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Home Automatische Reaktoren und In-Situ-Analyse Automatisierte Probenahmesysteme

Automatisches Reaktorprobenahmesystem

EasySampler für die unbeaufsichtigte, repräsentative Probenahme

Die automatische Probenahme ermöglicht eine höhere Produktivität, indem sie die mit manuellen Probenahmegeräten wie Pipetten und Spritzen verbundenen Probleme löst. Die automatische Inline-Reaktionsprobenahme mit EasySampler™ ist die intuitive und nahtlose Erweiterung, die den experimentellen Arbeitsablauf für jeden Chemiker rationalisiert und die mühsame manuelle Probenahme entfallen lässt.

Der EasySampler ist eine automatische und unbeaufsichtigte Probenahmelösung, die Tag und Nacht qualitativ hochwertige Proben für Standard-Offline-Analysen wie HPLC liefert. Diese einzigartige sondenbasierte Technologie verfügt über eine patentierte Mikrokammer und ermöglicht:

  • Probenahme und Quenchen in situ und bei Reaktionsbedingungen
  • Probenahme in festgelegten Zeitabständen
  • Verdünnen der Probe zur Vorbereitung für die Offline-Analyse
  • Einfache Bedienung, kein Expertenwissen erforderlich

Automatisches Inline-Probenahmesystem EasySampler

Automatisches Inline-Probenahmesystem EasySampler
Steigern Sie die Produktivität und eliminieren Sie mühsame Aufgaben.
EasySampler 1210 Automatisches Probenahmesystem für chemische Reaktoren

EasySampler 1210 System

EasySampler eliminiert die Herausforderungen bei der Probenahme – die Entnahme repräsentativer und reproduzierbarer analytischer Proben aus fast jeder chemischen Reaktion war noch nie so einfach!

Automatisiert und unbeaufsichtigt
Erhalten Sie vollständige Reaktionsprofile und ein umfassendes Reaktionsverständnis und verbessern Sie die Ausbeute und Produktqualität – verpassen Sie keine Probe mehr.

Erstklassige Probenqualität
Verbesserte Reaktionsinformationen durch Verknüpfung der Prozessbedingungen mit den Punkten, an denen sich Spezies bilden.

Breites Spektrum an Chemikalien
Einfache Probenahme aus einem breiten Spektrum von Chemikalien, einschliesslich Aufschlämmungen sowie luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Reaktionen, selbst bei erhöhten Temperaturen und Drücken.

Automatisierte Probenahme bei chemischen Reaktionen

HPLC-fähige Proben rund um die Uhr

Höhere Produktivität und besseres Verständnis

Die Verpflichtungen des Arbeitstages (oder der Arbeitsnacht) erlauben es oft nicht, so oft wie erforderlich Proben zu nehmen. Dies führt zu verlorenen oder fehlenden Daten. Diese fehlenden Datenpunkte lassen häufig den optimalen Endpunkt und wichtige Erkenntnisse über die Bildung von Verunreinigungen vermissen. Der EasySampler führt repräsentative und reproduzierbare Probenahmen durch, einschliesslich In-situ-Quenchen und Verdünnung, und liefert so jederzeit LC-fertige Proben.

Die Probenahme aus dem Reaktor ermöglicht es Wissenschaftlern, ihren Arbeitsablauf und ihre Produktivität zu optimieren, indem sie ein besseres Verständnis der Reaktionen ermöglicht und gleichzeitig mühsame manuelle Probenahmen vermeidet. Zur weiteren Produktivitätssteigerung kann die Probenahme automatisch geplant oder in Abhängigkeit von variierenden Prozessparametern wie Temperatur, Rühren, Dosieren, pH-Wert oder anderen Echtzeit-Prozessinformationen ausgelöst werden.

