NIR_Moisture_Content_Checker

NIR Moisture Content Checker

Lumex QC URS & FS input.csv output.json rule-based LIMS-ready NIR
Открыть подборку

Описание утилиты: NIR Moisture Content Checker

NIR Moisture Content Checker — Контроль влажности методом ближней ИК-спектроскопии

ℹ️  Утилита проверяет критические параметры определения влаги методом NIR:
   • Предсказанное содержание влаги: ≤2.0% (настраивается под продукт)
   • Расстояние до модели (Mahalanobis Distance): ≤3.0
   • Температура образца: 20.0–30.0°C

⚠️  КРИТИЧНО: Расстояние до модели >3.0 → результат недостоверен!
   Высокая влажность → риск гидролиза, комкования, микробиологического роста.

Использование:
 NIR_Moisture_Content_Checker.exe                            → демо-режим (вывод в консоль)
 NIR_Moisture_Content_Checker.exe input.csv output.json      → оценка ваших данных

Формат input.csv:
BatchNumber,PredictedMoisturePercent,ModelDistance,TemperatureC,PathLengthMm

Пример:
 MOIST-NIR-2026-001,1.2,0.8,23.5,10.0

— ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?
Влага — критический параметр качества для большинства фармацевтических субстанций и форм.
• NIR позволяет измерять влагу за секунды без потери образца (в отличие от KF или LOD).
• Вода имеет характерные сильные полосы поглощения в области 1450 нм и 1940 нм.
• Контроль влаги необходим для обеспечения стабильности препарата при хранении.
• Избыток влаги может вызывать гидролиз АФИ, особенно для сложных эфиров и лактамов.

⚠️  КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
• Влажность ≤2.0% (пример) — типичный предел для твердых лекарственных форм.
• Mahalanobis Distance ≤3.0 — гарантирует, что матрица образца соответствует калибровке.
• Температура 20–30°C — спектр воды зависит от температуры (водородные связи). Выход за пределы требует компенсации.
• NIR измеряет всю воду (связанную и свободную). Метод Карла Фишера измеряет только химически активную воду.

Ключевые особенности утилиты:
• Быстрый неразрушающий контроль влаги.
• Статистическая проверка валидности спектра.
• Учет температурного фактора.
• Интеграция с PAT-системами для мониторинга сушки в реальном времени.

Критические параметры:
• Predicted Moisture: ≤2.0% (Product Specific)
• Model Distance: ≤3.0
• Temperature: 20.0–30.0°C

💡 Советы по использованию:
1. Калибруйте модель NIR против референсного метода (Карл Фишер или Потеря в массе).
2. Используйте предобработку спектра (SNV, Detrend) для устранения влияния рассеяния света.
3. Избегайте конденсации влаги на окне зонда при измерении холодных образцов.
4. Для очень низких влажностей (<0.1%) NIR может быть недостаточно точен; используйте KF.
5. Регулярно очищайте окно зонда, так как налипание порошка искажает сигнал.

⚠️ Особенность: NIR чувствителен к физической форме воды (лед, жидкость, пар). Убедитесь, что агрегатное состояние в образце соответствует калибровочному набору (обычно адсорбированная влага в твердом теле).

input.csv

BatchNumber,PredictedMoisture%,ModelDistance,Temperature_C,PathLength_mm
MOIST-NIR-2026-001,1.2,0.8,23.5,10.0
MOIST-NIR-2026-002,1.8,1.5,24.0,10.0
MOIST-FAIL-WET,3.5,1.2,23.0,10.0
MOIST-FAIL-OUTLIER,1.5,4.5,23.5,10.0

URS & FS — спецификация пользовательских требований и функциональная спецификация

Документ описывает контролируемый интерфейс, валидационное поведение и ожидаемые результаты утилиты NIR_Moisture_Content_Checker. Документ предназначен для включения в папку утилиты рядом с input.csv и файлом описания. Предполагаемый исполняемый файл: NIR_Moisture_Content_Checker.exe.

Назначение: утилита выполняет детерминированную проверку входных QC-данных по утверждённым пределам, формирует машинно-читаемый output.json и поддерживает review в QC/QA, интеграцию с LIMS/ELN/MES и подготовку CSV/CSA-пакета.

