JP2013228241A - 測定装置、方法、プログラム、記録媒体 - Google Patents

測定装置、方法、プログラム、記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP2013228241A
JP2013228241A JP2012099444A JP2012099444A JP2013228241A JP 2013228241 A JP2013228241 A JP 2013228241A JP 2012099444 A JP2012099444 A JP 2012099444A JP 2012099444 A JP2012099444 A JP 2012099444A JP 2013228241 A JP2013228241 A JP 2013228241A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electromagnetic wave
measurement
measured
measuring
tablet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012099444A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideshi Kato
英志 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advantest Corp filed Critical Advantest Corp
Priority to JP2012099444A priority Critical patent/JP2013228241A/ja
Priority to US13/860,034 priority patent/US10067057B2/en
Priority to EP13165286.9A priority patent/EP2657678B1/en
Publication of JP2013228241A publication Critical patent/JP2013228241A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59Transmissivity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/088Investigating volume, surface area, size or distribution of pores; Porosimetry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3581Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using far infrared light; using Terahertz radiation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/40Investigating hardness or rebound hardness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/15Medicinal preparations ; Physical properties thereof, e.g. dissolubility
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0092Monitoring flocculation or agglomeration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N2015/0846Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials by use of radiation, e.g. transmitted or reflected light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9508Capsules; Tablets
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058Kind of property studied
    • G01N2203/0076Hardness, compressibility or resistance to crushing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02Details
    • G01N3/06Special adaptations of indicating or recording means
    • G01N3/068Special adaptations of indicating or recording means with optical indicating or recording means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/24Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing the transmission of wave or particle radiation through the material

