智能化工程检测

“未来化学是什么样子的？”也许我们很难想象得全面。但最基本的趋势已经可以预见，自动化、智能化是最显著的趋势之一。近代技术的发展促进了传统化学到更自动化方法的转变。反应、分析和监控能够以自动和连续的方式进行，是化学自动化的基本要求。化学家们可以节省更多的时间，得以专注于技术工作，把精力花在规划、分析和开发新项目上。连续流动化学无疑是最能体现这一进程的技术之一。对于注重快速、可重复、可优化和高效分析的研究实验室以及高质量的生产过程，将连续流微反应器技术与良好的分析方法相结合是首要必备的。有多种分析方法已经被使用，包括荧光，紫外可见(UV/Vis)，拉曼，红外(IR)和核磁共振(NMR)光谱和质谱(MS)。这些分析技术的使用取决于分析物的特性和与连续反应系统结合的容易程度。核磁共振波谱是结构测定中最强大和最通用的方法之一，能够对样品进行定性和定量分析。高分辨率的核磁共振仪器的使用，需要很高成本和很大空间，这些限制了它们在实验室中的应用。近年来，流动化学的研究者引入了台式核磁共振仪器来克服这些局限性。整个系统可以安装在一个通风柜中，成本更低，与连续流平台也能更好地集成。Ernesto Danieli（亚琛大学技术化学与高分子化学研究所）等人的实验验证了台式核磁共振波谱仪(Magrite Spinsolve 60MHZ) 在流动反应中的应用。他们认为小型核磁共振光谱仪提供的场均匀性和灵敏度足以在单扫描实验中分析浓度为1mml L-1的小分子。为了验证这一概念，他们研究了铱配合物催化的苯乙酮与异丙醇的转移加氢过程。反应在釜式中进行，并使用泵和特氟隆管将样品引入磁体中，形成闭合回路，流速为1ml min-1。这一实验可以得到动力学速率随催化剂浓度的变化，并且与气相色谱法得到的结果良好吻合。正如一级反应所预期的结果，动力学常数与催化剂浓度呈线性关系。 一个有趣的问题: 在线分析和离线分析两种方式是否会对反应有影响呢？Alexander L. L. Duchateau（DSM生物技术中心）等人在连续流动条件下使用流化床反应器 ，用芳基卤化物和镁制备格氏试剂，第二步格氏试剂与二氧化碳反应得到羧酸（图1）。整个过程使用低场核磁共振仪 (Magritek公司的Spinsolve 60MHZ) 通过在线1H NMR光谱进行监控。用在线NMR进行分析时发现，被氧化的格氏试剂的量明显较低，显示了在线检测的优势。在线检测过程中，将反应混合物以1mL min-1的流速引入NMR， 70分钟内得到约80％的转化率。图1：流动系统的方案和实验设备 低场核磁共振的主要优势低场核磁共振的主要优势在于其简单性，尤其是不需要使用低温冷却液体，而且降低了维护成本，也简化了处理和操作。尽管针对高场仪器的灵敏度明显降低，但有可能获得高达10：1的比率，这对于许多应用来说已经足够。Spinsolve 台式NMR波谱仪康宁一直以来都在推动着化工全过程连续化的进程。“风险分析+微反应+微分离+在线控制”打造本质安全连续工艺的一体化方案。Spinsolve台式NMR波谱仪和康宁微通道反应器的完美结合，开创了连续流、智能化的新时代。Ref: Victoria Gomez and Antonio de la Hoz, Beilstein Journal of Organic Chemistry, (2017), 13, 285–300, DOI: 10.3762/bjoc.13.31

全功能食品安全检测仪在智能化方面表现出色，具备多个智能化特点。首先，该设备采用安卓智能操作系统，拥有人性化操作界面，使得操作变得简单易懂，不需要过多的专业技能和经验。这使得即使没有专业背景的用户也能轻松上手，完成检测任务。其次，全功能食品安全检测仪具备高度智能化的自检功能，包括开机自检、调零功能和自动检测重复功能。这些功能能够确保设备在每次使用前都处于最佳状态，提高检测的准确性和可靠性。此外，该设备还具备强大的数据传输能力，支持wifi联网上传、4G联网传输、GPRS无线远传以及网线连接功能。这使得检测结果可以迅速传输到云监控平台或相关部门，为食品安全监管提供及时、可靠的数据支持。在检测能力方面，全功能食品安全检测仪能够实现多参数一体化检测，包括微生物、重金属、有害添加物、农药残留等。这些参数都是保障食品安全的重要指标，一次性检测多个参数可以大大提高检测效率。最后，该设备还具备智能分析与报告生成功能。通过对检测数据的智能分析，设备可以生成详细的报告，帮助用户更好地理解检测数据，从而做出更准确的食品安全判断。总之，全功能食品安全检测仪在智能化方面表现出色，具备多项智能化特点和功能，为食品安全监管提供了强有力的技术支持。

