过程分析 PAT 技术在药物阿司匹林结晶过程的应用

超声颗粒粒度分布测量仪 NanoSonic, 工艺过程成像探头系统 2D Vision Probe, 非接触式过程成像, 探头式傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪 ATR FTIR Probe, 以及探头式浊度仪 TurbidityProbe 用于结晶过程的研究。

实验背景

过程分析技术就是及时测量，用以分析和控制生产流程，在加工过程中，保障原始材料和工艺过程关键质量参数和性能属性，以确保可接受的最终产品质量的体系。阿司匹林（Aspirin），作为医药史上三大经典药物之一，是全球应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药。本案例集成探头式超声颗粒粒度分布测量仪 NanoSonic、工艺过程成像探头系统2D Vision Probe、非接触式过程成像、探头式傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪 ATR FTIR Probe、以及探头式浊度仪 Turbidity Probe等仪器用于阿司匹林冷却结晶过程的研究。

下图为PAT实验装置及过程分析组件仪器

图1为1L阿司匹林冷却结晶实验装置

实验结果

(a) 不加晶体实验
图2是不加品种阿司匹林冷却结晶实验的温度、浓度和浊度曲线(搅拌160r.p.m)，从中可看出出晶点为26.07℃，且对于出晶点温度、浓度和浊度曲线均有所反映。在另一个不加晶体实验中，搅拌速率为100r.p.m（其他条件相同),出晶点为〖20.61〗^∘ C。由此可知,增强搅拌速率有助于晶体析出。图3为超声粒度仪测得的不同时刻晶体的粒度分布,图4为二维探头和非接触式成像系统拍摄的相应时刻的晶体图像,从中可看出晶体明显的生长趋势。


图2为不加品种阿司匹林冷却结晶实验的温度、浓度和浊度曲线(搅拌160r.p.m)	图3为不加晶种阿司匹林冷却结晶实验,超声粒度仪 NanoSonic 测得不同时刻晶体的粒度分布	图4为不加晶体实验中不同时间点探头(左)和非接触式(右)成像系统拍摄的阿司匹林晶体图像

(b) 加晶种实验

图5是加晶种阿司匹林冷却结晶实验的温度、浓度和浊度曲线(搅拌100r.p.m)，加晶种温度为25.05℃，且对于该时刻温度、浓度和浊度曲线均有所反映（加入晶种不久后爆发成核）。在相同搅拌速率的不加晶种实验中（其他条件相同），出晶点为20.61℃。由此可知，相同搅拌速率下，添加晶体可促进晶体成核。图6为超声粒度仪测得的不同时刻晶体的粒度分布，图7为探头式和非接触式成像系统拍摄的相应时刻的晶体图像，从中可看出晶体明显的生长趋势。


图5为加晶种阿司匹林冷却结晶实验的温度、浓度和浊度曲线(搅拌 100r.p.m)	图6为加晶种阿司匹林冷却结晶实验,，超声粒度仪 NanoSonic 测得不同时刻晶体的粒度分布	图7 为加晶种实验中不同时间点探头式(左)和非接触式(右)成像系统拍摄的阿司匹林晶体图像