Zvýšení efektivity pozorování a analýzy krystalů (aminokyselin, bílkovin a dalších látek)
Potravinářský a farmaceutický průmysl produkuje výrobky, které se přímo dostávají do lidského těla. Musí proto splňovat vysokou úroveň bezpečnosti a kvality.
Aby bylo možno tyto požadavky splnit, je nutno provádět patřičnou kontrolu a zajišťování kvality. Toho lze docílit důkladnou a přesnou kontrolou krystalů v jednotlivých procesech, například při přejímání krystalických surovin, při procesu krystalizace a při pozorování a analýze zpracovaných krystalů.
Tato část uvádí příklady použití našeho digitálního 4K mikroskopu, který umožňuje obtížná a časově náročná pozorování a analýzy krystalů na jediném přístroji.
- Co je krystal?
- Potřeba krystalů a problémy při pozorování a analýze
- Příklady použití našeho digitálního 4K mikroskopu k řešení problémů při pozorování a analýze krystalů
- Digitální 4K mikroskop ke zvýšení efektivity pozorování a analýzy krystalů a činností v potravinářském a farmaceutickém průmyslu
Co je krystal?
Krystal je formou tuhé látky, v němž jsou jednotlivé složky – atomy, molekuly či ionty – uspořádány prostorově v pravidelně se opakujících vzorech tvořících prostorovou mřížku. Uspořádání atomů v krystalu se nazývá krystalová struktura a nejmenší jednotka v pravidelně se opakujícím se vzoru se nazývá elementární buňka. Kromě atomů a anorganických molekul mohou krystalizovat i bílkoviny, které mají více než milion molekul.
Typickým krystalem je mnohostěn, který se skládá z mnoha plochých destiček a ostrých hran tvořících různé úhly. Mnoho krystalů je anizotropních, to znamená, že mají různé vlastnosti v různých směrech, například index lomu či elasticitu.
Potřeba krystalů a problémy při pozorování a analýze
V potravinářském a farmaceutickém průmyslu mají technologie krystalů široké použití v různých aktivních farmaceutických ingrediencích (API) a látkách používaných ve výrobních procesech, například bílkovinách, aminokyselinách a škrobu. Protože používání krystalů může zvýšit užitnou hodnotu výrobků, stále více výrobců využívá proces krystalizace nebo nakupuje krystaly na trhu. Při výrobě výrobků využívajících krystaly je pro udržení a zvýšení kvality důležitý stupeň jejich čistoty, tvar, rozložení velikosti částic, rozpustnost, průtočné vlastnosti a některé další faktory.
Mnohé vlastnosti krystalů pocházejí z atomů nebo molekul, které tvoří krystal, nebo z relativních poloh atomů nebo molekul v krystalu. Tyto vlastnosti se projevují anizotropně, zejména pokud jde o optické vlastnosti, například index lomu, absorpční koeficient, úhel optické otáčivosti a depolarizační poměr. Naproti tomu při obvyklých hodnoceních zakoupených krystalů nebo výsledků krystalizace se využívá zejména pozorování a analýza vzhledu, tvaru, rozdělení velikosti částic a další podobných typických parametrů krystalů.
Pozorování a analýza těchto vlastnosti je však obtížná, protože krystaly jsou mimořádně malé a mají složité třírozměrné tvary. Mají také různé úrovně průhlednosti, lomu světla a difúzního odrazu. Níže jsou uvedeny některé konkrétní problémy.
- Protože mají krystaly třírozměrné tvary, lze při pozorování s velkým zvětšením zaostřit pouze část vzorku.
- Hrany mají různé úhly, které způsobují vznik difuzních odrazů. To komplikuje stanovení světelných podmínek.
- Mnoho krystalů má malý kontrast vůči pozadí, což komplikuje snímání obrysů krystalů.
- Z důvodů uvedených výše je obtížné provádět kvantitativní analýzu a hodnocení.
Níže uvádíme příklady použití našeho digitálního 4K mikroskopu, který umožňuje řešit různé problémy, a tím zlepšuje pokročilost, kvantifikaci a efektivitu práce při pozorování a analýze krystalů.
Příklady použití našeho digitálního 4K mikroskopu k řešení problémů při pozorování a analýze krystalů
Aby bylo možné řešit problémy při pozorování a analýze složitých objektů, jako jsou krystaly, využívá společnost KEYENCE připomínky pracovníků obsluhy v praxi a vyrábí nové digitální mikroskopy, které splňují jejich potřeby již 30 let.
Naším nejnovějším výsledkem je digitální 4K mikroskop řady VHX. Tento výrobek má pozorovací stojan, který umožňuje pracovníkům obsluhy využívat jeho vysoký výkon a různé funkce pomocí jednoduchých operací. Snižuje se tak nutnost nadměrné specializace a zvyšuje se efektivita práce.
V další části jsou uvedeny příklady použití mikroskopu řady VHX při pozorování a analýze krystalů.
Pozorování krystalů API, analýza a tvorba sestav
Protože krystaly API, které se používají při výrobě léků, mají třírozměrné tvary, v řadě pozorování nelze jejich snímky zaostřit v celém zorném poli. Kromě toho se v důsledku průhlednosti specifické pro krystal a lomu světla snižuje kontrast, což komplikuje jasné pozorování tvarů.
