉS BIOMÉRNÖKI KAR OLÁH GYÖRGY DOKTORI ISKOLA

Nagy hidrosztatikai nyomással végzett kezelés okozta változás vizsgálata darált húsban, közeli infravörös reflexiós spektroszkópiával

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Szakmai önéletrajz. Nyelvvizsga: Angol orvosi szaknyelv középfok (Bizonyítvány száma: D A 794/1997), orosz alapfok.

A hiperspektrális képalkotás elve

Többet látni... Többet nyújtani... testo 875 és testo 881

Biomassza anyagok hasznosítása termikus módszerekkel

Az internetes gyógyszerrendelés tapasztalatai

Impulzus alapú Barkhausen-zaj vizsgálat szerkezeti acélokon

Lignocellulóz bontó enzimek előállítása és felhasználása

A napenergia magyarországi hasznosítását támogató új fejlesztések az Országos Meteorológiai Szolgálatnál

A Duna széleskörű kémiai és biológiai vizsgálata egy magyar-olasz együttműködési projekt keretében

LÁTÁS FIZIOLÓGIA I.RÉSZ

Élelmiszer-hamisítás kimutatásának lehetősége NIR spektroszkópia segítségével

Az NMR és a bizonytalansági elv rejtélyes találkozása

Kvartó elrendezésű hengerállvány végeselemes modellezése a síkkifekvési hibák kimutatása érdekében. PhD értekezés tézisei

Pro sensors Measurement sensors to IP Thermo Professional network

A közeli infravörös tartományban végzett spektroszkópia felhasználása a minőségbiztosításban

Pannon Egyetem Vegyészmérnöki- és Anyagtudományok Doktori Iskola

A katalógusban szereplő adatok változásának jogát fenntartjuk es kiadás

TÁMOP A-11/1/KONV WORKSHOP Június 27.

Szteroid gyógyszeranyagok tisztaságvizsgálata kromatográfiás technikákkal

NEUTRON SUGÁRZÁS ELLENI BIOLÓGIAI VÉDELEM VIZSGÁLATA MONTE CARLO MODELLEZÉSSEL

TUDOMÁNYOS KOLLOKVIUM

RADIOAKTÍV HULLADÉKOK MINŐSÍTÉSE A PAKSI ATOMERŐMŰBEN

MAGASÉPÍTÉSI PROJEKT KOCÁZATAINAK VIZSGÁLATA SZAKMAI INTERJÚK TÜKRÉBEN 1 CSERPES IMRE 2

Effect of the different parameters to the surface roughness in freeform surface milling

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

MŰSZAKI LEÍRÁS 1. rész

TEK4. Jan van Egmond TEK4

Ph. D. értekezés tézisei FEHÉRJÉK VIZSGÁLATA SZILÁRD GYÓGYSZERFORMÁBA TÖRTÉNŐ FELDOLGOZÁS SORÁN. Kristó Katalin. Prof. Dr. Habil. Hódi Klára D.Sc.

E (total) = E (translational) + E (rotation) + E (vibration) + E (electronic) + E (electronic

Pásztázó mikroszkóp (SEM) beszerzése a Nyugat-magyarországi Egyetem részére

Korszerű Diagnosztikai Módszerek

Optikai spektroszkópia az anyagtudományban 7. Infravörös spektroszkópia

Átírás:

Közeli infravörös spektroszkópia és mikroszkópia black box grey box (N)IR elfogadtatása Gergely Szilveszter Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék Optikai spektroszkópia 214. október 29. Newton kísérletei I. a fehéren túl Már korábban más is megcsinálta, de ő le is írta... (14) 2 Newton kísérletei II. a fehéren túl (14) 3 1

