使用 JMP 作為實驗室設備的數據探索中心：製藥技術案例研究 (2022-EU-30MP-1006)Paolo Nencioni，配方科學家，A.Menarini
如今，幾乎每種類型的工藝設備都能夠收集大量數據，然後將其導出以供進一步分析。 在研發實驗室中尤其如此，設備以較小的規模複製製造過程，並使數據分析更有利於理解過程。 然而，許多類型的設備使用專有軟件，這使得分析來自不同系統的數據變得困難。 將所有數據導出到 JMP 數據表使分析更容易，尤其是在熟悉的界面中。 它還可以幫助鏈接來自不同流程步驟的結果，驅使我們（希望如此）發現未預料到的關係。 在過去的幾年裡，我們將數據從幾台實驗室設備導入 JMP，從自動化程度最高的解決方案到“自己動手”的解決方案。 結果總是一樣的：更好的數據探索。
歡迎收聽我的演講。 我是保羅。
我在研發實驗室工作
在製藥行業，來自意大利的Menarini。
現在，我向您展示我們的一些工作
在 [聽不清 00:00:16] 中與 JMP。
如今，幾乎每個工藝設備都能夠收集大量數據，
使其可用於導出和未來分析。
尤其是在研發實驗室，
設備在製造過程中進行小規模複製。
所以數據的分析可能有助於做一個過程的理解。
但每台設備都運行其專用軟件。
有時數據分析會讓人不舒服
如果在機載系統上完成這麼小的屏幕
或一些不太好用的觸摸屏。
導出 JMP 數據表上的所有數據
使分析更輕鬆、更舒適。
而且，它可以幫助鏈接結果
從不同的工藝步驟
並希望駕駛我們，
發現變量之間意想不到的關係。
我們開始使用版本號為 7 的 JMP。
所以我們有很多試驗要給你看。
我們從祖先開始。
堆積密度和振實密度。
粉末的堆積密度是質量與其體積之比，
包括顆粒間空隙體積的貢獻。
然後，通過機械敲擊增加樣品密度。
因為顆粒間相互作用
影響粉末的膨脹特性，
而且，干擾粉末流動的相互作用。
所以堆積密度和振實密度的比較
可以給出流動特性的量度。
由於比較通常使用索引
談到粉末流動的能力，
這個指數是卡爾指數或壓縮指數，
用振實密度和堆積密度計算。
在這裡，我們有一個流動性排名
與卡爾指數有關。
我們開始測量音量，在 5、10、15 次敲擊之後，依此類推，
並將其記錄在數據表中，在 JMP 數據表中。
之後，我們嘗試使用像這樣的傳感器，光傳感器，
可測量粉體距筒頂的距離
並將結果記錄在數據表中，
CSV 文件，逗號分隔值文件。
結果完全一樣。
數據，無論它們來自自動還是手動數據輸入
與適當的 Kawakita 方程非常吻合。
這是川北方程
使用 JMP 的非線性方程平台繪製。
這個等式解釋了粉末在攻絲過程中是如何沉降的。
它具有三個參數。
第一個是堆積密度。
第二個是卡爾指數。
在這裡，我們可以看到 22 個值
這不是這種粉末的良好流動性。
這個是關於粉末沉降的速度。
我想這就是第一次數據採集的全部內容。
同樣，我們還有另一種儀器。
現在，我們將討論作為乳霜或凝膠的主題形式。
地質特性對主題劑型很重要
因為粘度影響生產，
還有主題產品的包裝或用途。
你可以考慮在皮膚上的塗抹性。
因此，適當的流量表徵至關重要
在主題形式的開發階段。
如今，流量和粘度 [聽不清 00:05:17] 增加或減少剪切率
只需使用自動化設備即可獲得。
在這裡，我們有 30 年曆史的流變儀的圖片
我們在我們的實驗室裡。
我們有一個專用的計算機系統。
但也可以在對數紙上手動設置數據。
或者簡單的說，我們可以做一個數據表，一個JMP數據表。
使用圖形生成器，我們可以獲得相同的輸出
流量曲線
或使用數據轉換的線性回歸
並以對數形式進行訪問轉換。
但非常重要的，就是這個
因為使用雙變量平台
並使用樣條擬合，
我們能夠預測
估計剪切應力
當剪切率接近零時。
這是屈服應力或屈服點。
這非常重要，因為它...
