使用 JMP 作为实验室设备的数据探索中心：制药技术案例研究 (2022-EU-30MP-1006)Paolo Nencioni，配方科学家，A.Menarini
如今，几乎每种类型的工艺设备都能够收集大量数据，然后将其导出以供进一步分析。 在研发实验室中尤其如此，设备在较小的规模上复制制造过程，并使数据分析对理解过程更有用。 然而，许多类型的设备使用专有软件，这使得分析来自不同系统的数据变得困难。 将所有数据导出到 JMP 数据表中可以更轻松地进行分析，尤其是在熟悉的界面中时。 它还可以帮助链接来自不同流程步骤的结果，推动我们（希望）发现意想不到的关系。 在过去几年中，我们已将数种实验室设备的数据导入 JMP，从最自动化的解决方案到“自己动手”的解决方案。 结果总是一样的：更好的数据探索。
欢迎来到我的演讲。 我是保罗。
我在研发实验室工作
在制药行业，来自意大利的美纳里尼。
现在，我向您展示我们的一些工作
在 [听不清 00:00:16] 与 JMP。
如今，几乎每一个工艺设备都能够收集到大量的数据，
使其可用于导出和未来分析。
尤其是在研发实验室，
设备在制造过程的小规模复制。
所以数据分析可能有助于理解过程。
但每台设备都运行其属性软件。
有时数据分析会导致不舒服
如果在板载系统上完成这么小的屏幕
或者一些不太容易使用的触摸屏。
导出 JMP 数据表中的所有数据
使分析更容易和更舒适。
而且，它可以帮助链接结果
来自不同的工艺步骤
并驱动我们，希望，
发现变量之间的意外关系。
我们开始使用发布号为 7 的 JMP。
因此，我们有很多试验要向您展示。
我们从祖先开始。
体积和振实密度。
粉末的体积密度是质量与其体积之比，
包括颗粒间空隙体积的贡献。
然后，通过机械敲击增加样品密度。
因为粒子间的相互作用
影响粉末的膨胀性能，
而且，干扰粉末流动的相互作用。
所以体积和振实密度的比较
可以给出流动特性的量度。
由于比较经常使用索引
谈到粉末流动的能力，
该指数是卡尔指数或可压缩性指数，
用振实密度和堆积密度计算。
在这里，我们有一个流动性排名
与卡尔指数有关。
我们开始测量音量，在 5、10、15 次轻拍之后，依此类推，
并将其记录在数据表中，在 JMP 数据表中。
之后，我们尝试使用一个传感器，一个光传感器，像这些，
可以测量粉末到气缸顶部的距离
并记录并将结果存储在数据表中，
CSV 文件，逗号分隔值文件。
结果是完全一样的。
数据，无论它们来自自动还是手动数据输入
与适当的 Kawakita 方程非常吻合。
这是川北方程
使用 JMP 的非线性方程平台绘制。
这个方程解释了在敲击过程中粉末是如何沉降的。
它有三个参数。
第一个是体积密度。
第二个是卡尔指数。
在这里，我们可以看到 22 的值
这不是这种粉末的良好性能流动。
这个是关于粉末沉降的速度。
我认为这就是第一次数据采集的全部内容。
同样，我们还有另一种乐器。
现在，我们来谈谈奶油或凝胶的主题形式。
地质特性对于主题剂型很重要
因为粘度影响生产，
还包括主题产品的包装或使用。
你可以想到在皮肤上的涂抹性。
因此，正确的流动特性至关重要
在主题表单的开发阶段。
如今，流动和粘度 [听不清 00:05:17] 增加或减少剪切速率
只需使用自动化设备即可获得。
在这里，我们有一张 30 岁的流变仪的照片
我们在实验室里有的。
我们有一个专用的计算机系统。
但数据也可以在对数纸上手动设置。
或者简单地说，我们可以做一个数据表，一个JMP数据表。
使用图形生成器，我们可以得到相同的输出
流量曲线
或使用数据转换的线性回归
并以对数形式访问转换。
但很重要，就是这个
因为使用双变量平台
并使用样条拟合，
我们能够预测
估计剪应力
当剪切速率接近于零时。
这是屈服应力或屈服点。
这很重要，因为它...