Herschel kísérletei a vörös alatt (no meg az Uránusz és a marslakók...) Uránusz felfedezése: 11. márc. 13-án háza udvaráról. 1. február 11. 4 IR hő energia (egy régi trükk mai kivitelben) IR sugárzással a hőkövető rakéták ellen A kis csillagok melegebbek a hajtóműnél. An AC-13U gunship fires flares to emit masses of infrared and confuse heat seeking missiles. http://www.wired.com/dangerroom/212/1/infrared-obscurant/ 5 Rezgések és hullámok (USA vs. Magyarország) (Tacoma Narrows Bridge, Gallopin Gertie, 194. november.) BME: Schönherz Qpa vs. 4-6 villamosok. (egy budapesti villamos, sárga szöcske, 211) 6 2

A molekulák rezgései deformációs rezgés változás a kötésszögben szimm. vegyértékrezgés változás a kötéshosszban aszimm. vegyértékrezgés változás a kötéshosszban A spektrum a molekuláris állapotváltozások összessége: kémiai és fizikai ujjlenyomat. Egy gyors példa a (M)IR-re NIR : IR 1 : 1 És egy másik gyors példa NIR-re OD 3 2 víz (H 2 O) 1 mm 4 mm 1 mm 1 OD 11 13 15 1 19 21 23 25 3 2 Wavelength (nm) etanol (CH 3 CH 2 OH) 1 mm 4 mm 1 mm OD 3 bor 1 mm 2 4 mm 1 mm 1 11 13 15 1 19 21 23 25 1 Wavelength (nm) 11 13 15 1 19 21 23 25 Wavelength (nm) Gergely S., Farkas K., Forgács A., Salgó A.: Quantitative and qualitative differentiations of alcoholic beverages by near infrared spectroscopy. 9 In Near Infrared Spectroscopy: Proceedings of the 11th International Conference, Ed by Davies A.M.C., Garrido-Varo A., NIR Publications, Chichester, pp. 569 52 (24). 3

Jellemző NIR elnyelési sávok Murray I.: Scattered information: philosophy and practice of 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. 1 12 (24). 1 Minden, ami nekünk kell: víz, fehérjék, lipidek, szénhidrátok. Puttonyszám meghatározása? dry wines medium dry wines medium sweet wines sweet wines aszú wines Frequency 35 3 25 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 < Invert sugar (g/l) 11 Bor PQS után PLS I. Frequency 12 1 6 4 2 1 11 12 13 14 < factor R.9943 SEC.116 MSECV.6 Total alcohol (% V/V) Frequency 2 15 1 5 factor 5 R.999 SEC.146 MSECV.226 15 3 45 6 5 9 < Total extract (g/l) 12 4

Bor PQS után PLS II. 35 3 factor Frequency 25 2 15 1 5 1 2 3 4 5 6 < Invert sugar (g/l) R SEC.991 1.112 MSECV.96 Frequency 25 2 15 1 5 factor R.32 SEC 1.1369 MSECV.4 15 2 25 3 < Sugar-free extract (g/l) 13 Tankpezsgő: technológia nyomon követése. brut and extra dry champagne dry champagne medium dry champagne sweet champagne Frequency 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 14 Reducing sugar (g/l) Pezsgő PQS után PLS Frequency Frequency 6 5 4 3 2 1 11 12 13 Total alcohol (% V/V) 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 Reducing sugar (g/l) factor R.926 SEC.16 MSECV.3 (refilling 3 ) factor 6 R.999 SEC 1.59 MSECV.34 (refilling 3 ) 15 5

Töményebb szeszek PQS liqueurs alcohol content low vermouths high extract content low high 16 Borban az igazság...... ez nem a reklám helye OBI (hatóság), Törley (ipar),... konferencia poszter (NIR-23 23. ápr. 6-11.) Törley-díj (diplomaátadás 23. júl. 1.) 1 Borban az igazság...... ez nem a reklám helye... Villány (gazda bolt) 26.6.3. 1 6

Borban az igazság...... de hogy jön ez ide? gyógyszer = bor? 19 Borban az igazság...... fiziológiai és fermentációs folyamatok Szőlőszem, mint bioreaktor? (PhD) A hordóról már inkább elhisszük... 2 FOSS: Wine segment brochure. P/N 12659, Issue 1 GB, Jan. 212. Borban az igazság...... léptéknövelés... a rozsdamentes tartályokról nem is beszélve. bor = gyógyszer 21 FOSS: Wine segment brochure. P/N 12659, Issue 1 GB, Jan. 212.

