維薩拉|在 API 生產過程中，通過折射率測量實現冷卻結晶的監測與控製

2026-04-07 06:03:02

　　Daniela de Kokkonen

　　Research Scientist

　　Published: 九月 22, 2025

　　生命科學液體測量

　　本博客是三篇係列文章中的第二篇，主題是關於維薩拉折光儀如何優化 API 工藝。第一篇博客請參見《通過折射率趨勢數據優化溶劑置換過程》。

　　結晶是製藥生產中用於純化、回收和分離藥用活性成分 (API) 與溶劑的重要方法。該方法通過冷卻含有藥物的溶液（或漿料），將 API 以純固體形式分離出來。結晶在製藥過程中起著關鍵作用，因為大多數 API 都是以晶體形式生產的。此外，結晶還會影響最終藥品的質量和安全性。

　　結晶控製很重要，因為以此可以確保具有所需特性——例如顆粒大小分布 (PSD)——的晶體能夠持續生成。PSD 等特性對藥品的療效和穩定性起著關鍵作用。例如，藥物顆粒的大小會影響其生物利用度、溶解度和溶解速率，進而影響其治療效果。冷卻條件的任何偏差都會影響產品質量以及晶體在後續工序中的可加工性。

　　為控製晶體質量和 PSD，通常采用多種技術，如控製冷卻速率、投(tou)晶(jing)種(zhong)和(he)調(tiao)節(jie)過(guo)飽(bao)和(he)度(du)。折(zhe)射(she)率(lv)測(ce)量(liang)不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)對(dui)母(mu)液(ye)濃(nong)度(du)進(jin)行(xing)選(xuan)擇(ze)性(xing)測(ce)量(liang)，還(hai)提(ti)供(gong)可(ke)靠(kao)的(de)測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)，用(yong)於(yu)實(shi)時(shi)跟(gen)蹤(zong)過(guo)飽(bao)和(he)狀(zhuang)態(tai)，並(bing)輔(fu)助(zhu)進(jin)行(xing)結(jie)晶(jing)控(kong)製(zhi)。

　　通過過飽和度和折射率監測實現受控結晶

　　通過監測過飽和度進行結晶控製是維薩拉在線折光儀的常見應用。其目的是通過監測母液在預濃縮和結晶過程中的濃度，以輔助結晶和 PSD 控製。

　　過飽和是指溶液中溶質的濃度超過其平衡飽和點的狀態，它為晶體生長和成核提供驅動力。為控製結晶並獲得良好的 PSD，溶(rong)液(ye)濃(nong)度(du)理(li)想(xiang)情(qing)況(kuang)下(xia)應(ying)保(bao)持(chi)在(zai)亞(ya)穩(wen)區(qu)接(jie)近(jin)溶(rong)解(jie)度(du)曲(qu)線(xian)的(de)位(wei)置(zhi)。如(ru)果(guo)冷(leng)卻(que)速(su)率(lv)超(chao)過(guo)理(li)想(xiang)飽(bao)和(he)點(dian)，溶(rong)液(ye)會(hui)越(yue)過(guo)超(chao)溶(rong)解(jie)度(du)曲(qu)線(xian)，進(jin)入(ru)不(bu)穩(wen)定(ding)區(qu)域(yu)，此(ci)時(shi)結(jie)晶(jing)會(hui)自(zi)發(fa)且(qie)迅(xun)速(su)發(fa)生(sheng)。一(yi)旦(dan)發(fa)生(sheng)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)，晶(jing)體(ti)大(da)小(xiao)就(jiu)無(wu)法(fa)控(kong)製(zhi)。通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)溶(rong)質(zhi)濃(nong)度(du)，可(ke)以(yi)控(kong)製(zhi)過(guo)飽(bao)和(he)度(du)，這(zhe)會(hui)影(ying)響(xiang)結(jie)晶(jing)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)顆(ke)粒(li)大(da)小(xiao)分(fen)布(bu)。

　　在(zai)我(wo)們(men)某(mou)位(wei)客(ke)戶(hu)的(de)案(an)例(li)中(zhong)，折(zhe)射(she)率(lv)從(cong)研(yan)發(fa)早(zao)期(qi)階(jie)段(duan)起(qi)就(jiu)是(shi)研(yan)究(jiu)結(jie)晶(jing)條(tiao)件(jian)和(he)製(zhi)定(ding)冷(leng)卻(que)結(jie)晶(jing)工(gong)藝(yi)曲(qu)線(xian)的(de)有(you)用(yong)工(gong)具(ju)。在(zai)測(ce)試(shi)中(zhong)，科(ke)學(xue)家(jia)通(tong)過(guo)折(zhe)射(she)率(lv)測(ce)量(liang)來(lai)深(shen)入(ru)了(le)解(jie)某(mou)一(yi) API 的冷卻結晶過程。他們指出：

　　“結晶過程在折光儀數據中清晰可見。隨著液體濃縮，折射率增加直到達到飽和；隨後，隨著溶質從液相轉變為固相，折射率迅速下降。我們可以觀測到結晶的確切開始點。”

　　折射率是一種對液體濃度的選擇性測量方法，這使其非常適合在結晶操作過程中監測過飽和度。我們的客戶得出結論：折射率數值對於更好地控製 PSD 非常有用，即使在存在懸浮固體（晶體形成期間）和氣泡的情況下，測量的可靠性依然很高。

　　“圖：冷卻結晶過程中實時折射率

　　“折射率是一種對液體濃度的選擇性測量方法，這使其非常適合在結晶操作過程中監測過飽和度。”

　　客(ke)戶(hu)還(hai)利(li)用(yong)折(zhe)射(she)率(lv)獲(huo)取(qu)了(le)用(yong)於(yu)研(yan)究(jiu)結(jie)晶(jing)過(guo)程(cheng)的(de)相(xiang)關(guan)科(ke)學(xue)數(shu)據(ju)，如(ru)溶(rong)解(jie)度(du)，幫(bang)助(zhu)他(ta)們(men)繪(hui)製(zhi)溶(rong)解(jie)度(du)曲(qu)線(xian)和(he)結(jie)晶(jing)曲(qu)線(xian)，以(yi)確(que)定(ding)理(li)想(xiang)的(de)結(jie)晶(jing)條(tiao)件(jian)。我(wo)們(men)的(de)客(ke)戶(hu)解(jie)釋(shi)道(dao)：“zaitongguoguobaohekongzhijiejingshi，mubiaoshishibaohequxianjinkenengjiejinrongjieduquxian。zhebiaomingjiejingyigengshoukongdefangshifasheng，jiejinyuyawenqu，erzhezhengshiwomentongguozaixianzheguangyisuonengguanchadaode。”

　　維薩拉在線折光儀可實現連續、shishiceliang，tigongkeyongyuzhidaocaozuodexinhao，bangzhukongzhijingtidezhilianghedaxiao，congertishengzuizhongyaopindezhiliangheliaoxiao。ciwai，youxiaodejiejingkongzhihuiduiguolvdengxiayougongxuchanshengjijiyingxiang。zaiwomendexiayipianbokezhong，womenjiangtantaoruheliyongzheshelvcelianglaishejiheyouhualvbingqingxicaozuo。

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