Abstract

【課題】粒子が集合した被測定物(例えば、錠剤2など)の硬度または空隙率を測定する。
【解決手段】測定装置1が、錠剤2の内部を進行した0.02THz以上12THz以下の周波数の電磁波を検出する電磁波検出器14と、電磁波検出器14の検出結果に基づき、錠剤2の内部を進行することにより生じた電磁波の位相の変化を測定する振幅・位相測定部18と、振幅・位相測定部18の測定結果φ(ν)に基づき(φ(ν)そのもの、または屈折率導出部22の導出した錠剤2の屈折率n(ν)に基づき)、錠剤2の硬度または空隙率を導出する硬度・空隙率導出部24とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、粒子が集合した被測定物(例えば、錠剤など)の硬度または空隙率の測定に関する。
医薬品製剤(錠剤およびそれを形成する製剤粒子)の硬度および空隙率は医薬品の有効性に影響を与える重要な特性の一つである。医薬品の中でも固形製剤は、有効成分である原薬のほかに賦形剤、結合剤および崩壊剤などの原料を混合したものを造粒し、打錠し、そしてコーティングして製造される。
固形製剤の特性は、各原料の結晶形、平均粒子径および粒度分布の影響を受ける。固形製剤の特性は、さらに、製造プロセスの条件による影響も受ける。固形製剤の特性は、例えば、造粒プロセスにおける装置スケール(容量)、攪拌速度、圧力および温度などの影響を受ける。固形製剤の特性は、例えば、打錠プロセスにおける打錠圧の影響を受ける。
このように、固形製剤の特性は、原料および製造プロセスの様々な因子による複雑な影響を受ける。このため、固形製剤の特性の理論的な予測が困難である。よって、経験的なバッチプロセスの設計とバリデーションにより固形製剤の品質が保証されている。
一方、日米EU医薬品規制調和国際会議(ICH)のガイドラインでは、研究開発段階での医薬品品質リスクの十分な検証と、重要度の高い品質リスクと関連づけられる重要品質特性(Critical Quality Attribute: CQA)を製造工程内においてモニタリングすることで多くのデータを取得し、科学的な根拠に基づき特性を理解することが求められている。そして、これらの結果に基づきデザインスペースを決定し、品質を工程内で作り込むQuality by Design(QbD)が提唱されている。そのため、医薬品開発においてCQAをリアルタイムかつ非破壊でモニタリングおよび解析可能とするPAT(Process Analytical Technology)の発展が期待されている。
医薬品製剤の硬度や空隙率はCQAになり得る製剤特性である。硬度の測定は、重量および体積の測定による密度の算出(密度と硬度は相関する)、および、錠剤硬度計を用いた破壊試験による硬度の測定が行われている。また、空隙率の測定には、ヘリウム比重瓶および水銀圧入ポロシメトリが標準的に用いられている。しかし、いずれの方法もリアルタイム性に乏しく、しかも破壊測定となるため、PATツールとして利用するにはふさわしくない。
そこで、近赤外分光(Near InfraRed: NIR)法を用いて、錠剤硬度(Hardness)および空隙率(Porosity)の非破壊解析を行うとが提案されている(非特許文献1を参照)。
なお、非特許文献2には、複素振幅透過率の算出法が記載されている。
M. Donoso et al., "Prediction of Tablet Hardness and Porosity UsingNear-Infrared Diffuse Reflectance Spectroscopy as a Nondestructive Method,"PHARMACEUTICAL DEVELOPMENT AND TECHNOLOGY, Vol. 8, No. 4 (2003) pp. 357-366. M. Hangyo et al., Meas. Sci. Technol., Vol. 13 (2002) pp.1727-1738
しかしながら、非特許文献1に記載の技術においては拡散反射法が用いられているため、錠剤が被測定物である場合、表層のみの情報しか得られない。そのため、錠剤全体の硬度または空隙率を解析することは困難である。
そこで、本発明は、粒子が集合した被測定物(例えば、錠剤など)の硬度または空隙率を測定することを課題とする。
本発明にかかる測定装置は、粒子が集合した被測定物の内部を進行した0.02THz以上12THz以下の周波数の電磁波を検出する電磁波検出器と、前記電磁波検出器の検出結果に基づき、前記被測定物の内部を進行することにより生じた前記電磁波の位相の変化を測定する位相測定部と、前記位相測定部の測定結果に基づき、前記被測定物の硬度または空隙率を導出する導出部とを備えるように構成される。
上記のように構成された測定装置によれば、電磁波検出器が、粒子が集合した被測定物の内部を進行した0.02THz以上12THz以下の周波数の電磁波を検出する。位相測定部が、前記電磁波検出器の検出結果に基づき、前記被測定物の内部を進行することにより生じた前記電磁波の位相の変化を測定する。導出部が、前記位相測定部の測定結果に基づき、前記被測定物の硬度または空隙率を導出する。
なお、本発明にかかる測定装置は、前記導出部が、前記位相測定部の測定結果に基づき導出された前記被測定物の屈折率に基づき、前記硬度または前記空隙率を導出するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる測定装置は、前記被測定物を前記電磁波が照射される領域に搬入し、かつ前記領域から搬出する搬送部を備えるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる測定装置は、前記搬送部が、導出された前記硬度または前記空隙率が所定範囲内の値であるか否かによって、前記被測定物の搬出先を変更するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる測定装置は、前記被測定物が錠剤であるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる測定装置は、前記被測定物が、容器に収容された粒子であり、前記電磁波が前記容器を透過するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる測定装置は、前記電磁波検出器が、前記被測定物を透過した前記電磁波を検出するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる測定装置は、前記被測定物が、前記電磁波を反射する反射面に接しており、前記電磁波検出器は、前記反射面により反射された前記電磁波を検出するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる測定装置は、前記電磁波の周波数成分が2種類以上あるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる測定装置は、前記位相測定部が、前記電磁波と、前記被測定物の内部を進行しない参照用電磁波との位相差を測定するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる測定装置は、前記被測定物の厚さを測定する厚さ測定部を備えるようにしてもよい。
本発明は、粒子が集合した被測定物の内部を進行した0.02THz以上12THz以下の周波数の電磁波を検出する電磁波検出器を備えた測定装置により測定を行う測定方法であって、前記電磁波検出器の検出結果に基づき、前記被測定物の内部を進行することにより生じた前記電磁波の位相の変化を測定する位相測定工程と、前記位相測定工程の測定結果に基づき、前記被測定物の硬度または空隙率を導出する導出工程とを備えた測定方法である。
本発明は、粒子が集合した被測定物の内部を進行した0.02THz以上12THz以下の周波数の電磁波を検出する電磁波検出器を備えた測定装置により測定を行う測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記測定処理は、前記電磁波検出器の検出結果に基づき、前記被測定物の内部を進行することにより生じた前記電磁波の位相の変化を測定する位相測定工程と、前記位相測定工程の測定結果に基づき、前記被測定物の硬度または空隙率を導出する導出工程とを備えたプログラムである。
本発明は、粒子が集合した被測定物の内部を進行した0.02THz以上12THz以下の周波数の電磁波を検出する電磁波検出器を備えた測定装置により測定を行う測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、前記測定処理は、前記電磁波検出器の検出結果に基づき、前記被測定物の内部を進行することにより生じた前記電磁波の位相の変化を測定する位相測定工程と、前記位相測定工程の測定結果に基づき、前記被測定物の硬度または空隙率を導出する導出工程とを備えた記録媒体である。
本発明の実施形態にかかる測定装置1の構成を示す図である。 原薬API-1またはAPI-2を用いて作成した錠剤2の重量とサイズから計算された密度のプロット(図2(a))と、本発明の実施形態により導出された錠剤2の屈折率のプロット(図2(b))を示す図である。 湿度を変えて保存した錠剤2の重量とサイズから計算された密度のプロット(図3(a))と、本発明の実施形態により導出された錠剤2の屈折率のプロット(図3(b))である。 本発明の実施形態において、被測定物を、容器6に収容された粒子4とした場合の測定装置1の構成を示す図である。 本発明の実施形態において、錠剤2が反射面30aに接するようにした場合の測定装置1の構成(図5(a))および粒子4が反射面30aに接するようにした場合の測定装置1の構成(図5(b))を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる測定装置1の構成を示す図である。測定装置1は、電磁波出力器12、電磁波検出器14、A/D変換器16、振幅・位相測定部18、測長器(厚さ測定部)20、屈折率導出部22、硬度・空隙率導出部24、搬入部26、搬出部28を備える。
電磁波出力器12は、錠剤(被測定物)2に対し、コヒーレントな電磁波を出力する。この電磁波は、パルス状でもよいし、連続波でもよい。なお、錠剤2は、粒子が集合したものであり、その厚さはLである。
電磁波出力器12の出力する電磁波の周波数は、0.02THz以上12THz以下であるが、錠剤2に対する電磁波の直進性と透過性が良好な0.02THz以上3THz以下が望ましい。なお、電磁波出力器12の出力する電磁波の周波数成分が2種類以上あることが好ましい。
電磁波検出器14は、電磁波出力器12が出力して錠剤2の内部を進行した電磁波を検出する。図1の例でいえば、電磁波出力器12が出力して錠剤2を透過した電磁波を検出する。なお、錠剤2の内部を進行した電磁波の周波数は、電磁波出力器12の出力する電磁波の周波数と変わらない。
A/D変換器16は、電磁波検出器14の検出した電磁波をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
振幅・位相測定部18は、電磁波検出器14の検出結果を、A/D変換器16を介して受ける。振幅・位相測定部18は、電磁波検出器14の検出結果に基づき、錠剤2の内部を進行することにより生じた電磁波の振幅の変化A(ν)および電磁波の位相の変化φ(ν)を測定する。
ただし、振幅の変化A(ν)および位相の変化φ(ν)は、複素振幅透過率T(ν)により、以下のように表される。
Figure 2013228241