怎麼說？ 這是很...
系統中不發生流動的最大應力。
因此，最大壓力低於此值時，乳膏或凝膠不會移動。
這是一個重要信息
當您計劃對流體材料進行體積填充時。
當我們擁有所有儀器時，這是不可用的。
所以 JMP 非常有用
了解我們主題形式的行為。
回到固體口服劑型，
查看單站台式壓片機。
這台壓片機是研發開發的理想選擇，
用於研究和開發，因為很多時候，
只有少量活性成分樣品
可用於第一次測試。
有了這些，我們可以設置，
我們可以獨立控制壓縮力和重量
以滿足平板電腦的要求和規格。
它使用與製造規模壓力機中使用的相同工具。
我們可以繪製壓片和配方特徵
為了消除或減輕一些潛在的壓片缺陷。
在這個模型上，沒有自動數據收集，
所以我們只需在文件中輸入數據，
最好在 JMP 文件中。
有數據表。
我們可以得到一些重要的情節
那就是可壓縮性，緊實性
和可壓片性圖。
他們談到了配方在壓縮下的行為。
在這個數據表中，我們有一些等式
這與我們應用於配方的壓實壓力有關
又要多變的特性，要平板的特性。
通過一項涵蓋 50 到 300 兆帕的研究，
我們理論上涵蓋了所有壓實壓力
可應用於片劑、藥片
每個正式網站。
現在，我們關閉其中的一些。
然後我們去...
... 水分測定儀。
水分測定儀是一種天平。
加熱樣品的天平
通過鹵素燈或紅外線燈。
它可以測量它的水分。
它也被稱為乾燥失重或 LOD
因為加熱樣品，樣品失去了水分，
我們可以記錄測量重量，
重量的變化。
了解樣品的殘留水分很重要
無論是顆粒劑、粉劑還是其他。
但也可能有用
作為時間函數或溫度函數的損失率。
分析儀配備算法軟件
在 XLS 文件中收集數據。
在 JMP 中導入，非常簡單。
這很容易。
我們只需要設置數據開始的數字，
數據開始的列數和行數，
然後單擊下一步。
之後，在導入時。
在這裡，我們有包含時間和乾燥失重的數據表。
我們必須調整有關列名稱等的內容。
但是在這裡，我們清理了相同的數據。
我們重複了三次測量。
所以我們有三個副本，但我們把它放在同一列上。
通過 Fit Y by X 平台，
我們有將乾燥損失與時間相關聯的函數。
我不保存它。
你看有一個專用的硬件和一個專用的軟件，
但我也嘗試做一個腳本。
做一個腳本來捕獲數據。
但這是部分工作，但我從不修復它
因為更簡單、更有效的收集數據的方法是導入 XLS 文件。
但或多或少，我們可以做同樣的事情：
打開一個新的數據表，
在數據表中定義我們想要的列，
並讓 JMP 等待來自端口 com3 的數據。
就這樣。
口服給藥途徑對患者來說是最方便的。
所以片劑是最流行的固體口服劑型。
所以我談了很多關於壓片機的事情。
在製造中，我們看到了單台沖床，
但在製造環境中，我們使用旋轉式壓片機。
而且，我們在實驗室裡有一台旋轉式壓片機
有大量的拳頭。
我們的壓力機配備了應變片
測量壓實力、頂出力、
以及將藥片從沖壓表面分離所需的力。
所有這些數據都由軟件顯示和記錄。
它們對於監測、研究壓片過程非常有用。
通常，軟件顯示數據，
但也可以使用它們對過程進行實時權重調整。
但是我們的版本，實驗室版本也給出了分析的方法
單次事件、獲取統計、打印報表、導出報表等。
在這裡，我們看到了我們軟件的一些截圖。
原始數據以文本文件、txt 文件的形式出現。
使用 JMP 打開的原因
在這裡，我有 txt 文件。
我嘗試使用 JMP 打開它。
我選擇這個所有文件。
這是正文。
最好刪除這個並選擇數據（使用預覽），
並轉到打開。
在這裡，我們有來自軟件的數據。
