スペクトリス株式会社　マルバーン・パナリティカル事業部

単一の統合されたプラットフォームでの迅速な成分固有の自動粒子特性評価

モフォロギ 4-ID により、形態学的に指示したラマン分光法（MDRS）を介して粒子混合物の詳細な成分固有の形態学的説明が提供されます。  これにより、単一の統合されたプラットフォームで自動粒子画像解析とラマン分光法を組み合わせて、複雑な粒子特性評価の問題を解決することができます。

 

概要

• 特許取得の MDRS 機能により、代表的な成分固有の粒子径と粒子形状データが提供され、試料の完全な特性評価を行うことができる
• モフォロギ 4 のすべての機能と専用のラマンプラットフォームの組み合わせにより、単一の自動測定で物理的特性評価と化学的特性評価の両方を行うことができる
• 数万から数十万個の粒子のラマンスペクトルを自動測定し、貴重な解析時間を節約できる
• 直観的なソフトウェアは、分光法の経験が浅い方にも、経験豊富な方にも最適
• 形態学的特性と化学情報を容易に関連付けることで、試料を包括的に理解できる
• 21 CFR Part 11 ソフトウェアオプションにより規制コンプライアンスを確保できる
• 適応可能なワークフローにより、特定のユーザーまたは用途の要件に合わせて方法を調整することができる。 化学解析用に次の方法で粒子を選択できる。
  • 粒子画像から手動で選択
  • ユーザー指定の分類に基づいて形態学的に指示して選択（MDRS）
  • ソフトウェアにより自動的かつ客観的に選択
• 業界標準の形式でスペクトルをエクスポートする機能により、サードパーティのスペクトルライブラリを使用した未知の成分同定がサポートされる
• レーザパワーと取得時間を厳密に制御することにより、弱いラマン分散体から温度に敏感なラマン分散体までさまざまな材料の測定が最適化される

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動作

モフォロギ 4-ID 測定手順は、次の 5 つのセクションに分割されます。 

試料調製  
個別粒子と凝集粒子の分散は安定した結果を得るために重要です。  自動粉体分散ユニットが、乾燥粉末試料の調製を容易にし、高い再現性を実現します。 適用する分散エネルギーを正確に制御できるため、さまざまな材料タイプ向けに測定プロセスを最適化できます。  モフォロギ 4-ID の自動試料台に直接取り付けられるアクセサリは、懸濁した試料またはろ過した試料を調製できます。 

画像取得 
この装置は、顕微鏡で試料をスキャンすることで個々の粒子の画像を取得します。 モフォロギ 4-ID は、光のレベルを正確に制御しながら上下からサンプルを照射できます。 

画像処理 
自動「シャープエッジ」セグメンテーション解析または手動制御しきい値のいずれかを使用すると、粒子の検出と各粒子の形態学的パラメータの範囲の計算を行うことができます。

MDRS 
対象の成分と粒子はラマン解析の対象になります。  粒子は、形態学に基づいて選択的に対象とすることができます。また、試料全体の代表的な粒子はモフォロギソフトウェアで客観的に対象とすることができます。

結果の生成 
ソフトウェアの高度グラフ作成、データ分類オプションによって、直感的な視覚的インターフェイスを通じて、測定値からの関連データの抽出が直接的になります。  参照ライブラリに対する相関スコアは、取得したラマンスペクトルごとに計算されます。これにより、粒子を化学的性質に基づいて分類できます。  各化学的分類の粒子に関連付けられた形態学的データは、粒子径と粒子形状の分布を生成するために使用され、成分固有の形態学情報を提供します。  各粒子に対して個別に格納されているグレースケール画像は、ラマンスペクトルに関連付けられ、定量的な結果を定性的に検証することができます。