ここで、Esam(ν)は、錠剤2を透過した電磁波の電界である。振幅・位相測定部18は、電磁波検出器14の検出結果から、Esam(ν)を求める。なお、νは電磁波の周波数である。
また、Eref(ν)は、錠剤2の内部を進行しない参照用電磁波の電界である。電磁波検出器14が、錠剤2を測定装置1から外した状態で、電磁波出力器12の出力する電磁波を検出する。その検出結果を、振幅・位相測定部18が、A/D変換器16を介して受け、Eref(ν)を求めることができる。
振幅・位相測定部18は、Esam(ν)をEref(ν)で割って、振幅の変化A(ν)および位相の変化φ(ν)を求める。位相の変化φ(ν)は、錠剤2を透過した電磁波と、錠剤2の内部を進行しない参照用電磁波との位相差となる。
測長器(厚さ測定部)20は、レーザー干渉を用いて、錠剤2の厚さLを測定するものである。ただし、測長器20は、レーザー干渉を使用しなくても、錠剤2の厚さLを測定できればよい。例えば、測長器20は、画像認識によるサイズ計測が可能なカメラであってもよい。
複素振幅透過率T(ν)は、複素屈折率(=n(ν)+ik(ν))を用いて以下のように表すことができる。
Figure 2013228241