數據從一、二、三、四行開始。
所以我們糾正它。
然後點擊下一步
這就是性格。
不，我們需要數字數據。
這也是一樣的。
第三列與第一列相同，所以我排除了。
這就是壓縮。
抱歉，因為該軟件是意大利語的，
但它的壓縮力。
這又是時候了。
所以我取消選擇。
這是刮刀
測量第一個將平板電腦從 [聽不清 00:16:35] 表面分離的方法。
這又是一次時間，我取消選擇。
這是彈射。
單擊導入。
我得到了我的數據表。
我必須再次糾正這個，
但沒有什麼困難。
每個數據都變成數字數據。
我已經詳細說明了 JMP 文件，已經是 JMP 文件。
在這裡，使用圖表生成器，我可以展示這個過程。
這是一個平板電腦的壓縮，
這是彈射力，
這就是刮板力。
在原來的軟件中，我有兩個不同的頁面。
在這裡，我有一個三，
同一頁，三個變量，但它沒有改變。
現在，我選擇一台平板電腦。
但是如果我放大X軸，
我想 30 秒，不能再多記錄了。
在這裡，我記錄了整個過程。
我還發現了該軟件的另一份報告
記錄每個變量的峰值。
這對於我在 JMP 上導入的數據很有用。
在這裡，我每一次出拳，每一次站位，每一次旋轉，
壓縮、刮擦和頂出的最大力。
例如，在這裡，我們改變了配方的潤滑劑
從而降低頂出力。
我們可以看到這種變化對三個變量的影響。
這就是彈射，變化是有效果的。
現在，我關閉它。
然後我們進行 NIR 過程監控。
在這裡，在實驗室裡，我們有 NIR 分光光度計，
但有一個小的外形。
你可以看到它可以站在手上，
和 Wi-Fi 連接。
主要特點是可靈活安裝各種設備。
最常見的應用是混合監控。
通常，粉末的翻滾混合物包含在一個容器中，
在 X 軸上旋轉，像這樣。
而最常見的是立方體形狀的容器，
他們被稱為垃圾箱。
NIR 通過三夾法蘭安裝在箱體上。
並在混合操作過程中，儀器採集光譜
每次旋轉的粉末。
隨著混合將繼續
系統變得越來越同質化，
光譜變得越來越像以前的。
為了充分利用 NIR 數據，必須應用化學計量學。
當然，我們使用 NIR 軟件來做到這一點。
但也可以將數據導出到 XLS 文件並進入 JMP。
從 XLS 文件導入數據非常容易。
打開它很簡單。
在這裡，我們有文件。
我們可以看看，原始數據文件。
對於近紅外光譜的每個波長，我們都有，
我們在每次輪換時都具有實驗室溶劑的價值。
整個過程是料倉旋轉80度。
我們可以快速查看圖表、光譜，
選擇波長，
放入 X 軸。
選擇，
和並行合併。
在這裡，我們有每次旋轉的光譜。
我說通常我們必須應用化學計量學
以NIR數據獲取最多信息，信息越多越好。
通常用於此類分析的預處理是
標準正態變量預處理
這是光譜的歸一化，
將每個光譜減去其自身的平均值並除以標準差。
在這裡，我做一個腳本
做這個預處理。
這是原始數據文件。
我們可以運行腳本。
選擇波長，
並得到預測後的新數據。
使用圖形生成器，我們也這樣做。
平行合併。
在這裡，我們有光譜的差異，
原始光譜和...
……對不起，如果我找到了……
...原始光譜。
這個。
和預測光譜
所以在這裡，我們有原始數據和預處理數據的區別。
但是我們可以在這個文件中看到更好的
其中光譜通過旋轉著色，從紅色到綠色。
你可以看到
第一個光譜是這裡的紅色光譜。
最後一個光譜是綠色的。
他們彼此越來越相似
關於紅色和黃色光譜。
我們也可以通過主成分分析看到這些。
這是第一次輪換，依此類推。
我們可以看到
光譜越來越相似
和主成分分析越來越雷同
當我們結束這個過程時。
另一種查看流程結束的方法是......