怎么说？ 这是很...
系统中不发生流动的最大应力。
因此，奶油或凝胶不会移动的最大应力。
这是一个重要信息
当您计划对流体材料进行体积填充时。
当我们拥有所有仪器时，这是不可用的。
所以 JMP 非常有用
了解我们主题表单的行为。
回到固体口服剂型，
看着单工位台式压片机。
这款压片机非常适合研发，
用于研究和开发，因为很多时候，
只有少量的活性成分样品
可用于第一次测试。
有了这些，我们可以设置，
我们可以独立控制压缩力和重量
以满足平板电脑的要求和规格。
它与制造规模压力机中使用的相同工具一起工作。
我们可以绘制压片和配方特性
为了消除或减轻一些潜在的压片缺陷。
在这个模型上，没有自动数据收集，
所以我们只需在文件中输入数据，
最好在 JMP 文件中。
有数据表。
我们可以得到一些重要的情节
即压缩性、紧致性
和可压片性图。
他们谈到了配方在压缩下的行为。
在这个数据表中，我们有一些方程
这与我们应用于配方的压实压力有关
并以不同的特性，以平板电脑的特性。
通过一项涵盖 50 到 300 兆帕的研究，
我们理论上涵盖了所有的压实压力
可用于片剂、药片
每个正式网站。
现在，我们关闭其中的一些。
然后我们去...
... 到水分分析仪。
水分测定仪是天平。
加热样品是天平
通过卤素灯或红外线灯。
它可以测量它的水分。
它也被称为干燥损失或 LOD
因为加热样品，样品失去了水分，
我们可以记录测量重量，
重量的变化。
了解样品的残留水分很重要
无论是颗粒、粉末还是其他。
但也可能有用
作为时间函数或温度函数的损失率。
分析仪配备算法软件
在 XLS 文件中收集数据。
在 JMP 中导入，很简单。
这很容易。
我们只需要设置数据开始的数字，
数据开始的列数和行数，
然后单击下一步。
之后，在导入。
在这里，我们有时间和干燥损失的数据表。
我们必须对列名等进行一些调整。
但是在这里，我们清理了相同的数据。
我们重复了三次测量。
所以我们有三个重复，但我们把它放在同一列上。
借助 Fit Y by X 平台，
我们具有将干燥损失与时间联系起来的功能。
而且我不保存它。
你看有一个专用的硬件和一个专用的软件，
但我也尝试做一个脚本。
执行脚本来捕获数据。
但它部分工作，但我从不修复它
因为收集数据更简单有效的方法是导入 XLS 文件。
但或多或少，我们也可以这样做：
打开一个新的数据表，
在数据表中定义我们想要的列，
并让 JMP 等待来自端口 com3 的数据。
就这样。
口服给药途径对患者最为方便。
所以片剂是最流行的固体口服剂型。
所以我谈了很多关于平板电脑的事情。
在制造过程中，我们看到了单冲床，
但在制造环境中，我们使用旋转式压片机。
而且，我们在实验室里有一台旋转压片机
有大量的拳头。
我们的压力机配备了应变片
测量压实力、顶出力、
以及从冲头表面分离片剂所需的力。
所有这些数据都由软件显示和记录。
它们对于监测、研究压片过程非常有用。
通常，软件显示数据，
但也可以使用它们对过程进行实时权重调整。
但是我们的版本，实验室版本也提供了分析的方法
单事件、获取统计、打印报表、导出报表等。
在这里，我们看到了我们软件的一些屏幕截图。
原始数据以文本文件、txt 文件的形式出现。
使用 JMP 打开的原因
在这里，我有 txt 文件。
我尝试使用 JMP 打开它。
我选择这个所有文件。
这是正文。
最好删除这个并选择数据（使用预览），
并转到打开。
在这里，我们有来自软件的数据。
数据从一、二、三、第四行开始。