ただし、複素屈折率の虚部k(ν)(消衰係数)と実部n(ν)(屈折率)とは以下のようになる。
Figure 2013228241
Figure 2013228241
ただし、cは光速である。
なお、式(2)、(3)、(4)については多重反射を考慮した解析的な逐次計算法を用いてもよい(M. Hangyo et al., Meas. Sci. Technol., Vol. 13 (2002) pp.1727-1738参照)。
また、式(2)によれば、任意の一つの周波数から式(3)及び式(4)に示す複素屈折率の虚部および実部を求めることが可能である。しかし、現実的な錠剤2の厚さ(1mm〜10mm程度)と、錠剤2を透過する電磁波の波長を考慮すると、錠剤2によっては位相が2π以上変化するため、位相が2π以上変化しない範囲で少なくとも二つ以上の周波数を用いて測定することが望ましい。よって、上述のとおり、電磁波出力器12の出力する電磁波の周波数成分が2種類以上あることが好ましい。例えば、各周波数成分につき測定された屈折率(式(4)参照)を平均した値を、錠剤2の屈折率とすることが考えられる。
屈折率導出部22は、振幅・位相測定部18から位相の変化φ(ν)を受け、測長器20から錠剤2の厚さLを受ける。さらに、屈折率導出部22は、式(4)に、位相の変化φ(ν)および厚さLを代入し、錠剤2の屈折率n(ν)を導出する。
硬度・空隙率導出部24は、振幅・位相測定部18から位相の変化φ(ν)を受けるか、または屈折率導出部22から錠剤2の屈折率n(ν)を受ける。硬度・空隙率導出部24は、さらに、位相の変化φ(ν)に基づき(φ(ν)そのもの、または屈折率導出部22の導出した錠剤2の屈折率n(ν)に基づき)、錠剤2の硬度または空隙率を導出する。ただし、硬度・空隙率導出部24は、錠剤2の硬度および空隙率を導出するようにしてもよい。
位相の変化φ(ν)および錠剤2の屈折率n(ν)は、錠剤2の硬度と相関関係がある。よって、位相の変化φ(ν)および錠剤2の屈折率n(ν)と、錠剤硬度計等により実測した錠剤2の実際の硬度とに基づき、回帰モデル(PCR, PLS)を構築することができる。この回帰モデルに基づき、位相の変化φ(ν)または錠剤2の屈折率n(ν)から、錠剤2の硬度を導出することができる。
なお、以下に説明するように、錠剤2の屈折率n(ν)と、錠剤2の密度とは正の相関があることが実験的に認められる。また、式(4)から明らかなように、位相の変化φ(ν)と錠剤2の屈折率n(ν)とは相関関係がある。さらに、錠剤2の密度と硬度とは相関関係がある(密度が高いほど、硬度も高くなる)。よって、位相の変化φ(ν)および錠剤2の屈折率n(ν)は、錠剤2の硬度と相関関係がある。
錠剤2の屈折率n(ν)と密度との相関を調べるために、2種類の原薬(API-1またはAPI-2)を用いた錠剤2を作成した。錠剤2は全重量に対して94%が原薬、5%が高分子からなら結合剤、1%が滑沢剤(ステアリン酸マグネシウム)の重量比でできており、API以外の添加剤は同一のものを使用している。また打錠時に加えた力はすべて7kNとした。表1に、作成した錠剤2と、錠剤2の重量およびサイズから計算された密度とを示す。表1より、API-1を原薬とした錠剤2の密度が、API-2を原薬とした錠剤2の密度よりも高いことがわかる。
Figure 2013228241

図2は、原薬API-1またはAPI-2を用いて作成した錠剤2の重量とサイズから計算された密度のプロット(図2(a))と、本発明の実施形態により導出された錠剤2の屈折率のプロット(図2(b))を示す図である。これらのプロットから、錠剤2の密度と屈折率には正の相関が認められる(密度が高いほど、屈折率も高くなる)。
位相の変化φ(ν)および錠剤2の屈折率n(ν)は、錠剤2の空隙率と相関関係がある。よって、位相の変化φ(ν)および錠剤2の屈折率n(ν)と、水銀圧入ポロシメトリ等により実測した錠剤2の実際の空隙率とに基づき、回帰モデル(PCR, PLS)を構築することができる。この回帰モデルに基づき、位相の変化φ(ν)または錠剤2の屈折率n(ν)から、錠剤2の空隙率を導出することができる。
なお、以下に説明するように、錠剤2の屈折率n(ν)と、錠剤2の空隙率とは正の相関があることが実験的に認められる。また、式(4)から明らかなように、位相の変化φ(ν)と錠剤2の屈折率n(ν)とは相関関係がある。よって、位相の変化φ(ν)および錠剤2の屈折率n(ν)は、錠剤2の空隙率と相関関係がある。
API-1を原薬とした錠剤2を11錠用意し、そのうち5個を湿度20%かつ常温のままで保存した(表1と同じ錠剤2である)。残りの6個は、湿度90%で72時間常温で保存した後、湿度20%かつ常温で保存した。これら11個の錠剤2の保存後のサイズと重量およびそれらの値から計算された密度を表2に示す。
Figure 2013228241