移動塊標準偏差。
在這裡，我們看到了 NIR 軟件的繪圖。
我將在另一個窗口中向您展示一些關於它的內容。
高剪切混合器。
造粒過程非常重要，
藥品製造中非常重要的一步。
造粒改善物理特性
混合粉末
作為流動性和含量均勻性。
顆粒可以直接使用
以小袋或棒狀包裝等交付形式。
但它們也可以壓製成藥片。
高剪切混合機是能夠進行濕法製粒的關鍵，
在通過粘合溶液和剪切力造粒粉末
由於旋轉的葉輪。
之後，濕顆粒將在另一步中乾燥。
在我們的高剪切混合物中，
我們可以通過軟件控制每一個工藝參數：
葉輪的速度，斬波器的速度，
結合溶液的添加速率。
此外，該軟件關聯了一些變量
作為溫度或功耗的一部分。
數據存儲在 CSV 文件中，
所以在 JMP 中導入非常容易。
這裡，是導入到 JMP 數據表中的數據。
我有一些我用黃色著色的專欄
來自一些關於添加水量等的計算。
但重要的是要看到圖形生成器，
我們可以看到整個過程，整個過程的參數。
比如我們可以看到軟件測得的扭矩
在濕法製粒和團塊時間期間；
你可以看到它是如何改變的。
在這張照片中，您可以看到我們的 NIR 儀器
也是在這一步裝的，在這個過程中
監控造粒過程。
在這裡，我們有一些結果，
總是來自 NIR 的軟件。
我們給出一種顏色來識別造粒的每個階段。
通過主成分分析，
我們可以看到造粒的開始。
當我們加水時，就會有這種變化
關於物理性質，關於顆粒的物理方面
變得越來越濕，越來越結塊
直到過程結束。
在這裡，我們在轉置矩陣中有相同的數據
在圖形生成器上獲得更好的可視化效果。
我們可以看到不同相的光譜。
在這裡，我們第一次造粒
當我們在不加水的情況下混合粉末時。
在這裡，我們添加了水
和最後的集結時間。
我們可以看到峰值正在發生變化。
在這裡，我們在 NIR 光譜中獲得了水的最大吸收。
在這裡，我們有起點，中間點，
和造粒的終點。
所有這些數據都可以在日記中恢復，就像這樣，
我們突出顯示了峰值的變化，
過程中單個步驟的獨立性。
在這裡，我們還有另外兩個設備，
流化床和片劑包衣機套件。
這些很重要，非常重要，
繼續維持醫藥製造業。
我們有一個由三個單元組成的特定套房。
兩個過程相同的主控單元，
和其他兩個可互換的單元
為了過程的另一個目的。
我們從流化床開始。
流化床是獲得濕法製粒的另一種方式
因為濕法製粒不僅僅使用高剪切混合器完成，
也可以使用流化床完成。
流化床技術
意味著要造粒的粉末是懸浮的
通過向上流動的熱空氣保持運動。
將粘合溶液噴灑在懸浮的粉末上，
整個過程中區域的流動去除結果。
機載軟件讓我們可以完全控製過程參數，
並收集每個相關變量。
存儲報告以供將來分析，並且可以導出為 PDF 文件。
在這裡，我們有一個 PDF 文件，
為本演示文稿的目的而簡化的 PDF 文件。
我嘗試在 JMP 中打開。
在這裡，我有這個。
我知道在第一頁中，沒有我有興趣導入的表格。
所以我單擊此頁面上的忽略表。
在下一個，這個小傢伙不感興趣，
所以我忽略它。
我也忽略了最後一個。
在這裡，有數據圖表，忽略此頁面上的表格。
在這裡，我預覽了我感興趣的表格。
我單擊確定。
我的數據在 JMP 數據表中。
要修復為數字而不是連續的東西，但它不是......