Filter für automatische Probenahme

Filter für automatische Probenahme

Probenahme in der Lösungsphase mit EasyFrit Filter

Automatisierte Probenahme zur Entwicklung von Kristallisationsprozessen

Erweitern Sie die Funktionen von EasySampler durch die nahtlose Integration von EasyFrit. Der EasyFrit Filter ist mit allen EasySampler Sonden kompatibel und ermöglicht die selektive Probenahme der Lösungsphase trotz vorhandener Schwebeteilchen. Dieses Zubehör bietet eine benutzerfreundliche, automatisierte Probenahmelösung für Kristallisationsstudien.

EasySampler mit EasyFrit ermöglicht datenreiche Experimente während einer kontrollierten Kristallisation. Die Einbettung dieser Lösung in eine Partikel-Engineering-Workstation ermöglicht ein besseres Verständnis der Lösungsphase, indem Verunreinigungsprofile erstellt, die Auswirkungen einer Übersättigung auf die Verunreinigung aufgedeckt und kinetische und thermodynamische Informationen über den Kristallisationsprozess bereitgestellt werden.

Wirklich repräsentativer Verlauf der Reaktion

Beseitigen Sie kritische Datenlücken

Mit dem intuitiven Touchscreen des EasySampler können Wissenschaftler Probenahme- und Verdünnungssequenzen vorprogrammieren, um den Reaktionsfortschritt zu verfolgen. Ein manueller Eingriff ist hierbei nicht notwendig. Dies ermöglicht es jedem Wissenschaftler, eine repräsentative Probe für Offline-Analysen wie HPLC oder NMR reproduzierbar zu entnehmen, um Reaktionswege, die Kinetik, Zwischenprodukte und Verunreinigungsprofile zu verstehen.

Die automatische Probenahme mit dem EasySampler kann in Rundkolben, ummantelten Laborreaktoren oder nahtlos integriert in automatisierten chemischen Reaktoren eingesetzt werden. Auf diese Weise lassen sich die Auswirkungen unterschiedlicher Prozessbedingungen auf die Reaktionsleistung leicht ermitteln. 

Automatische Erstellung von Probenberichten
Pfizer demonstriert automatisierte chemische Probenahme

Pfizer evaluiert automatisierte Probenahmen

In diesem White Paper werden vier Fallstudien vorgestellt, in denen Pfizer-Forscher eine unbeaufsichtigte, automatische Probenahme bei chemischen Reaktionen erfolgreich durchführten:

  1. Entfernen von Hindernissen zur Ermittlung von Verunreinigungs- und Kinetikprofilen in einer Ullmann-Reaktion
  2. Verbessern der Aussagekraft durch Messung der Auswirkungen von Prozessparametern auf eine Imidazolid-Reaktion
  3. Erhöhung der Produktivität durch Endpunkterkennung in einer C-H-Reaktion
  4. Erfolgreiches Scale-up einer Aminierungsreaktion

Zu den Reaktionen, bei denen Pfizer erfolgreich Proben entnehmen konnte, gehören u. a.:

  • Aufschlämmungen
  • Dunkle Gemische mit anorganischen Salzen
  • Gemische mit drei Phasen
  • Sauerstoffempfindliche Reaktionen

Probenahme aus herausfordernden Reaktionen

Von zähflüssigen Aufschlämmungen bis zu erhöhten Temperaturen

Die manuelle Probenahme liefert nicht immer präzise und reproduzierbare Proben, insbesondere bei heterogenen und mehrphasigen Reaktionen oder bei Reaktionen unter Bedingungen unterhalb der Raumtemperatur oder bei erhöhten Temperaturen und Drücken. Treten beim Stoppen (Quenchen) Verzögerungen auf, können diese die Resultate verfälschen oder zu ungenauen analytischen Informationen führen. Der EasySampler bietet eine automatische und robuste Inline-Methode zur Entnahme und zum Quenchen von Proben aus Reaktionen – selbst unter schwierigen Bedingungen.