図3は、湿度を変えて保存した錠剤2の重量とサイズから計算された密度のプロット(図3(a))と、本発明の実施形態により導出された錠剤2の屈折率のプロット(図3(b))である。重量とサイズから計算された密度のデータについてt検定を実施したところ、保存条件の違いによる有意な差が認められなかった(図3(a)参照)。一方、本発明の実施形態により導出された錠剤2の屈折率のデータについてt検定を実施したところ、保存条件による有意な差が認められ、高湿度で保存したサンプルの屈折率がわずかに低くなっていることが認められた(図3(b)参照)。さらに、水銀圧入ポロシメトリによる空隙率の評価をしたところ、高湿度で保存した錠剤2において空隙率がわずかに低くなる結果が得られた。これにより、本発明の実施形態により導出された錠剤2の屈折率と空隙率には正の相関があることが認められた(屈折率が低いほど、空隙率も低くなる)。
本発明の実施形態により導出された錠剤2の屈折率は、錠剤2の光学的な密度を表すパラメータであり、同じ体積の錠剤2において空気が占める割合が小さくなると屈折率が高くなる。一方、錠剤2において空気が占める割合が大きくなると屈折率が低くなると言える。従って、本発明の実施形態により導出された屈折率の変化は、高湿度の保存により錠剤2の空隙率が変化したことによるものと考えられる。
なお、硬度・空隙率導出部24は、導出した錠剤2の硬度または空隙率が、所定範囲内の値であるか否かを判定し、判定結果を搬出部28に与える。例えば、錠剤2の硬度が所定の閾値を超えれば良品と判定し、さもなければ不良品と判定する。例えば、錠剤2の空隙率が所定の閾値未満であれば良品と判定し、さもなければ不良品と判定する。
搬入部26および搬出部28は、錠剤2を電磁波が照射される領域に搬入し、かつその領域から搬出する搬送部を構成する。
搬入部26は、錠剤2を電磁波が照射される領域に搬入する。搬出部28は、電磁波が照射される領域から錠剤2を搬出する。
搬送部の搬出部28は、硬度・空隙率導出部24の判定結果が良品であるか不良品であるかによって、錠剤2の搬出先を変更する。例えば、不良品と判定された錠剤2を廃棄するようにする。
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
電磁波出力器12は、搬入部26により搬入された錠剤(被測定物)2に対し、コヒーレントな電磁波を出力する。錠剤2を透過した電磁波は、電磁波検出器14により検出される。検出結果は、A/D変換器16によりデジタル信号に変換され、振幅・位相測定部18に与えられる。振幅・位相測定部18は、錠剤2を透過した電磁波の電界Esam(ν)を求める。
また、電磁波検出器14は、錠剤2を測定装置1から外した状態においても、電磁波出力器12の出力する電磁波を検出する。その検出結果を、振幅・位相測定部18が、A/D変換器16を介して受け、参照用電磁波の電界Eref(ν)を求める。
振幅・位相測定部18は、Esam(ν)をEref(ν)で割って、振幅の変化A(ν)および位相の変化φ(ν)を求める。位相の変化φ(ν)を、硬度・空隙率導出部24に与えるか、または屈折率導出部22に与える。
測長器(厚さ測定部)20により、錠剤2の厚さLが測定される。屈折率導出部22は、錠剤2の厚さLおよび位相の変化φ(ν)に基づき、錠剤2の屈折率n(ν)を導出する(式(4)参照)。錠剤2の屈折率n(ν)は、硬度・空隙率導出部24に与えられる。
硬度・空隙率導出部24は、位相の変化φ(ν)または錠剤2の屈折率n(ν)により、回帰モデル(PCR, PLS)を用いて、錠剤2の硬度または空隙率を導出する。さらに、硬度・空隙率導出部24は、錠剤2の硬度または空隙率が所定範囲内の値であるか否かということから、錠剤2が良品か不良品かを判定する。
搬送部の搬出部28は、硬度・空隙率導出部24の判定結果が良品であるか不良品であるかによって、錠剤2の搬出先を変更する。例えば、不良品と判定された錠剤2を廃棄するようにする。
本発明の実施形態によれば、粒子が集合した被測定物(例えば、錠剤2)の硬度または空隙率を測定することができる。
なお、本発明の実施形態においては、被測定物を錠剤2としたが、被測定物は粒子が集合したものであればよく、錠剤に限定されない。
図4は、本発明の実施形態において、被測定物を、容器6に収容された粒子4とした場合の測定装置1の構成を示す図である。ただし、図4において、測定装置1のうち、電磁波出力器12、電磁波検出器14、容器6および粒子4のみを図示し、他の構成要素は図示省略している。
被測定物は、容器6に収容された粒子4であり、電磁波出力器12から出力された電磁波が容器6を透過する。
また、本発明の実施形態においては、電磁波検出器14は、電磁波出力器12が出力して錠剤2を透過した電磁波を検出することとしている。しかし、電磁波検出器14は、電磁波出力器12が出力して錠剤2または粒子4の内部を進行した電磁波を検出すればよい。
図5は、本発明の実施形態において、錠剤2が反射面30aに接するようにした場合の測定装置1の構成(図5(a))および粒子4が反射面30aに接するようにした場合の測定装置1の構成(図5(b))を示す図である。ただし、図5において、測定装置1のうち、電磁波出力器12、電磁波検出器14、容器6および粒子4のみを図示し、他の構成要素は図示省略している。
図5(a)を参照して、錠剤(被測定物)2が、電磁波を反射する反射面30aに接している。反射面30aは、円筒形の導体30(例えば、打錠器の金型)の底面である。電磁波出力器12が出力した電磁波は、錠剤2の内部を進行し、反射面30aにより反射され、再び錠剤2の内部を進行して、錠剤2を透過し、電磁波検出器14により検出される。
導体30を打錠機の金型とした場合、打錠機に電磁波出力器12および電磁波検出器14を組み込んで、製造プロセス中の錠剤2の硬度や空隙率をインライン(in-line)でモニタリングすることが可能である。
図5(b)を参照して、粒子(被測定物)4が、電磁波を反射する反射面30aに接している。反射面30aは、導体30のある一つの面である。電磁波出力器12が出力した電磁波は、粒子4の内部を進行し、反射面30aにより反射され、再び粒子4の内部を進行して、粒子4を透過し、電磁波検出器14により検出される。
また、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。CPU、ハードディスク、メディア(フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROMなど)読み取り装置を備えたコンピュータに、上記の各部分、例えば振幅・位相測定部18、屈折率導出部22および硬度・空隙率導出部24を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の機能を実現できる。
1 測定装置
2 錠剤(被測定物)
L 錠剤2の厚さ
n(ν) 錠剤2の屈折率
φ(ν) 位相の変化
4 粒子(被測定物)
6 容器
12 電磁波出力器
14 電磁波検出器
16 A/D変換器
18 振幅・位相測定部
20 測長器(厚さ測定部)
22 屈折率導出部
24 硬度・空隙率導出部
26 搬入部
28 搬出部
30 導体
30a 反射面