所以我们纠正它。
然后点击下一步
这就是性格。
不，我们需要数字数据。
这是一样的。
第三列与第一列相同，因此我排除在外。
这就是压缩。
对不起，因为该软件是意大利语的，
但它是压缩力。
这又是时候了。
所以我取消选择。
这是刮刀
测量第一个从 [听不清 00:16:35] 表面分离平板电脑。
这又是时间，我取消了选择。
这就是弹射。
单击导入。
我得到了我的数据表。
我必须再次纠正这个，
但没什么难的。
每个数据都变成数字数据。
我已经详细说明了 JMP 文件，已经是 JMP 文件。
在这里，使用图形生成器，我可以显示该过程。
这是一粒药片的压缩量，
这是弹射力，
这就是刮刀的力量。
在原始软件中，我有两个不同的页面。
在这里，我有一个三个，
相同的页面，三个变量，但它没有改变。
现在，我选择了一款平板电脑。
但是如果我放大X轴，
我认为 30 秒，没有更多的记录。
在这里，我有我记录的整个过程。
我还发现该软件的另一个报告
记录每个变量的峰值。
这对于我在 JMP 上导入的内容很有用。
在这里，我有每一拳，每一站，每一轮，
压缩、刮刀和顶出的最大力。
比如这里，我们改变了配方的润滑剂
从而降低弹射力。
我们可以看到这种变化对三个变量的影响。
这就是弹射，对变化有影响。
现在，我关闭它。
我们去近红外过程监控。
在这里，在实验室里，我们有近红外分光光度计，
但有一个小尺寸。
你可以看到它可以站在手中，
和 Wi-Fi 连接。
主要特点是安装各种设备的灵活性。
最常见的应用是混合监控。
通常，粉末的翻滚混合物包含在容器中，
像这样在 X 轴上旋转。
而最常见的是立方体形的容器，
他们被称为bin。
NIR 通过一个三夹法兰安装在垃圾箱上。
并且在混合操作过程中，仪器采集光谱
每次旋转时的粉末量。
随着混合的进行
系统变得越来越同质化，
光谱变得越来越像以前的那样。
为了充分利用 NIR 数据，必须应用化学计量学。
当然，我们使用 NIR 软件来做到这一点。
但也可以在 XLS 文件中导出数据并进入 JMP。
从 XLS 文件导入数据非常简单。
很简单，打开它。
在这里，我们有文件。
我们可以看一下，原始数据文件。
我们拥有近红外光谱的每个波长，
我们每次轮换都有实验室溶剂的价值。
整个过程是垃圾箱旋转 80 圈。
我们可以快速浏览一下图表，光谱，
选择波长，
放入X轴。
选择，
和并行合并。
在这里，我们有每个旋转的光谱。
我说通常情况下，我们必须应用化学计量学
以 NIR 数据获取最多的信息，信息越多越好。
通常用于此类分析的预处理是
标准正态变量预处理
这是光谱的归一化，
将每个光谱减去其自身的平均值并除以标准偏差。
在这里，我做一个脚本
与此预处理有关。
这是原始数据的文件。
我们可以运行脚本。
选择波长，
并得到预测后的新数据。
使用图形生成器，我们做同样的事情。
并行合并。
在这里，我们有光谱的差异，
原始光谱和...
...对不起，如果我找到了...
...原始光谱。
这个。
和预测光谱
所以在这里，我们与原始数据和预处理数据有所不同。
但是我们可以在这个文件中看到更好的
其中光谱通过旋转着色，从红色到绿色。
你可以看到
第一个光谱是这里的红色光谱。
最后的光谱是绿色的。
而且它们彼此越来越相似
关于红色和黄色光谱。
我们也可以通过主成分分析看到这些。
这是第一次轮换，以此类推。
我们可以看到
光谱变得越来越相似
和主成分分析越来越一样了
当我们结束流程时。
查看进程结束的另一种方法是...