Die Flexibilität des EasySampler ermöglicht es Wissenschaftlern, qualitativ hochwertige Proben aus einer Vielzahl von Prozessen zu gewinnen, von Fläschchen bis hin zu Behältern für den Kilomassstab einschliesslich Druckbehältern und Reaktorsystemen.

automatisierte Reaktionsprobenahme bei erhöhten Temperaturen

Repräsentative und reproduzierbare Resultate

Mehr hochqualitative Datenpunkte pro Experiment

Die automatische Probenahme ist ein wichtiges Instrument für das Reaktionsverständnis, da sie Fehler bei der Probenahme eliminiert und sicherstellt, dass Offline-Analyseergebnisse die Reaktion genauso abbilden, wie sie unter Prozessbedingungen stattfindet.

Repräsentative, reproduzierbare Ergebnisse werden erzielt durch:

  • Probenahme in der gleichen Position im Reaktor unter Reaktionsbedingungen
  • Proben werden mit einem Zeitstempel versehen, wodurch Fehler, die durch unterschiedliche Aufzeichnungen entstehen, vermieden werden. Die Daten können problemlos mit den Resultaten von Inline-PAT-basierten Analysemethoden kombiniert werden.
  • Erhöhte Anzahl von Proben und Datenqualität durch automatische und nahtlose Datenerfassung unterstützt datenintensive Experimente.

EasySampler Vials

Einschränkung der Exposition gegenüber gefährlichen Chemikalien

Safety by Design

Bei der Arbeit im Labor sind Wissenschaftler möglicherweise gefährlichen Chemikalien ausgesetzt und es besteht Verletzungsgefahr.

Bei der manuellen Probenahme mit herkömmlichen Probenahmewerkzeugen muss der Bediener den Reaktor öffnen und kann giftigen Materialien mit erhöhten Temperaturen oder Drücken ausgesetzt sein.

Mit dem automatischen Reaktorprobenahmesystem EasySampler werden manuelle Handhabung und Kontakt mit gefährlichen Chemikalien reduziert. Das senkt Risiken und stärkt die Benutzersicherheit.

Touchscreen des automatischen Reaktor-Probenahmesystems
Automatisches Reaktor-Probenahmesystem EasySampler

Erweitern Sie Ihre Möglichkeiten

Mit dem Konnektivitäts-Kit werden EasySampler Probenahmedaten automatisch an das entsprechende automatisierte Reaktorsystemübertragen und dort gemeldet.

Erweitern Sie die Automatisierungsmöglichkeiten und steigern Sie die Produktivität, indem Sie die automatisierte Probenahme mit Synthesereaktoren kombinieren. Am Ende eines Experiments werden alle Daten von jedem angeschlossenen Instrument erfasst. Die Daten werden an einem gemeinsamen Speicherort gespiechert. Optional können E-Mail-Benachrichtigungen mit Links zu Dateien für jedes Experiment versendet werden.

Was ist ein automatisches Reaktor-Probenahmesystem und wie funktioniert es?

Automatisches Reaktorprobenahmesystem

Automatisches Reaktorprobenahmesystem

Der EasySampler vereint drei Probenahmeschritte in einem einzigen automatischen Vorgang. Dabei wird die Probenahme jedes Mal auf die gleiche Weise durchgeführt, um reproduzierbare und genaue Proben zu erhalten.

  • Die genaue Probenahme beginnt, sobald die Mikrokammer herausfährt und in das Reaktionsgemisch eintaucht. So wird sichergestellt, dass eine repräsentative Probe entnommen wird.
  • Durch das In-situ-Quenchen wird die Reaktion sofort gestoppt und sichergestellt, dass der Zeitpunkt repräsentativ ist.
  • Das anschliessende Verdünnen und Überführen in das Probengefäss bereitet die Proben auf die Offline-Analyse vor  

Diese Schritte ermöglichen eine hohe Reproduzierbarkeit der Proben und liefern repräsentative Analyseergebnisse. Vor allem können automatische Proben zu vorprogrammierten oder geplanten Zeiten entnommen werden. 

Was sind einige gängige Anwendungen für die automatisierte Reaktorprobenahme?