Claims (14)

  1. 粒子が集合した被測定物の内部を進行した0.02THz以上12THz以下の周波数の電磁波を検出する電磁波検出器と、
    前記電磁波検出器の検出結果に基づき、前記被測定物の内部を進行することにより生じた前記電磁波の位相の変化を測定する位相測定部と、
    前記位相測定部の測定結果に基づき、前記被測定物の硬度または空隙率を導出する導出部と、
    を備えた測定装置。
  2. 請求項1に記載の測定装置であって、
    前記導出部が、前記位相測定部の測定結果に基づき導出された前記被測定物の屈折率に基づき、前記硬度または前記空隙率を導出する測定装置。
  3. 請求項1または2に記載の測定装置であって、
    前記被測定物を前記電磁波が照射される領域に搬入し、かつ前記領域から搬出する搬送部を備えた測定装置。
  4. 請求項3に記載の測定装置であって、
    前記搬送部は、導出された前記硬度または前記空隙率が所定範囲内の値であるか否かによって、前記被測定物の搬出先を変更する測定装置。
  5. 請求項1または2に記載の測定装置であって、
    前記被測定物が錠剤である測定装置。
  6. 請求項1または2に記載の測定装置であって、
    前記被測定物が、容器に収容された粒子であり、
    前記電磁波が前記容器を透過する測定装置。
  7. 請求項1または2に記載の測定装置であって、
    前記電磁波検出器が、前記被測定物を透過した前記電磁波を検出する測定装置。
  8. 請求項1または2に記載の測定装置であって、
    前記被測定物が、前記電磁波を反射する反射面に接しており、
    前記電磁波検出器は、前記反射面により反射された前記電磁波を検出する測定装置。
  9. 請求項1または2に記載の測定装置であって、
    前記電磁波の周波数成分が2種類以上ある測定装置。
  10. 請求項1または2に記載の測定装置であって、
    前記位相測定部が、前記電磁波と、前記被測定物の内部を進行しない参照用電磁波との位相差を測定する測定装置。
  11. 請求項1または2に記載の測定装置であって、
    前記被測定物の厚さを測定する厚さ測定部を備えた測定装置。
  12. 粒子が集合した被測定物の内部を進行した0.02THz以上12THz以下の周波数の電磁波を検出する電磁波検出器を備えた測定装置により測定を行う測定方法であって、
    前記電磁波検出器の検出結果に基づき、前記被測定物の内部を進行することにより生じた前記電磁波の位相の変化を測定する位相測定工程と、
    前記位相測定工程の測定結果に基づき、前記被測定物の硬度または空隙率を導出する導出工程と、
    を備えた測定方法。
  13. 粒子が集合した被測定物の内部を進行した0.02THz以上12THz以下の周波数の電磁波を検出する電磁波検出器を備えた測定装置により測定を行う測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記測定処理は、
    前記電磁波検出器の検出結果に基づき、前記被測定物の内部を進行することにより生じた前記電磁波の位相の変化を測定する位相測定工程と、
    前記位相測定工程の測定結果に基づき、前記被測定物の硬度または空隙率を導出する導出工程と、
    を備えたプログラム。
  14. 粒子が集合した被測定物の内部を進行した0.02THz以上12THz以下の周波数の電磁波を検出する電磁波検出器を備えた測定装置により測定を行う測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、
    前記測定処理は、
    前記電磁波検出器の検出結果に基づき、前記被測定物の内部を進行することにより生じた前記電磁波の位相の変化を測定する位相測定工程と、
    前記位相測定工程の測定結果に基づき、前記被測定物の硬度または空隙率を導出する導出工程と、
    を備えた記録媒体。
JP2012099444A 2012-04-25 2012-04-25 測定装置、方法、プログラム、記録媒体 Pending JP2013228241A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012099444A JP2013228241A (ja) 2012-04-25 2012-04-25 測定装置、方法、プログラム、記録媒体
US13/860,034 US10067057B2 (en) 2012-04-25 2013-04-10 Measurement device, method, and recording medium
EP13165286.9A EP2657678B1 (en) 2012-04-25 2013-04-25 Determining hardness and porosity from measuring THz-radiation having travelled within the measured object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012099444A JP2013228241A (ja) 2012-04-25 2012-04-25 測定装置、方法、プログラム、記録媒体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013228241A true JP2013228241A (ja) 2013-11-07

