针剂中异物的自动检测方法研究

论文摘要

针剂在生产过程中可能会引入各种微粒异物,研究表明这些异物会对人体健康产生危害,因此针剂出厂前必须进行异物检测。目前,国内制药企业还普遍采用人工灯检的方法,检测人员劳动强度大、易疲劳,效率低,检测结果主观性较强。因此,自动化灯检机的研究与开发在我国具有重要的意义和应用前景。本文提出了一种基于光阻法的针剂异物自动检测方法,对该方法的可行性进行了初步研究。本文首先介绍了颗粒测试测量领域的主要检测方法和全自动灯检机的研究概况。对光的散射理论做了详细阐述,应用Mie散射理论,通过Matlab编程计算,对不同颗粒粒径和折射率的颗粒散射进行了数值计算和仿真模拟,得到了3μm以上颗粒的散射模型和消光系数及散射系数,并对光阻法检测颗粒异物的原理进行了理论分析和阐述。本文设计了基于光阻法的针剂异物检测硬件系统。包括光源选择、光电测量系统和样品转台设计、探测器低噪音的前置放大和信号调理电路设计、以及高精度模数转化和信号采集的实现等。基于Labview设计编写了上述针剂异物检测的程序软件。创新采用多线程编程技术和流水线编程框架开发了高效的程序软件,实现了数据的自动采集与处理和实验结果的自动判别与输出。应用上述针剂异物检测系统进行了针剂样品异物检测实验,对实验数据进行了处理与分析,对数据滤波方法和异物判据方法进行了研究。在静态单瓶测试的情况下,本文方法与人工方法相比较,符合率达到了96.30%。本文最后还讨论了如何减小异物漏检几率的问题,提出了双光路检测方法,并通过初步实验验证了此方法的效果。本论文得到了上海市联盟计划难题攻关项目(LM201169)的资助。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 异物微粒的概念
• 1.2 微粒测试测量的主要方法
• 1.3 针剂中异物微粒的主要检测方法
• 1.3.1 人工灯检法
• 1.3.2 机器视觉法
• 1.4 课题的提出与本论文的主要研究内容
• 第二章 光散射理论及微粒散射的数值模拟
• 2.1 光散射概述
• 2.2 光散射现象的分类
• 2.3 Mie 散射理论
• 2.3.1 光的吸收和散射
• 2.3.2 Lambert-Beer 吸收定律
• 2.3.3 Mie 散射基本公式
• 2.3.4 an、bn 和πn、τn 的计算
• 2.4 光散射的计算与模拟
• 2.4.1 粒径、波长与微粒散射的关系
• 2.4.2 折射率与微粒散射的关系
• 2.5 光阻法原理[24]
• 第三章 针剂异物检测系统的硬件设计
• 3.1 光源的选型
• 3.2 转台与检测光路
• 3.3 光电检测前置放大电路设计
• 3.3.1 前置放大电路的噪声来源
• 3.3.2 前置放大电路设计的基本原理
• 3.3.3 前置放大电路的噪声估算
• 3.3.4 前置放大电路的设计
• 3.4 信号的采集
• 3.4.1 AD 采集卡概述
• 3.4.2 AD 采集卡的性能和主要参数
• 3.4.3 AD 采集卡的数据溢出问题
• 3.4.4 AD 采集卡的调用
• 第四章 针剂异物检测系统的软件设计
• 4.1 软件平台的选择
• 4.2 多线程编程技术
• 4.2.1 流水线编程框架
• 4.2.2 多线程编程
• 4.3 软件功能与流程
• 第五章 针剂异物检测实验与数据分析
• 5.1 实验介绍
• 5.2 数据滤波处理
• 5.3 数据分析与讨论
• 5.4 实验改进与提高
• 第六章 结束语
• 6.1 主要工作与创新点
• 6.2 后续研究工作
• 参考文献
• 附录1
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文