...圖表，但這不是問題。
現在，我們看到去塗佈機系統。
包衣機系統用於對片劑進行包衣。
出於多種原因，可以對片劑進行包衣。
塗層可以具有特定的功能，
例如，延遲藥物釋放
或者只是需要減少灰塵
在包裝操作過程中
或者有一些美容需求
如掩蓋一些藥片的不良味道，等等。
每當塗層完成時，
在滾筒中旋轉的片劑上噴塗包衣懸浮液。
在此過程中，加熱空氣流會去除溶劑。
由於軟件與流化床相同，
他們有相同的控制單元，
數據和報告與我們從流化床獲得的相同。
所以在這裡，我們得到了一張JMP數據表
從我們之前看到的 PDF 文件中。
始終使用圖形生成器，
我們可以給出一個概述，看看這個過程。
在這裡，我們會看到噴霧速率或產品溫度等。
此外，在這裡，我們嘗試做一些 NIR 測量的應用。
我們只需在塗層過程中將儀器放入鍋內
並測量片劑的重量增加
在不同的時間間隔。
在這裡，我們有光譜，
在此過程中如何改變光譜。
我們可以在這裡看到數據已經過預處理。
這是對原始數據的一階導數處理
能夠增加，以突出...上的峰值光譜變化
……關於報告。
在這裡，我們做一個之間的關係
過程中的光譜樣品和重量增加測量。
所以我們有關係
光譜和體重增加之間。
對於下一批，
我們將能夠預測平板電腦的重量增加
只需在此過程中獲取光譜。
現在，我們關閉它。
這已經足夠了。
最後，我們回到主題劑型。
實驗室反應器
我們擁有的有助於優化流程
如實驗室規模的混合、均質、分散。
該系統可以快速、輕鬆地進行調整
到廣泛的應用。
我們的主要用途是將主題形式製成凝膠或奶油。
它集成了刻度、pH 和溫度傳感器。
機載系統允許過程控制，顯示過程圖，
但它也能夠存儲每個處理器相關的數據
在 PC 中作為 XLS 文件。
因此，我們只需在 JMP 中導入並始終使用圖形生成器。
很容易看到整個過程。
比如我們可以看到分散系統的速度
還有力矩
或凝膠體系在每個階段的粘度趨勢。
同樣，我們嘗試使用
NIR 分光光度計監測過程。
對於此應用，我們向反應器添加了再循環流。
NIR 通過適當的法蘭放置在其上。
使用 NIR 軟件收集和處理的數據可以導入 JMP。
所以在這裡，我們有光譜。
例如，整個過程中收集的光譜
或主成分分析。
我們給每個階段起個名字，
所以我們通過這個本地數據過濾器看到。
第一步當我們做鹼的水溶液時，
當我們添加活性成分時，
當我們有乙醇或膠凝劑時，
當系統發生凝膠化時，
當我們有成品時。
我們在這裡看到 19 個光譜
它們都在主成分 [學校] 圖的同一點。
我之前談到移動塊標準偏差。
移動塊標準差很簡單
光譜塊的標準偏差。
並將當前塊與前一個塊的標準偏差進行比較，
我們可以看到系統的變化是如何變化的。
所以當系統變得越來越同質時，
移動塊標準差變得越來越相似。
在這裡，我們有一個情節。
我們看到的和我們看到的一樣
主成分分析
即水溶液的五相，
添加活性成分的第二階段在哪裡，
還有在乙醇的地方，添加了乙醇，
和膠凝劑，凝膠化，
最後，成品。
和移動塊標準偏差變得非常非常相似
非常非常接近於零。
好吧，我想我們已經看夠了；
我們看到了很多流程和很多設備。
他們當然有專門設計的軟件
控制、收集和分析過程數據。
這些軟件不能被其他軟件替代。
它們對於控制和驅動設備很重要。
但是每個系統都是獨立的。
所以有時候我們不能用設備來做那個分析
因為它忙於另一個項目。
或者有時我們需要合併來自不同步驟的數據
對產品有更多的全球概覽。
所以我們可以很容易地使用 JMP。
只需導入文件。
我謝謝你再見。