Family

ID=48325375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012099444A Pending JP2013228241A (ja) 2012-04-25 2012-04-25 測定装置、方法、プログラム、記録媒体

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10067057B2 (ja)
EP (1) EP2657678B1 (ja)
JP (1) JP2013228241A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020534531A (ja) * 2017-09-21 2020-11-26 エフ・ホフマン−ラ・ロシュ・アクチェンゲゼルシャフト ターゲット薬剤サンプルの固体フラクションを評価するための固体フラクションセンサーの使用、および固体フラクションセンサー

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017132502A1 (en) * 2016-01-27 2017-08-03 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health & Human Services Device and method for detection of counterfeit pharmaceuticals
CN107219161A (zh) * 2017-06-05 2017-09-29 吉林大学 一种基于太赫兹光谱技术的玻璃纤维复合材料孔隙率的检测方法
GB2563861A (en) * 2017-06-27 2019-01-02 Res Center Pharmaceutical Engineering Gmbh Device and method for measuring a density of provided granular matter
CN109507021B (zh) * 2018-09-30 2021-03-30 天津大学 一种复合材料力学性能的快速表征方法
DE102018124175A1 (de) * 2018-10-01 2020-04-02 Sikora Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Produktionsanlage für plattenförmige oder strangförmige Körper
CA3087945A1 (en) * 2019-07-24 2021-01-24 Institut National De La Recherche Scientifique Method and system for determination of photothermal properties of particles
TWI781456B (zh) 2020-10-07 2022-10-21 筑波醫電股份有限公司 固體劑型藥物成分檢測裝置及固體劑型藥物成分檢測方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05142097A (ja) * 1991-11-19 1993-06-08 Olympus Optical Co Ltd 屈折率分布測定装置
JP2008076159A (ja) * 2006-09-20 2008-04-03 Aisin Seiki Co Ltd 内部欠陥検査方法及び内部欠陥検査装置
JP2009075069A (ja) * 2007-08-31 2009-04-09 Canon Inc テラヘルツ波に関する情報を取得するための装置及び方法
WO2012005005A1 (ja) * 2010-07-07 2012-01-12 パナソニック株式会社 端末装置およびgui画面生成方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4314210A (en) * 1979-11-23 1982-02-02 Jersey Nuclear-Avco Isotopes, Inc. Mode-locking and chirping system for lasers
US5161044A (en) * 1989-07-11 1992-11-03 Harmonic Lightwaves, Inc. Optical transmitters linearized by means of parametric feedback
US5085510A (en) * 1990-08-28 1992-02-04 Pfizer Inc. Pharmaceutical tablet vision inspection system
GB0504284D0 (en) 2005-03-02 2005-04-06 Boc Group Plc Conveyor system
GB2446166B (en) * 2007-01-29 2010-05-12 Teraview Ltd A pharmaceutical analysis method and apparatus
EP2031374B1 (en) 2007-08-31 2012-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus and method for obtaining information related to terahertz waves