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仕様

一般

技術	静的自動画像分析
粒子サイズ	0.5 µm～1300 µm（用途により上限を超える場合もあり*）
測定項目:	粒子径、形状、光線透過度、個数、位置
粒子径パラメータ	円相当径（CE）、長軸径、短軸径、周囲長、面積、最大径、球相当体積、繊維長、繊維幅
粒子形状パラメータ	アスペクト比、円形度、包絡度（周囲長）、伸長率、面積円形度、包絡度（面積）、繊維伸長率、繊維真直度
粒子透過率パラメータ	輝度平均値、輝度分散値
一体型試料分散ユニットオプション（モフォロギG3SEのみ）	完全自動化された乾燥粉末の分散および測定用。 分散圧、注入時間、沈降時間の手動 または SOP（標準操作手順）による制御
イルミネーション	白色 LED：明視野ダイアスコープ・エピスコープ、暗視野エピスコープ
検出器	18 MP、4912 x 3684 ピクセルカラー CCD カメラ、ピクセルサイズ 1.25 µm x 1.25 µm
光学システム	Nikon CFI 60 明視野／暗視野システム
Lens (and particle size range)	2.5x：8.5 µm～1300 µm（公称値）  5x：4.5 µm～520 µm（公称値）  10x：2.5 µm～260 µm（公称値）  20x：1.5 µm～130 µm（公称値）  50x：0.5 µm～50 µm（公称値）

ラマン分光法：

サイズ範囲	1 μm～1300 μm*
スペクトル性能	150 cm-1～2800 cm-1 原子線源で測定された分解能は 6 cm-1。 範囲全体の平均は < 8 cm-1。
波長	785 nm
Power output from spectrometer	< 100 mW
Power output at sample	> 45 m（最大電力）
レーザスポットサイズ	50x 倍率で 2μm
レーザー安全性	Class 1
化合物の同定法	ラマン分光相関

重量と寸法:

寸法（W x D x H）	810 mm（W）x 520 mm（D）x 685 mm（H） キャリーハンドル付き：1100mm（W）x 520mm（D）x 685mm（H）
重量	80 kg（キャリーハンドル付きの場合は 88 kg）
電源	AC100-240V 50～60Hz（100W 負荷以下）
備考	* 試料と試料基板に依存します

 

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アプリケーション

 

医薬品開発
モフォロギ ID システムは、医薬品開発サイクルのさまざまな段階で企業により使用されています。 迅速な化学成分固有の形態学情報により、開発時や製剤および処理過程で API と添加剤の粒子径と粒子形状を最適化し制御できます。  ジェネリック医薬品の場合、この情報を使用して変形の課題を単純化して解決し、in vitro 法による生物学的同等性を確立することができます。 また、製造中に異常、異物を検出し、プロセス偏差を特定することもできます。

エネルギー貯蔵／電池
モフォロギ ID システムは、化学組成と電極材の構造に関する情報を提供し、電池性能と関連付けることで、製品開発をサポートし、完成品の品質を保証します。

法医学
法医学的解析には証跡を解釈するために物理的情報と化学的情報が必要です。  ラマン分光法は定期的に法医学的分調査に使用されます。自動画像解析と組み合わせることで、未知の複雑な混合物の物理的および化学的特性に関する高度な知見が提供され、形態学的に類似した物質を区別することができます。  モフォロギシステムにより提供される粒子径、粒子形状、および化学情報を使用して、偽造薬や違法医薬品の検出、粉末に含まれている異物の特定、犯罪現場の土壌やその他残留物の調査を実行でき、調査プロセスをサポートすることができます。 

建築資材
セメントは鉱物と添加材の複雑な混合物で、その成分固有の粒子特性は最終製品の性能に影響します。  セメント混合物内の固有の粒子母集団を解析し特性評価するモフォロギ 4-ID システムの機能により、異なるバッチや製品を比較して、製品開発を支援し製造プロセスの問題を解決できます。  従来のセメント製造法に新たな知見をもたらし、フライアッシュや溶鉱炉スラグなど、環境的に持続可能な代替物質を取り入れる業界の目標をサポートします。

Particle characterization in a single, integrated platform.

All the benefits of automated static imaging, with added particle chemical identification by Raman spectroscopy in a single measurement. Powerful, automated and easy to use particle characterization.