移动块标准差。
在这里，我们从我们的 NIR 软件中看到了一个图。
我会在另一个窗口中向你展示一些关于它的东西。
高剪切混合器。
造粒过程非常重要，
药品制造中非常重要的一步。
造粒改善物理特性
粉末的混合物
作为流动性和含量均匀性。
颗粒可以直接使用
以小袋或棒状包装等交付形式。
但它们也可以压制成片剂。
高剪切混合器是能够进行湿法制粒的关键点，
在通过结合溶液和剪切力造粒粉末中
由于旋转的叶轮。
之后，湿颗粒将在另一个步骤中干燥。
在我们的高剪切混合物中，
我们可以通过软件控制每个工艺参数：
叶轮转速，切碎机转速，
结合溶液的添加速率。
此外，该软件关联了一些变量
作为温度或功耗的一部分。
数据存储在 CSV 文件中，
因此在 JMP 中导入非常容易。
这里，但是是导入到 JMP 数据表中的数据。
我有一些我用黄色着色的列
这来自一些关于添加的水量等的计算。
但重要的是要通过图形生成器看到这一点，
我们可以看到整个过程，整个过程的参数。
比如我们可以看到软件测得的扭矩
在湿法制粒和成团期间；
你可以看到它是如何改变的。
在这里，在这张图片中，您可以看到我们的 NIR 仪器
也装在这一步，在这个过程中
监控造粒过程。
在这里，我们有一些结果，
总是来自 NIR 的软件。
我们提供一种颜色来识别造粒的每个阶段。
通过主成分分析，
我们可以看到造粒的开始。
当我们加水时，就会发生这种变化
关于物理性质，关于颗粒的物理方面
变得越来越湿，越来越凝聚
直到过程结束。
在这里，我们在转置矩阵中有相同的数据
在图形生成器上获得更好的可视化。
我们可以看到不同相位的光谱。
在这里，我们第一次造粒
当我们在不加水的情况下混合粉末时。
在这里，我们添加了水
和最后的集结时间。
我们可以看到峰值正在发生变化。
在这里，我们在近红外光谱中具有水的最大吸收。
在这里，我们有起点，中间点，
和造粒的终点。
所有这些数据都可以在日志中恢复，就像这样，
我们强调了一个峰值的变化，
过程中单个步骤的独立性。
在这里，我们还有另外两台设备，
流化床和片剂包衣机套件。
这些很重要，非常重要，
继续保持药品生产。
我们有一个由三个单元组成的特殊套件。
两个过程相同的主控单元，
和其他两个可互换的单元
用于该过程的其他目的。
我们从流化床开始。
流化床是获得湿法制粒的另一种方法
因为湿法制粒不仅仅使用高剪切混合器，
也可以使用流化床来完成。
流化床技术
是指待造粒的粉末悬浮
通过向上流动的热空气保持运动。
将粘合剂溶液喷洒在悬浮粉末上，
以及整个过程中的区域流去除结果。
板载软件让我们可以完全控制工艺参数，
并收集每个相关变量。
存储报告以供将来分析，并且可以导出为 PDF 文件。
在这里，我们有一个 PDF 文件，
用于本演示文稿的简化 PDF 文件。
我尝试在 JMP 中打开。
在这里，我有这个。
我知道在第一页中，没有我有兴趣导入的表格。
因此，我单击此页面上的忽略表。
下一篇，这个小不感兴趣，
所以我忽略它。
我也忽略了最后一个。
在这里，有数据图表，此页面上的忽略表。
在这里，我预览了我感兴趣的表格。
我点击确定。
我的数据在 JMP 数据表中。
修复为数字而不是连续的东西，但它不是......