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05142097A (ja) * 1991-11-19 1993-06-08 Olympus Optical Co Ltd 屈折率分布測定装置
JP2008076159A (ja) * 2006-09-20 2008-04-03 Aisin Seiki Co Ltd 内部欠陥検査方法及び内部欠陥検査装置
JP2009075069A (ja) * 2007-08-31 2009-04-09 Canon Inc テラヘルツ波に関する情報を取得するための装置及び方法
WO2012005005A1 (ja) * 2010-07-07 2012-01-12 パナソニック株式会社 端末装置およびgui画面生成方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6015034986; TUOMAS ERVASTI,他: '"A Study on the Resolution of a Terahertz Spectrometer for the Assessment of the Porosity of Pharma' APPLIED SPECTROSCOPY Vol.66 No.3, 20120301, pp.319-323 *
JPN6015034988; L.A.WALL,他: '"Use of terahertz time-domain spectroscopy to correlate refractive index and hardness for Avicel PH' Journal of Pharmacy and Pharmacology Vol.62,No.10, 201010, pp.1485-1486 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020534531A (ja) * 2017-09-21 2020-11-26 エフ・ホフマン−ラ・ロシュ・アクチェンゲゼルシャフト ターゲット薬剤サンプルの固体フラクションを評価するための固体フラクションセンサーの使用、および固体フラクションセンサー
US11454609B2 (en) 2017-09-21 2022-09-27 Hoffmann-La Roche Inc. Use of a solid fraction sensor to evaluate a solid fraction of a target pharmaceutical sample and solid fraction sensor
JP7269919B2 (ja) 2017-09-21 2023-05-09 エフ・ホフマン-ラ・ロシュ・アクチェンゲゼルシャフト ターゲット薬剤サンプルの固体フラクションを評価するための固体フラクションセンサーの使用、および固体フラクションセンサー

Also Published As

Publication number Publication date
US20130284930A1 (en) 2013-10-31
EP2657678A2 (en) 2013-10-30
US10067057B2 (en) 2018-09-04
EP2657678A3 (en) 2015-03-11
EP2657678B1 (en) 2018-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013228241A (ja) 測定装置、方法、プログラム、記録媒体
May et al. Hardness and density distributions of pharmaceutical tablets measured by terahertz pulsed imaging
Markl et al. Review of real-time release testing of pharmaceutical tablets: State-of-the art, challenges and future perspective
Su et al. Perspectives of mid-infrared optical coherence tomography for inspection and micrometrology of industrial ceramics
Whitaker et al. Application of acoustic emission to the monitoring and end point determination of a high shear granulation process
Green et al. In-line monitoring of moisture content in fluid bed dryers using near-IR spectroscopy with consideration of sampling effects on method accuracy
Zeitler et al. Industrial applications of terahertz imaging
Berntsson et al. Estimation of effective sample size when analysing powders with diffuse reflectance near-infrared spectrometry
Bawuah et al. Non-contact weight measurement of flat-faced pharmaceutical tablets using terahertz transmission pulse delay measurements
JP2008536144A (ja) 混合物をスペクトル分析する方法および装置
Momose et al. Applying terahertz technology for nondestructive detection of crack initiation in a film-coated layer on a swelling tablet
JP6161867B2 (ja) 滑沢剤の展延解析装置、方法、プログラム、記録媒体
Zhang et al. Quantitative analysis of pharmaceutical bilayer tablets using transmission Raman spectroscopy
Peng et al. Study progression in application of process analytical technologies on film coating
JP6036517B2 (ja) 表面状態判定装置、表面状態判定方法、表面状態判定システム及びプログラム
Matousek et al. Recent advances in pharmaceutical analysis using transmission Raman spectroscopy
Wei et al. Detection of coal dust in a mine using optical tomography
Leskinen et al. Labscale fluidized bed granulator instrumented with non-invasive process monitoring devices
Bawuah et al. A terahertz time-domain study on the estimation of opto-mechanical properties of pharmaceutical tablets using the Hashin–Shtrikman bounds for refractive index: a case study of microcrystalline cellulose and starch acetate compacts
Clayton Reviewing current practice in powder testing
JP6916640B2 (ja) 粒子径測定方法、粒子径測定装置及びそれを用いた品質管理方法
Kulp et al. Ideal system morphology and reflectivity measurements for radiative-transfer model development and validation
Asachi et al. Multi-sensors data fusion for monitoring of powdered and granule products: Current status and future perspectives
Be̅rziņš et al. Nondestructive Spatial Dehydration Analysis of Crystalline Hydrates in Pharmaceutical Solid Dosage Forms Using Spatially Offset Low-Frequency Raman Spectroscopy
Mohan et al. Terahertz time of flight spectroscopy as a coating thickness reference method for partial least squares near infrared spectroscopy models

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141022

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151013

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160309