Borban az igazság...... technológia, mintavétel, analitika : : bor = gyógyszer 22 FOSS: Wine segment brochure. P/N 12659, Issue 1 GB, Jan. 212. PAT (Process Analytical Technology) = a folyamat kézben tartása A PAT eszközei: hagyományos in-line érzékelők (ph, po 2, pco 2, T szondák) a folyamat monitorozó eszközeinek kibővítése egyéb real-time technikákkal (in-/on-line NIR/Raman/IR, in-/on-line HPLC, stb.) Korszerű és gyors at-line mérések Korszerű adatgyűjtő rendszer (SCADA) Kemometriai (MVA) szoftverek (PCA, PLS stb.) 23 Hogyan mérjük? NIT és NIR NIT NIR *!!! RAJZ!!! Abs. vs. Scat. ~ -11 nm kisebb hullámhossz nagyobb energia ~ 11-25 nm nagyobb hullámhossz kisebb energia (*... UV, VIS, NIR, (M)IR, FIR,...) 24

Hogyan mérjük? diszperzió Belső standardok, ha elromolna. 25 Hogyan mérjük? FT ATR: pl. gyémánt (vizes old.- ok; sav/lúg; 5, t/mm 2 ). 26 PAT (Process Analytical Technology) = a folyamat kézben tartása A PAT eszközei: hagyományos in-line érzékelők (ph, po 2, pco 2, T szondák) a folyamat monitorozó eszközeinek kibővítése egyéb real-time technikákkal (in-/on-line NIR/Raman/IR, in-/on-line HPLC, stb.) Korszerű és gyors at-line mérések Korszerű adatgyűjtő rendszer (SCADA) Kemometriai (MVA) szoftverek (PCA, PLS stb.) 2 9

...-line,...-line, de melyik? I. [...] 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 stream2 and can be invasive or noninvasive [...]...-line,...-line, de melyik? II. William Whitford W., Julien C.: Analytical Technology and PAT. BioProcess International January 2, 32 41 29 Az in-/on-line eszköze a száloptika I. Igen, törhetnek. :( 3 1

Az in-/on-line eszköze a száloptika II. 31 Az in-/on-line eszköze a száloptika III. 32 Technológiába illeszthető (egyéb) eszközök I. Valósidejű: keverő dobon (fix t helyett adott minőség). Többcsatornás elrendezés. 33 11

Technológiába illeszthető (egyéb) eszközök II. 34 Mobil, hordozható (handheld) eszközök Pl. Los Angeles-i rendörség, futószőnyeg szeméttelep. NIR FT-IR Raman 35 Ha egyedül nem megy Áram drót nélkül... A NIR kesztyű összetevői: NIR oldható cukrok hangimpulzus keménység, Vis érettség (klorofil) potenciométer méret Lee K.A.: Review of applications of near infrared spectroscopy to food analysis. The NIR Spectrum 2(2), 11 16 (24) 36 12

Klasszikus API vs. biomolekulák 3 http://www.gene.com/gene/about/views/followon-biologics.html Kikkel termeltetünk? Tabletta 1-2 paraméter, de E. coli, CHO? E. coli emlőssejtek 3 Na akkor, modellezzünk... 39 13

A végső cél 4 Off-line-tól a real-time-ig 41 Fermentáció (E. coli) off-line nyomon követése: PQS módszer Ha megvan még a puttonyszám... 42 14

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 15

Fermentáció (E. coli) off-line nyomon követése: PQS módszer 46 Fermentáció (E. coli) off-line nyomon követése: PQS módszer 4 Fermentáció (E. coli) off-line nyomon követése: PQS módszer 4 16