近期,由浙江泰林生物技术股份有限公司牵头承担、联合浙江大学、中国食品药品检定研究院、浙江省计量科学研究院、正大青春宝药业有限公司、杭州电子科技大学等多家单位组织开发的“高性能智能化无菌检测仪的开发和应用”项目,获得“国家重点研发计划”-“重大科学仪器设备开发”专项立项，该项目计划总投资4500万元，实施周期为2016年7月至2020年6月，项目成功实施后将有望大幅提升我国无菌检查效率和水平，支撑突发事件应急检测，提升国产仪器市场占有率。　　近年来，我国发生的多起食品、药品质量安全事件，使得政府和民众对食药品的质量保证高度重视。无菌检查作为食品药品质量控制的关键项目，在最新的2010版GMP《药品生产质量管理规范》和2015版药典都提出了明确的要求，是企业和监管机构对合格产品检验的重要项目。常规无菌检查在一个受控的环境中安装单向气流的层流台，在层流台上放置一台集菌仪来完成无菌试验。无菌检查仪包含了无菌隔离器、薄膜过滤系统(集菌操作仪和集菌培养器)、微生物培养箱等部件，替代常规无菌检查方法，提供受控无菌环境并实施无菌检验，具有集成度高、投入成本低、环境可控性更好的特点，越来越受到重视，得到广泛的应用。　　这几年国内企业通过持续的研发投入，市场占有率持续上升，已经超过国外仪器，但是高端仪器仍然被国外厂家控制，急需提高产品的质量和性能。就目前的技术而言,现有无菌检查还存在以下不足：灭菌剂浓度等关键参数监测与控制技术不成熟，易导致假阳性或假阴性风险 集菌操作和无菌检测均依赖人工，自动化、集成化和智能化水平低，无菌检查效率低 部分关键器件依赖进口，如VHP(Vaporized Hydrogen Peroxide,气化过氧化氢)浓度传感器和微孔滤膜等。　　为解决上述问题，本项目拟开展高性能智能化食品药品无菌检测仪的仪器研发、应用研究和工程化产业化研究工作。针对无菌检测仪的高性能要求，研究持续可控的无菌隔离环境，避免灭菌效果不稳定导致无菌检查的假阳性或者假阴性，重点开展高效稳定的VHP汽化技术研究和快速实时的VHP浓度检测技术研究 针对无菌检测仪的智能化要求，开展仪器操作的自动化智能化研究工作，替代当前的手工操作模式，提高无菌检查的检测效率，重点开展自动化集菌操作技术、自动检测技术和智能化系统集成技术研究 针对企业和药检机构的应用要求，研究具有针对性的操作方法和软件，解决仪器在代表性应用单位的特定检测需求，重点开发面向食品药品检验机构专用的多种样品无菌检查软件和面向生产企业大批量样品检测流程优化技术 针对仪器的工程化和产业化要求，研究可靠性方案、质量控制方案等相关产业化方案，保证仪器工程化产业化的顺利实施。　　项目完成后，精确传递机构和多功能机械手的定位技术在隔离器内应用，再配套自动精准加样和阳性菌自动加注技术，将使无菌检查的流程标准化、模式化，整个流程完全受控，避免以往无菌检查全部依赖人员操作，结果受人为原因影响较大的弊病。大大提高无菌检查的效率和无菌检查结果的准确率和可信度。　　无菌制剂企业或其他检测机构产品或样品的无菌检查一直是劳动密集型行业，在应用该项目产品进行无菌检查后，只需按照设定程序系统将自动进行定位、加样、培养观察，全过程结果实时记录分析，并可做到所有数据在监管系统上同步可查，这一应用将大大降低企业的劳动成本，并成倍提高无菌检查的效率。同时。无菌检查效率准确率的提高也同时降低了以往由于人员操作不规范或者人员失误导致的无菌检查样品长菌的情况，降低了企业重复检测、原因分析等方面的支出，同时所有数据的实时上传，可对可能出现的异常情况做到早发现、早预防、早处理。　　本项目的牵头单位，浙江泰林生物技术股份有限公司成立于2002年,国家级高新技术企业，拥有省级高新技术企业研发中心，是国内规模最大的无菌及微生物检测仪器、耗材等产品的供应商之一，也是国内最早开发无菌及微生物限度检测系统、汽化过氧化氢灭菌系统、无菌隔离系统并实现产业化的企业之一。公司拥有专利120余项，其中发明12项，先后参与并制定国家标准和行业标准14项，其中7项为第一作者,是细分行业的领导者。公司自成立以来，一直以科技创新为立足点，多次承担了国家创新基金、国家火炬计划、国家重点新产品等项目，此次“高性能智能化无菌检测仪的开发和应用”获得国家重点研发计划的立项，公司也将以此为契机，进一步夯实研发和管理基础，以攻克前瞻性、基础性关键共性技术为己任，引领行业在高端技术层面上快速前行。