Welchen Temperaturbereich hat die EasySampler Sonde?

Bei Atmosphärendruck sind EasySampler Sonden für Temperaturen im Bereich von -20 bis 140 °C ausgelegt. Es wird empfohlen, die Hülsen nach 100 Proben innerhalb dieses Temperaturbereichs bei Atmosphärendruck zu wechseln. Bei Reaktionen bei erhöhten Drücken zwischen 1,013 bar und 10 bar liegt der Temperaturbereich zwischen 20 und 100 °C. 

Warum sollte die Probenahme bei chemischen Reaktionen automatisiert werden?

Die Probenahme aus chemischen Reaktionen für die Offline-Analyse dient der Ermittlung des Reaktionsfortschritts bzw. von Verunreinigungsprofilen und zählt zu den Standardverfahren. Das manuelle Probenahmeverfahren ist jedoch eine Herausforderung, da es physische Anwesenheit und Erfahrung erfordert, insbesondere bei luftempfindlichen Reaktionen, Reaktionen bei erhöhtem Druck oder Studien mit heterogenen Gemischen.

Zu den Vorteilen der Automatisierung der manuellen Probenahme gehören:

  • Erhöhte Repräsentativität von Probe zu Probe und Gesamtqualität der Daten
  • Gesteigerte Produktivität, da Wissenschaftler von zeitaufwendigen Arbeiten entlastet werden
  • Gesteigerte Effizienz durch Erfassung von mehr Daten aus einem einzigen Experiment und weniger Wiederholungen
  • Verbessertes Verständnis vollständiger und umfassender Datensätze über mehrere Stunden/Tage
  • Probenahme in festen Zeitintervallen oder bei Reaktionsereignissen wie dem Erreichen des Temperatursollwerts oder des pH-Werts

Automatisieren Sie die Probenahme mit EasySampler

Ich habe einen Reaktor von einem anderen Anbieter, kann ich EasySampler mit diesem Reaktor verwenden?

Ja, EasySampler kann als eigenständiges Gerät eingesetzt und in jedem Reaktor eingesetzt werden, einschliesslich Rohrreaktoren, Rundkolben, Laborreaktoren (JLR) und automatisierten Laborreaktoren (ALR). Zu berücksichtigende Punkte:

  • Alle Modelle der EasySampler Sonden haben einen Durchmesser von 9,5 mm
  • Ein geeigneter Adapter sollte verwendet werden, um die EasySampler Sonde sicher in den Reaktoranschluss einzuführen

Kann der EasySampler zur Probenahme von Reaktionen bei erhöhtem Druck verwendet werden?

Ja, EasySampler kann Reaktionen unter Druck testen, wenn alle folgenden Reaktionsbedingungen erfüllt sind:

  1. Druckbereich: 1,013 bar – 10 bar (14,7 – 145 psi) 
  2. Temperaturbereich: 20 bis 100 °C 
  3. Reaktorvolumen: bis zu 2500 mL 
  4. Anzahl Proben pro Hülse: 1 Reaktion (mit bis zu 24 Proben)
  5. Hochdruckadapter: Zur sicheren Positionierung der EasySampler Sonde im Reaktor muss ein geeigneter Hochdruckadapter (Teilenummer 14474404) verwendet werden

Hinweis: Die Verwendung der EasySampler Sonde bei erhöhtem Druck (zwischen 1,013 bar und 10 bar) reduziert den Temperaturbereich auf 20 °C bis 100 °C, das maximale Reaktorvolumen auf 2500 mL und die maximale Anzahl von Proben pro Hülse auf 1 Reaktion (mit bis zu 24 Proben).

Was ist ein automatischer Probenahmeprozess?

Der automatische Probenahmeprozess bezieht sich auf die Verwendung automatisierter Systeme und Geräte zur Entnahme von Proben für die Analyse in verschiedenen Branchen wie der Pharma- und Chemikalienherstellung.