Fermentáció (E. coli) off-line nyomon követése: PQS módszer 49 Fermentáció (E. coli) off-line nyomon követése: PQS módszer 5 Fermentáció (E. coli) off-line nyomon követése: PQS módszer 51 1

A változékonyság leírása: PCA Méret (PC1) nagy (kapu) átlagos (ajtó) kicsi (asztal) Kulcs feje (PC2) kerek ovális téglalap sokszögű Szín (PC3) oxidált fém kék ciklámen sárga 52 PC2 vs. PC1 Kulcs feje (PC2) sokszögű téglalap kicsi (asztal) átlagos (ajtó) nagy (kapu) Méret (PC1) ovális kerek 53 PC2 vs. PC3 Kulcs feje (PC2) sokszögű téglalap oxidált fém kék ciklámen sárga Szín (PC3) ovális kerek 54 1

G E hatás vs. PCA I. Mert: bio. Gabona minták termesztési helyei Franciaország (Clermont-Ferrand) betakarítás éve: 2 Magyarország (Martonvásár) betakarítás éve: 25, 26, 2 Lengyelország (Dankow/Choryn) betakarítás éve: 2 Egyesült Királyság( Bury St. Edmunds) betakarítás éve: 2 55 G E hatás vs. PCA II. évjárat fajta G E készülék 56 Polimorf transzformációs vizsgálat: fénymikroszkópos felvételek Forma 1 Forma 2 Forma 3 Forma 4 Forma 5 Forma 2 1 μm Forma 1 Forma 5 5 19

Polimorf transzformációs vizsgálat: in-line Raman-száloptika (PCA) 2 1 3 5 Fermentáció (E. coli) in-line nyomon követése: kevertetés, fizikai helyzet 1. 1.6 1.4 1. 9 1.6 2 1.4 A = log (1/T) [l = 2 mm] 1.2 1..6 A = log (1/T) [l = 2 mm] 1.2 1..6.4.4.2.2 1 12 14 16 1 2 22 1 12 14 16 1 2 22 Wavelength (nm ) Wavelength (nm ) 4 6 1 12 14 16 2 rpm 59 Fermentáció (E. coli) in-line nyomon követése: diszp. NIR-rel PCA, PLS 1 Habzásgátló, glükóz adagolása... Gly (g L -1 ) 6 4 2 Ace (mmol L -1 ) 3 6 9 12 15 1 21 12 Time (hour) 1 6 4 2 3 6 9 12 15 1 21 Time (hour) 6 2