Область применения

Класс утилитыИК-спектроскопия / ИнфраЛЮМ
Основной объект/методКонтроль влажности методом ближней ИК-спектроскопии
Входinput.csv с фиксированным заголовком и контролируемыми типами данных.
Выходoutput.json со статусами PASS, WARNING, FAIL, перечнем проверок и критическими находками.
ИсключенияУтилита не заменяет утверждённую спецификацию, методику анализа, расследование OOS/OOT и решение Qualified Person / QA о выпуске.

Предметные ограничения и критические параметры

Ниже приведены ключевые фрагменты исходного описания. Перед продуктивным применением пределы должны быть сверены с утверждённой спецификацией, регистрационным досье, актуальной фармакопейной редакцией и локальными SOP.
  • ℹ️ Утилита проверяет критические параметры определения влаги методом NIR:
  • • Предсказанное содержание влаги: ≤2.0% (настраивается под продукт)
  • • Расстояние до модели (Mahalanobis Distance): ≤3.0
  • • Температура образца: 20.0–30.0°C
  • ⚠️ КРИТИЧНО: Расстояние до модели >3.0 → результат недостоверен!
  • NIR_Moisture_Content_Checker.exe input.csv output.json → оценка ваших данных
  • Формат input.csv:
  • BatchNumber,PredictedMoisturePercent,ModelDistance,TemperatureC,PathLengthMm
  • Влага — критический параметр качества для большинства фармацевтических субстанций и форм.
  • • NIR позволяет измерять влагу за секунды без потери образца (в отличие от KF или LOD).
  • • Вода имеет характерные сильные полосы поглощения в области 1450 нм и 1940 нм.
  • • Контроль влаги необходим для обеспечения стабильности препарата при хранении.
  • • Избыток влаги может вызывать гидролиз АФИ, особенно для сложных эфиров и лактамов.
  • ⚠️ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО:
  • • Влажность ≤2.0% (пример) — типичный предел для твердых лекарственных форм.
  • • Mahalanobis Distance ≤3.0 — гарантирует, что матрица образца соответствует калибровке.

Производственный поток данных

ШагОтветственный объектОписаниеКонтроль
1LIMS/ELN/MES или аналитик QCФормирует input.csv с результатами измерений и идентификатором серии.Проверка заголовков, обязательных полей и единиц измерения.
2NIR_Moisture_Content_CheckerЗагружает CSV, выполняет приведение типов, применяет предметные правила и формирует результат.Детерминированные правила, отсутствие ML/эвристического решения о соответствии.
3QC reviewer / QAПроверяет output.json, предупреждения, критические отклонения и исходные значения.Review, расследование отклонений, сохранение следа данных.
4Архив / eQMSСохраняет вход, выход, версию утилиты, документацию и контрольную сумму.Data integrity: ALCOA+, воспроизводимость, change control.

URS — пользовательские требования

IDТребованиеКритичностьКритерий приемки
URS-001Утилита должна поставляться с документацией NIR_Moisture_Content_Checker.documentation.html в той же папке, где находится описание и пример input.csv.MediumФайл документации присутствует в папке NIR_Moisture_Content_Checker и открывается локально в браузере.
URS-002Утилита должна принимать input.csv с точными заголовками, определёнными в контракте данных.HighCSV с корректным заголовком обрабатывается без ручного редактирования.
URS-003Утилита должна проверять наличие обязательных полей, количество колонок, типы данных и базовую правдоподобность значений.HighОшибки схемы и преобразования явно отражаются в результате.
URS-004Утилита должна выполнять оценку по утверждённым пределам для каждого критического и некритического QC-параметра.HighКаждый проверяемый параметр получает статус и пояснение.
URS-005Утилита должна формировать итоговый статус серии/строки: PASS, WARNING или FAIL.HighКритическое отклонение приводит к FAIL; некритическое — к WARNING.
URS-006Утилита должна формировать output.json, пригодный для LIMS/ELN/MES-интеграции и QA/QC review.HighJSON содержит исходные значения, правила, статусы, предупреждения и критические находки.
URS-007Утилита должна сохранять трассируемость между идентификатором серии, входными значениями, применёнными правилами и итоговым статусом.HighВ выходе есть идентификатор серии/строки и перечень проверенных параметров.
URS-008Утилита не должна использовать машинное обучение или вероятностную интерпретацию для решения о соответствии.MediumРезультат воспроизводим и основан на явных правилах, порогах и входных значениях.
URS-009Утилита должна быть пригодна для запуска в CLI-сценарии: NIR_Moisture_Content_Checker.exe input.csv output.json.HighПри корректных аргументах создаётся output.json; при ошибке возвращается диагностическое сообщение.
URS-010Документация должна поддерживать подготовку IQ/OQ/PQ или эквивалентной CSV/CSA-проверки.MediumДокумент содержит URS, FS, CSV-контракт, правила, тестовые сценарии и traceability.
URS-011Утилита должна разделять ошибки данных, предупреждения метода и критические отказы спецификации.HighВ output.json доступны отдельные коллекции/поля для errors, warnings, critical findings.
URS-012Утилита должна поддерживать архивирование входа и выхода без изменения данных.Mediuminput.csv и output.json могут быть сохранены как часть записи серии или OQ/PQ-доказательства.