Digitální 4K mikroskop řady VHX lze používat za různých světelných podmínek. Přístroj umožňuje rychle a snadno tyto podmínky stanovit, což jinak trvá dlouho. Mikroskop je vybaven funkcí vícenásobného osvětlení, která umožňuje stisknutím tlačítka automaticky získat řadu snímků s osvětlením ze všech směrů. Pozorování krystalů lze rychle zahájit výběrem snímku vhodného pro daný účel z pořízených snímků s vysokým rozlišením 4K.
Protože data z více pořízených snímků jsou uložena, lze libovolný snímek snadno použít k opětovnému pozorování objektu, například v jiný den za odlišných světelných podmínek.
Lze také pouhým výběrem staršího snímku reprodukovat podmínky použité k jeho pořízení. Snadno lze pozorovat jiný vzorek stejného typu objektu za stejných podmínek, ale v jiný den a čas a s jiným pracovníkem obsluhy.
S mikroskopem řady VHX lze také plynule přejít od pozorování k analýze velikostí krystalových zrn. Pomocí funkce automatického počítání a měření oblasti lze binarizovat oblast určenou jednoduchými operacemi s libovolnou prahovou hodnotou. Měření plochy a počítání krystalů lze automatizovat.
Tato funkce automaticky změří, vypočítá a sečte podrobné hodnoty, jako je počet krystalů, průměrná plocha, směrodatná odchylka, maximální hodnota, minimální hodnota, poměr ploch a další vlastnosti krystalů ve vybrané oblasti. Zároveň stanoví plochu, obvod, maximální průměr a minimální průměr každého krystalu a hodnoty zobrazí v seznamu. Ve vybrané oblasti lze nepotřebné objekty vyloučit a překrývající se objekty oddělit. Díky tomu lze dosáhnout vysokou přesnost analýzy.
Do mikroskopu řady VHX lze také nainstalovat aplikaci Excel a odesílat pořízené snímky a hodnoty do libovolné šablony, ze které lze automaticky vytvořit sestavu.
Tyto různé funkce zjednodušují a zefektivňují řadu úkolů požadovaných k pozorování, analýze a tvorbě sestav, a tím významně zkracují dobu práce.
Pozorování krystalů škrobu s vysokým kontrastem
Krystaly škrobu jsou vysoce průhledné. V důsledku toho mají vůči pozadí nízký kontrast. Jasné pozorování obrysů a tvarů krystalů je tak obtížné.
Digitální 4K mikroskop řady VHX je vybaven podsvícením, které zajišťuje průchod světla krystalem. Kromě toho je vybaven funkcí velkého dynamického rozsahu (HDR), která snímá několik snímků při různých rychlostech závěrky a skládá je do obrazu s vysokým odstupňováním barev. Pomocí této funkce lze pořizovat snímky ve vysokém rozlišení 4K s vysokým kontrastem i u objektů, jako jsou krystaly škrobu, které mají nízký kontrast vůči pozadí. Je tak možné jasné pozorování obrysů a textur krystalů.
Pozorování krystalů aminokyselin a bílkovin
Digitální 4K mikroskop řady VHX v sobě spojuje vysoké rozlišení s velkou hloubkou ostrosti a je vybaven všestrannou osvětlovací jednotkou s vysokou funkčností. Tato jednotka zajišťuje různé způsoby osvětlení, například průchozí osvětlení (podsvícení), koaxiální osvětlení a polarizující osvětlení.
Dále je k dispozici funkce vícenásobného osvětlení, která automaticky snímá řadu snímků s osvětlením ze všech směrů, a umožňuje tak rychle připravit vhodné podmínky osvětlení pro každý krystal.
Díky vysoké výkonnosti, funkčnosti a pozorovacímu stojanu mikroskopu řady VHX lze snadno pozorovat snímky ve vysokém rozlišení 4K i u krystalů, které mají proměnlivý vzhled, jako například krystaly aminokyselin a bílkovin, u nichž je obtížné stanovit podmínky pozorování.
Digitální 4K mikroskop ke zvýšení efektivity pozorování a analýzy krystalů a činností v potravinářském a farmaceutickém průmyslu
Stanovení podmínek pozorování a analýzy krystalů je obtížné. Pozorování a analýza mohou stát mnoho času a úsilí. Z příkladů výše je zřejmé, že digitální 4K mikroskop řady VHX pozorování a analýzu významně zefektivňuje.
spojení optické soustavy s obrazovým senzorem CMOS, který umožňuje pořizovat snímky ve vysokém rozlišení 4K, všestrannou osvětlovací soustavou zajišťující průhlednost krystalů a pozorovacím stojanem, který umožňuje snadné ovládání různých funkcí lze pozorování krystalů významně zkvalitnit.
Mikroskop umožňuje automatické počítání a měření oblasti krystalů v zorném poli pozorování a automatickou tvorbu sestav. Protože lze tyto operace provádět na jednom přístroji, významně to zvyšuje efektivitu práce.
Mikroskop řady VHX je vybaven mnoha dalšími funkcemi a poskytuje významnou pomoc při různých pozorováních a analýzách v potravinářském a farmaceutickém průmyslu.
Pokud máte další dotazy k řadě VHX, klikněte na tlačítka níže.