API meghatározása simítás hatása a derivált képzésére NIR,225 1. derivált log (1/R) [2 nm ] Az első és második deriváltak képzése a kezeletlen spektrumokból más-más beállításokkal történik: Diszperziós NIR esetén: 2, 4,, 12, 16, 2 nm-es (1, 3, 5,, 9, 11 pontos) kapu [ gap-segment derivált] FT-NIR esetén: 5, 9, 13, 19, 25, 3, 49, 149 pontos kapu [Savitzky-Golay derivált] 1. derivált,15,125,5,25 -,25 2 nm -,5 11 13 15 1 19 21 23 25 21 23 25 hullámhoss z (nm),12 1. d erivált lo g ( 1/R) [ 2 nm ] 1. derivált,1,,6,4,2, 2 nm -,2 -,4 11 13 15 1 19 61 hullám hos sz (nm ) 61 API meghatározása diszperziós vs. FT (pl. detektorok) NIR,45,25,15,5 -,5 -,15 -,25 -,35 2 nm -,45 11 13 15 2. derivált 4,E-5 2. derivált log (1/R) [5 pont] 2. derivált log ( 1/R) [2 nm] FT-NIR 6,E-5 2. derivált,35 1 19 21 23 2,E-5,E+ -2,E-5-4,E-5-6,E-5 -,E-5 5 pont -1,E-4-1,2E-4 11 25 13 15 hullám hossz (nm ), 3,E-5 2. derivált 2. d erivált log (1/R) [49 pont ] 2. derivált lo g ( 1/R) [2 nm],9,5,3,1 -,1 -,3 -,5 2 nm -, -,9 11 13 15 1 1 19 21 23 25 21 23 25 hullám hoss z (nm ) 19 21 23 2. derivált 2,E-5 1,E-5,E+ -1,E-5-2,E-5 49 pont -3,E-5 11 25 13 62 15 hullám hos sz (nm ) 1 19 62 hullámhoss z (nm ) 11 9 9 1, 1,,9,,9,9,9,9 1,9 6,9 4,9,5,,6 3 11 9 D1_49pt D1_3pt D1_149pt D1_25pt D1_19pt D1_13pt S 3 3 1,2 1,13,3,94 1,21 9,69 5 Élelmiszer 2 botrányok: mert jobb az analitika + a 15 híráramlás. 1 5 Kritikus kontrollált példa: Down-kor 35 év alatt. D2_49pt 1,1 1, 2,3 25,24 D1_9pt D1_5pt D 2 _ 2 n m D 2 _ 1 6n m D 2 _ n m D 2 _ 4n m D 2 _ 1 2n m D 2 _ 2n m D 1 _ 2 n m D 1 _ 1 6n m D 1 _ 1 2n m D 1 _ n m D 1 _ 4n m S,,62,,65, 1,24 1,15 D2_9pt,5 11 D 1 _ 2n m 3 D2_5pt,61 1,3,9,4,63 9,65,59,5,4 1 11,5 6, 5,6 1,6 1,5 1,31 D 2 _ 2 n m,6 4,4 1,5,54 D 2 _ n m D 2 _ 1 6n m,6 2, D 2 _4 n m D 2 _ 1 2n m D 1 _ 2 n m,6, D 1 _ 1 6n m,6 4, 2,5, 2 D 2 _2 n m D 1 _ 1 2n m,6 3, 1,5 4, 1,5, 5 D 1 _ n m D 1 _4 n m S alap spektrum első derivált spektrum második derivált spektrum Faktor RMSE ( ) D 1 _2 n m 2,5,6,,6 2, 9,5 2 1 9 D2_3pt D2_149pt 1,42,66,4 D2_25pt 2,21 1,4 1,2,24,6 11 D2_19pt 11 D2_13pt, 2 15 R2, 25 F ak to r,65,9,9,95,9,,9, 9,9,9,9,9 1,9,9 3,9,95,9,95,9,95,9,9,9 6,9,9 5,9,9 6,9,9 6,9,9,9 9,9 5,9,9,9,9 6,9,9 6,9,9 6,9,9 6,9,9 6 1,9,9 6 API meghatározása teljesítménymutatók (figure of merit) NIR FT-NIR 63 21

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. 64 Spektrumkönyvtár anyagazonosítás (NIR) censored nyers 1 termék, 2 tétel censored SNV censored MSC 65 Spektrumkönyvtár anyagazonosítás (analitikai IR) 1 / 1 vs. 1 / 1 + géprombolás. 65 anyag, 39 tétel 66 22

Spektrumkönyvtár anyagazonosítás (analitikai IR) Hatóanyagbeszállító: Kína, India (tetrakain). 65 termék, 39 tétel 6 Spektrális hiperkocka vs. tudomány Spektrális hiperkocka near-infrared AND imaging AND pharma kulcsszóra történő keresés (211.1.2.) Web of Science ScienceDirect Progresszív fejlődés 6 5 4 3 2 1 1 Web of Science 4 43 ScienceDirect 31 3 14 1 1 11 1 1 3 4 6 5 4 5 4 5 1 1 1 1994 1996 199 199 2 21 22 23 24 25 26 2 2 29 közlemény (db) 21 211 év De mi volt 1994 előtt? 6 Az eszközök fejlődése (hideg) háborúkon keresztül (II. világháború) Éjjellátók kezdete: vámpír egység (németek). WunderWaffe 1 - vampire vision: could be used by the snippers at night because of its infrared vision. http://obviousmag.org/en/archives/21//extraordinary_weapons_of_the_nazi_germany_-_techno.html#ixzz2ahkgfiqw 69 23