Контракт input.csv

#ПолеТипПримерНазначение
1BatchNumberstringMOIST-NIR-2026-001Идентификатор серии/партии для трассируемости.
2PredictedMoisture%decimal1.2Влага/вода или потеря в массе при высушивании, важные для стабильности и качества.
3ModelDistancedecimal0.8Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
4Temperature_Cdecimal23.5Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
5PathLength_mmdecimal10.0Контролируемый входной параметр для детерминированных QC-правил.
BatchNumber,PredictedMoisture%,ModelDistance,Temperature_C,PathLength_mm
MOIST-NIR-2026-001,1.2,0.8,23.5,10.0
MOIST-NIR-2026-002,1.8,1.5,24.0,10.0
MOIST-FAIL-WET,3.5,1.2,23.0,10.0

Правила валидации входных данных

IDПолеТипПроверкаКритичность
VR-001BatchNumberstringне пусто; уникально в пределах файла, если применимоMedium
VR-002PredictedMoisture%decimalпреобразуется как invariant decimal; конечное значение; без NaN/Infinity; оценка относительно утверждённого числового пределаMedium
VR-003ModelDistancedecimalпреобразуется как invariant decimal; конечное значение; без NaN/Infinity; оценка относительно утверждённого числового пределаMedium
VR-004Temperature_Cdecimalпреобразуется как invariant decimal; конечное значение; без NaN/Infinity; оценка относительно утверждённого числового пределаMedium
VR-005PathLength_mmdecimalпреобразуется как invariant decimal; конечное значение; без NaN/Infinity; оценка относительно утверждённого числового пределаMedium

FS — функциональная спецификация

IDФункцияРеализацияСвязь с URS
FS-001Локальная HTML-документацияПредоставить двуязычный файл NIR_Moisture_Content_Checker.documentation.html с переключателем RU/EN, исходным описанием, URS, FS, контрактами и тестами.URS-001, URS-010
FS-002CSV importСчитать input.csv в UTF-8/CSV-совместимом формате, определить строку заголовка и записи данных.URS-002, URS-009
FS-003Schema validationСравнить фактические колонки с ожидаемым контрактом; отсутствующие ключевые поля фиксировать как ошибку схемы.URS-002, URS-003
FS-004Type conversionПреобразовать decimal, flag/boolean и controlled string. Некорректные значения фиксировать на уровне строки и поля.URS-003
FS-005Domain rule engineПрименить правила для объекта/метода NIR Moisture Content Checker, включая критические пределы из описания и утверждённой спецификации.URS-004, URS-008
FS-006Status aggregationАгрегировать статусы параметров: FAIL при критическом отказе, WARNING при некритическом отклонении, PASS при соответствии.URS-005, URS-011
FS-007JSON exportЗаписать output.json с идентификатором утилиты, исходными значениями, результатами проверок, warnings и critical findings.URS-006, URS-007
FS-008Error handlingРазделить ошибки запуска, ошибки схемы, ошибки преобразования и ошибки предметных пределов.URS-003, URS-011
FS-009Audit supportОбеспечить структуру результата, пригодную для review, расследования OOS/OOT, повторного расчёта и инспекционного обсуждения.URS-007, URS-012
FS-010Integration contractПоддерживать стандартный сценарий: LIMS/ELN/MES создаёт input.csv, утилита возвращает output.json, портал отображает описание и документацию.URS-006, URS-009
FS-011Configuration/change controlЛюбое изменение пределов, имён колонок или логики правил требует версии, review, регрессионных тестов и обновления документации.URS-010, URS-012
FS-012Data integrityНе изменять исходный input.csv; результаты сохранять отдельно в output.json с возможностью архивирования.URS-007, URS-012