Bei der automatischen Probenahme wird in der Regel ein Probenahmesystem verwendet, das repräsentative Proben von Materialien oder Substanzen aus einem Prozess entnehmen soll. Die Probe wird dann in der Regel zur Analyse auf ein Analyseinstrument übertragen.

Welche Vorteile bietet die automatische Probenahme gegenüber einem manuellen Injektionssystem?

Die automatische Probenahme bietet gegenüber einem manuellen Injektionssystem mehrere Vorteile, darunter:

  • Verbesserte Genauigkeit
  • Gesteigerte Effizienz
  • Konsistenz
  • Erhöhte Sicherheit
  • Kosteneinsparungen

Welchen Zweck hat die automatische Probenahme bei der Reaktionsmodellierung?

Der Zweck der automatischen Probenahme bei der Reaktionsmodellierung besteht darin, Daten über den Reaktionsfortschritt im Laufe der Zeit zu erhalten und das Verhalten der Reaktion unter verschiedenen Bedingungen zu analysieren. Automatische Probenahmesysteme können verwendet werden, um in regelmässigen Abständen Proben zu entnehmen, sodass Forscher den Reaktionsfortschritt überwachen und Reaktionszwischenprodukte, Produkte und Nebenprodukte identifizieren können. Diese Informationen können dann zur Entwicklung mathematischer Modelle zur Beschreibung der Reaktion und zur Optimierung der Reaktionsbedingungen verwendet werden.

Erfahren Sie mehr über die Modellierung chemischer Reaktionen.

Was sind die Herausforderungen bei der Probenahme von Aufschlämmungen?

Aufschlämmungen sind heterogene Gemische, die verschiedene Arten und Grössen von Partikeln enthalten, was die Gewinnung repräsentativer Proben erschweren kann. Die Partikel in der Aufschlämmung können Verstopfungen in der Probenahmeausrüstung verursachen, was die Genauigkeit und Repräsentativität der Probe beeinträchtigen kann.

EasySampler ermöglicht die selektive Probenahme der Lösungsphase trotz vorhandener Schwebeteilchen. Dieser Autosampler bietet eine benutzerfreundliche, automatisierte Probenahmelösung für Kristallisationsstudien.

 

automatische Probenahme einer Aufschlämmungslösung
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Systeme für die automatische chemische Probenahme in Beiträgen von Fachzeitschriften

Die kontinuierliche automatische Probenahme mit dem EasySampler unterstützt Studien zu Reaktions- und Verunreinigungsprofilen. Eine Liste von in Fachzeitschriften veröffentlichten Beiträgen legt den Fokus auf neuartige und aussichtsreiche Anwendungen des EasySampler von Forschern aus Wissenschaft und Industrie, um datenreiche Experimente zu unterstützen und ihre Forschung voranzutreiben.

2024

  • Agrawal, S., Rawal, SH, Reddy, VR, & Merritt, JM (2024). Use of automation, dynamic image analysis, and process analytical technologies to enable data rich particle engineering efforts at the Drug Substance / Drug Product interface: A case study using Lovastatin.Process Safety and Environmental Protection/Transactions of the Institution of Chemical Engineers. Part B, Process Safety and Environmental Protection/Chemical Engineering Research and Design/Chemical Engineering Research & Design. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2024.04.032
  • McMullen, JP, Wyvratt, BM, Hong, CM, & Purohit, AK (2024). Integrating Functional Principal Component Analysis with Data-Rich Experimentation for Enhanced Drug Substance Development. Organic Process Research & Development, 28(3), 719–728. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.3c00379

2023

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2022

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  • Lomont, J. P., Ralbovsky, N. M., Guza, C., Saha-Shah, A., Burzynski, J., Konietzko, J., Wang, S.-C., McHugh, P. M., Mangion, I., & Smith, J. P. (2022). Process monitoring of polysaccharide deketalization for vaccine bioconjugation development using in situ analytical methodology. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 209, 114533. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2021.114533
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2021

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2019

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