Az eszközök fejlődése (hideg) háborúkon keresztül (hideg háború) Sok új USA / Szu. fegyver német alapokon http://www.togtech.com/huge-cold-war-camera-with-1-inch-infrared-lens-takes-two-to-operate/ Az eszközök fejlődése (hideg) háborúkon keresztül (Korea, Vietnam) Harc a hadizsákmányért (USA vs. Szu.). Még ma is megvásárolható az interneten. http://www.icollector.com/korean-war-era-m1-carbine-infrared-sniper-scope_i5326 1 Az eszközök fejlődése (hideg) háborúkon keresztül (pl. Irak) Mai cél: kisebb berendezés, jobb felbontás. DARPA: lásd még a robotkutyát is http://www.wired.com/dangerroom/213/4/darpa-infrared-cameras/ 2 24

Civil alkalmazások hideg/meleg I. Energiaosztályba sorolás: hol szökik a hő 3 http://www.newleafhomeenergy.com/services.htm Civil alkalmazások hideg/meleg II. Kutyalihegés = hőleadás. (Bőrén nincsenek pórusok.) A fej leghidegebb pontja: fülünk. (Égett ujj ) Melegvérű ember vs. hidegvérű gekkó... vagy skorpió. 4 http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/image_galleries/ir_zoo/coldwarm.html Civil alkalmazások hideg/meleg III. Törött középső ujj gyógyulása Szomato infra: + : gyulladás vagy több ér (daganat) - : lipóma 5 http://infra.blog.hu/2/1/19/gyogyulas_kovetese_a_szomatoinfra_berendezessel 25

Egér a Marsról I. Itt már aktív: IR besugárzás, DE roncsolásmentes Sokszor csak a boncasztalon látjuk az Alzheimerkór állapotát. Korai észlelés és terápia: jobb esélyek. NIR kamera segít. 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 (25) 6 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), 5 53 (25) Szexálás I. Tenyésztés szempontjából fontos, hogy mi van a bábban. Bábot megbontani nem lehet, mert akkor elpusztul Sumriddetchkajorn S., Chakkrit Kamtongdee C.: Optical penetration-based silkworm pupa gender sensor structure. Appl. Optics 51(4), 4 412 (212) 26

Szexálás II. Nézzünk bele a NIR segítségével a selyemhernyó bábjába! Sumriddetchkajorn S., Chakkrit Kamtongdee C.: Optical penetration-based silkworm pupa gender sensor structure. Appl. Optics 51(4), 4 412 (212) 9 Szexálás III. Lányoknál semmi extra de a fiúknak világít a farkuk. Sumriddetchkajorn S., Chakkrit Kamtongdee C.: Optical penetration-based silkworm pupa gender sensor structure. Appl. Optics 51(4), 4 412 (212) Mikro/makroszkópos képalkotás I. 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 Meddig tart? Más megoldás lehet jó (bemozdult fénykép) egy pont több pont terület 1 2

Mikro/makroszkópos képalkotás II. pont kép 2 Mikro/makroszkópos képalkotás III. A 16 elemből álló detektorsor a mintát 1 µm 6,25 µm vagy 4 µm 25 µm blokkokban látja (NIR esetén, IR: 1,56 µm...) 1 lépés másodpercenként, avagy 1 spektrum egy másodperc alatt (16 cm -1 3 mellet) Mikro/makroszkópos képalkotás IV. FPA (Focal Plane Array) videotelefon fejlesztése (AT&T): 1969! 4 2