Пример структуры output.json

{
  "utilityId": "nir-moisture-content-checker",
  "utilityName": "NIR_Moisture_Content_Checker",
  "object": "NIR Moisture Content Checker",
  "overallStatus": "PASS|WARNING|FAIL",
  "sourceFile": "input.csv",
  "recordCount": 4,
  "checks": [
    {
      "parameter": "BatchNumber",
      "value": "MOIST-NIR-2026-001",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result",
      "ruleReference": "VR-001"
    },
    {
      "parameter": "PredictedMoisture%",
      "value": "1.2",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result",
      "ruleReference": "VR-002"
    },
    {
      "parameter": "ModelDistance",
      "value": "0.8",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result",
      "ruleReference": "VR-003"
    },
    {
      "parameter": "Temperature_C",
      "value": "23.5",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result",
      "ruleReference": "VR-004"
    },
    {
      "parameter": "PathLength_mm",
      "value": "10.0",
      "status": "PASS|WARNING|FAIL",
      "message": "Rule-based check result",
      "ruleReference": "VR-005"
    }
  ],
  "criticalFindings": [],
  "warnings": [],
  "metadata": {
    "executionMode": "CLI",
    "interface": "CSV to JSON",
    "documentationFile": "NIR_Moisture_Content_Checker.documentation.html"
  }
}

Матрица трассировки URS → FS → OQ/PQ

URSFSПроверкаОжидаемый результат
URS-001FS-001Проверить наличие файла NIR_Moisture_Content_Checker.documentation.html в папке утилиты.Файл присутствует, открывается, RU/EN переключатель работает.
URS-002/003FS-002/003/004Запустить утилиту с корректным CSV, CSV без обязательной колонки и CSV с неверным типом.Корректный CSV обработан; ошибки схемы и типа явно указаны.
URS-004/005FS-005/006Передать значения в пределах, на предупредительном уровне и за критическим пределом.Получены PASS, WARNING, FAIL согласно правилам.
URS-006/007FS-007/009/012Проверить структуру output.json и трассируемость серии.JSON содержит идентификатор серии, значения, правила, статусы и critical findings.
URS-008FS-005Повторить запуск с тем же input.csv.Результат идентичен; нет вероятностного поведения.
URS-009/010/012FS-010/011/012Выполнить CLI-сценарий и архивировать вход/выход/версию.Артефакты пригодны для OQ/PQ и change-control записи.

OQ/PQ тестовые сценарии

IDСценарийВходные данныеОжидаемый результат
OQ-001Позитивный путьCSV из примера с валидными значениями.output.json создан; итоговый статус PASS или допустимый WARNING согласно правилам.
OQ-002Отсутствует обязательная колонкаУдалить один ключевой столбец из заголовка.Ошибка схемы; строка не должна считаться прошедшей проверку.
OQ-003Некорректный типВ числовое поле внести текстовое значение.Ошибка преобразования типа с указанием поля и строки.
OQ-004Критический пределЗначение критического параметра вне утверждённого предела.FAIL и запись в criticalFindings.
OQ-005ПредупреждениеНекритическое отклонение или неизвестная контролируемая категория.WARNING без сокрытия исходного значения.
PQ-001Реальная серия пользователяРеальный input.csv из QC-процесса.Согласованный review с сохранением input.csv, output.json, версии и контрольной суммы.

QA/QC, CSV/CSA и change control

  • Не менять имена колонок без обновления валидатора, тестового набора и документации.
  • Хранить input.csv, output.json, версию исполняемого файла, контрольную сумму и копию документации.
  • Перед продуктивным использованием провести IQ/OQ/PQ или эквивалентную риск-ориентированную CSV/CSA-проверку.
  • Критические пределы должны быть утверждены владельцем процесса и сверены с регистрационным досье, фармакопеей и локальными SOP.
  • Любое изменение правил, порогов или интерпретации статусов должно проходить через change control и регрессионные тесты.

Входит в пакеты

Lumex QC Suite

Единый пакет Lumex, объединяющий исходные Lumex и Lumex2: инструментальный и общий фармацевтический QC, AAS/ICP, CE, HPLC, NIR/PAT, стабильность, растворение, однородность дозирования, системная пригодность и статистический контроль.

Открыть

Радиология

Пакет для радиологии и диагностической визуализации: радиофармпрепараты, PET/SPECT, контрастные вещества, йодсодержащие и гадолиниевые препараты, а также проверки частиц, стерильности и эндотоксинов.

Открыть