Una calibrazione NIR va valutata rispetto al prodotto, alle condizioni di misura e alla decisione da prendere. Campioni rappresentativi, confronto con il laboratorio e validazione aiutano a definirne l’utilità in produzione.

La spettroscopia nel vicino infrarosso, o NIR, può fornire stime rapide di parametri compositivi quando l’applicazione è tecnicamente fattibile. Per l’analisi quantitativa, il modello di calibrazione mette in relazione gli spettri con i risultati ottenuti mediante un metodo di riferimento.

Prima di utilizzare queste stime per il controllo di processo, è utile chiarire quale prestazione serva e verificare che la calibrazione la raggiunga nelle condizioni previste.

Definire la decisione da supportare

Seguire l’andamento di un parametro, riconoscere una variazione e verificare il rispetto di una specifica sono obiettivi diversi. Produzione e laboratorio dovrebbero definire insieme il parametro di interesse, l’intervallo operativo e lo scostamento accettabile rispetto al riferimento.

Questi elementi permettono di valutare l’utilità del risultato per una decisione concreta. Per esempio, una misura destinata a segnalare una variazione richiede una valutazione diversa da una misura utilizzata vicino a un limite di specifica.

Scegliere campioni rappresentativi

I campioni devono rappresentare i prodotti e la variabilità per cui si intende utilizzare la calibrazione. Secondo l’applicazione, possono contare composizione, materie prime, lotti, temperatura e condizioni di presentazione del campione.

Una raccolta concentrata su poche condizioni offre informazioni limitate sul comportamento del modello in produzione. Il piano di campionamento va quindi costruito sul processo reale, includendo le variazioni rilevanti per l’impiego previsto.

Anche una calibrazione già disponibile richiede una verifica sui propri prodotti e sul sistema di misura utilizzato.

Curare il confronto con il laboratorio

Ogni spettro utilizzato nello sviluppo del modello deve essere associato a un valore di riferimento pertinente. Occorre curare l’identificazione del campione e il collegamento tra misura NIR e analisi di laboratorio.

Quando il prodotto può cambiare nel tempo, anche l’intervallo tra le due misure merita attenzione. Un confronto tra campioni non equivalenti può introdurre differenze che rendono difficile valutare la prestazione del NIR.

La qualità del metodo di riferimento e del campionamento contribuisce quindi alla qualità della calibrazione.

Verificare il modello su campioni indipendenti

Per valutare la capacità di previsione occorre utilizzare anche campioni indipendenti da quelli impiegati per costruire e ottimizzare il modello. La validazione deve rappresentare l’intervallo e le condizioni di utilizzo previste.

Nel leggere i risultati conviene considerare insieme:

• l’errore di previsione, espresso nelle unità del parametro;
• l’eventuale scostamento sistematico rispetto al metodo di riferimento;
• la ripetibilità e il comportamento nelle zone rilevanti per la decisione.

L’R², spesso presente nei report di calibrazione, va letto insieme a queste informazioni. Il criterio pratico è capire se gli scostamenti osservati siano compatibili con l’uso del dato.

Definire il campo di impiego e i controlli nel tempo

I risultati di validazione valgono per i prodotti, gli intervalli e il sistema di misura verificati. L’estensione a nuove formulazioni o condizioni richiede una valutazione della loro rappresentatività rispetto al modello.

Durante l’impiego è utile prevedere confronti periodici con il laboratorio e criteri per approfondire risultati anomali. Cambiamenti di materie prime, processo o strumento possono rendere necessario verificare ed eventualmente aggiornare la calibrazione.

Il percorso può iniziare con una valutazione di fattibilità e proseguire con un piano di prove concordato. Per approfondire questo approccio, consulta la pagina PAT e controllo di processo.

Riferimenti tecnici

• ASTM E1655 — Analisi quantitativa multivariata in infrarosso
• ASTM E2617 — Validazione delle calibrazioni multivariate
• Hellma — Modelli chemiometrici e verifiche nel tempo
• FDA — Development and Submission of Near Infrared Analytical Procedures, guida dedicata alle applicazioni farmaceutiche.