Mikro/makroszkópos képalkotás V. T (transzmisszió) 5 Mikro/makroszkópos képalkotás VI. E spekuláris reflexió R E diffúz reflexió gyengített teljes reflexió (ATR) R (reflexió) R mintafelszín mintafelszín mintafelszín 6 Mikro/makroszkópos képalkotás VII. 29

Mikro/makroszkópos képalkotás VIII. Cassegrain objektív elmozdulás (x,y) ATR kristály ÉS minta 31 Képalkotás tablettavizsgálatok Technológia nyomon követése I. bevonás bevonat (Opadry Pink): idő előrehaladtával erősödő jel 139 nm-en korpusz: idő előrehaladtával gyengülő jel 212 nm-en bevonás ideje Maurer L., Leuenberger H.: Terahertz pulsed imaging and near infrared imaging to monitor the coating process of pharmaceutical tablets. International Journal of Pharmaceutics 3(1-2), 16 (29) 9 Képalkotás tablettavizsgálatok Technológia nyomon követése II. keverés Eredetiségvizsgálat Hamis Eredeti Pl. hamis Viagrában a kék színt patkányméreg adta. VIS NIR Gendrin C. et al.: Content uniformity of pharmaceutical solid dosage forms by near infrared hyperspectral imaging: A feasibility study. Talanta 3(4), 33 41 (2) Nem kell eltörni, a NIR belelát. (Megmarad a Gendrin C. et al.: bizonyíték.) Pharmaceutical applications of vibrational chemical imaging 9 and chemometrics: A review. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 4(3), 533 553 (2) 3

Eredetiségvizsgálat vs. imaging: makro (VIS) Edzőteremben izomnövelő helyett barkács cucc. Eredeti Hamis 91 Eredetiségvizsgálat vs. imaging: makro (NIR) Mátrixhatás. Eredeti Hamis Abs. PCA 92 Technológiai probléma vs. imaging Probléma a tabletta felületén: mi az oka? Spórolás miatt más alapanyag, bevonathiányt okozott. Képalkotás NIR tartományban: nincs roncsolás 4 4 μm méretű mérési tartomány, 6,25 6,25 μm méretű képpontokkal 64 64 pont, azaz összesen 496 pont, pontonként 12 spektrum átlagolásával Átlagos abszorbancia értékek alapján színezett ábrák 93 31

Technológiai probléma vs. imaging: korrelációs térképek (2D és 3D) Hatóanyag R 2 =,-,96 Filmbevonat (Opadry ) R 2 =,41-,54 94 Képes képtelenségek Szerkezet, összetétel megállapítása roncsolás nélkül. lószúnyog szárnya: 1,5 mm 4,5 mm = 132 spektrum Anyagok azonosítása (vegyszer, lőpor) az ujjlenyomaton. ujjlenyomat: 2 mm 13,5 mm = 45 spektrum 95 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, oknyomozások) Gyors visszacsatolás a technológiába, minőségellenőrzésbe, minőségbiztosításba FDA alternatív módszere Költséghatékony, nagy áteresztőképességű Tudásintenzív módszerek A nemtudás tudása a tudás kezdete... 96 32

Köszönetnyilvánítás Párta László 1, Ballagi András 1 Kiss Violetta 2, Finta Zoltán 2 Horgos József 3,4, Zelkó Romána 4 Jekő József 5, Csorvássy István 5 Lakatos László 6, Axel Rau Izsó Eszter, Tieger Eszter, Lőrincz Áron, Kontsek Endre 1 Richter Gedeon Nyrt. 2 sanofi-aventis Zrt. 3 Hungaropharma Zrt. 4 SE Egyetemi Gyógyszertár, Gyógyszerügyi Szervezési Intézet 5 Nyíregyházi Főiskola, Kémia Intézeti Tanszék / Alkaloida Vegyészeti Gyár Zrt. 6 PER-FORM Hungária Kft., Analitikai Divízió PerkinElmer, Rodgau BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék 33