...图表，但这不是问题。
现在，我们看到了镀膜机系统。
包衣系统是做片剂包衣。
出于多种原因，可以对片剂进行包衣。
涂层可以具有特定的功能，
例如，延迟药物释放
或者只是需要减少灰尘
在包装操作期间
或有一些美容需求
如掩盖一些不良味道的药片，等等。
每当涂装完毕，
在转鼓中旋转的片剂上喷涂包衣悬浮液。
在此过程中，一股热空气流会去除溶剂。
由于软件与流化床相同，
他们有相同的控制单元，
数据和报告与我们可以从流化床中获得的相同。
所以在这里，我们得到了一张JMP数据表
来自我们之前看到的 PDF 文件。
始终使用图形生成器，
我们可以给出一个概述，看看这个过程。
在这里，我们看到喷雾速率或产品温度等。
另外，在这里，我们尝试做一些 NIR 测量的应用。
我们只需在涂层过程中将仪器放入锅中
并测量片剂的重量增加
在不同的时间间隔。
在这里，我们有光谱，
在这个过程中如何改变光谱。
我们可以在这里看到数据已经过预处理。
这是对原始数据的一阶导数处理
能够增加，以突出峰值光谱变化...
……关于报告。
在这里，我们做一个关系
过程中的光谱样品和重量增加测量。
所以我们有关系
光谱和体重增加之间。
对于下一批，
我们将能够预测平板电脑的重量增加
只需在此过程中获取光谱。
现在，我们关闭它。
这已经足够了。
最后，我们回到主题剂型。
实验室反应器
我们拥有的对优化流程很有用
如实验室规模的混合、均质化、分散。
该系统可以快速轻松地进行调整
到广泛的应用。
我们的主要用途是做凝胶或奶油的主题形式。
它具有集成的刻度、pH 和温度传感器。
板载系统允许过程控制，显示过程图，
但它也能够存储每个处理器相关数据
在 PC 中作为 XLS 文件。
因此，我们只需在 JMP 中导入并始终使用图形生成器。
很容易看到整个过程。
例如，我们可以看到分散系统的速度
还有扭矩
或凝胶体系在每个阶段的粘度趋势。
同样，我们尝试使用
近红外分光光度计监测过程。
对于该应用，我们向反应器中添加了再循环流。
NIR 通过适当的法兰放置在其上。
使用 NIR 软件收集和详细说明的数据可以导入 JMP。
所以在这里，我们有光谱。
例如，全过程采集的光谱
或主成分分析。
我们给每个阶段命名，
所以我们通过这个本地数据过滤器看到。
我们做碱水溶液的第一步，
当我们添加活性成分时，
当我们有乙醇或胶凝剂时，
当系统发生凝胶化时，
当我们有成品时。
我们在这里看到 19 个光谱
它们都在主成分 [学校] 图的同一点上。
我之前谈到过移动块标准差。
移动块标准差很简单
一个光谱块的标准偏差。
并将当前区块的标准差与前一个区块进行比较，
我们可以看到系统的变化是如何变化的。
所以当系统变得越来越同质化时，
移动块标准差变得越来越相似。
在这里，我们有一个情节。
我们看到的和我们看到的一样
用主成分分析
即水溶液的五相，
添加活性成分的第二阶段在哪里，
以及在加入乙醇的地方，乙醇，
和胶凝剂，凝胶化，
最后是成品。
和移动块标准差变得非常非常相似
非常非常非常接近于零。
好吧，我想我们已经看够了；
我们看到了很多流程和很多设备。
他们当然有专门设计的软件
控制、收集和分析过程数据。
这些软件不可替换。
它们对于控制和驱动设备很重要。
但是每个系统都是独立的。
所以有时我们不能使用设备进行分析
因为它正忙于另一个项目。
或者有时我们需要合并来自不同步骤的数据
对产品有更全面的了解。
所以我们可以很容易地使用JMP。
只需导入文件。
我谢谢你，再见。
