 |
Việc ứng dụng các phương pháp Công nghệ Phân tích Quy trình (PAT) có tầm quan trọng ngày càng gia tăng trong tất cả các lĩnh vực hoá tổng hợp để phát triển công nghiệp và nghiên cứu hàn lâm. Phân tích phản ứng theo thời gian thực là yếu tố chính trong chiến lược PAT tổng thể, bao gồm phân tích nâng cao, lập mô hình và số hoá. Mục tiêu tổng thể của chiến lược PAT là thu thập và chuyển đổi dữ liệu thành thông tin có giá trị thực tiễn để tăng tốc độ hiểu biết về phản ứng và kiến thức về quy trình nhằm tối đa hoá năng suất, chất lượng và tính bền vững của quá trình tổng hợp hoá chất.
Tuỳ thuộc vào ngành hoá học cụ thể, bạn có thể chọn các phương pháp quang phổ bao gồm FTIR, Raman, UV/Vis, NIR, NMR và MS để thực hiện quá trình phân tích theo thời gian thực. Bạn cũng có thể áp dụng các phương pháp sắc ký hiện đại như UPLC để phân tích phản ứng trực tuyến. Những công nghệ này cung cấp các luồng dữ liệu mở rộng mà có thể được phân tích bằng các công cụ lập mô hình và phân tích nâng cao. Thông thường, nhiều kỹ thuật phân tích theo thời gian thực được sử dụng kết hợp với nhau để cung cấp dữ liệu mô tả đầy đủ phản ứng hoặc quy trình.
Tải xuống “Sổ tay hướng dẫn Phân tích Phản ứng theo Thời gian Thực” để tìm hiểu về các phương pháp chính nhằm phát triển sự hiểu biết về phản ứng và kiến thức về quy trình cho các lĩnh vực hoá tổng hợp đang thịnh hành.
Ngành hoá tổng hợp hiện nay có một số xu hướng và chủ đề đang phát triển, trong đó PAT và phân tích phản ứng đóng vai trò rất quan trọng:
- Chiến lược Chất lượng theo Thiết kế (QbD). Là một xu hướng tích cực trong ngành sản xuất dược phẩm và hoá chất, QbD đòi hỏi sự phát triển của công nghệ phân tích phản ứng theo thời gian thực.
- Thí nghiệm Đa Dữ liệu (DRE). DRE đem đến hiệu quả và tính bền vững cho quy trình bằng cách sử dụng PAT và lập mô hình động, nâng cao để cung cấp thông tin cho phép tối ưu hoá và mở rộng quy mô các phản ứng nhanh hơn nhiều trong khi cần ít thử nghiệm hơn.
- Xử lý Liên tục. Ngành hoá dược đang phát triển nhanh chóng theo nhu cầu sử dụng các phương pháp dòng chảy liên tục. Phương pháp này sử dụng công nghệ phân tích phản ứng để cung cấp các phép đo liên tục, không bị gián đoạn.
- Hoá học Bền vững thông qua Chất xúc tác. Khi thiết kế các quy trình và quy trình tổng hợp hiệu quả, bền vững, chất xúc tác hữu cơ, chất xúc tác hợp chất hữu cơ kim loại và chất xúc tác sinh học là những lĩnh vực phát triển tích cực nhất. Phân tích phản ứng PAT đã được chứng minh có giá trị cao trong việc tìm hiểu về động học, cơ chế, chu trình xúc tác và ảnh hưởng của các thông số phản ứng trong hoá học dựa trên chất xúc tác.
- Kỹ thuật Hạt. Phân tích theo thời gian thực đã chứng minh được giá trị cao trong việc tìm hiểu sự phức tạp của quy trình kết tinh, cung cấp dữ liệu về kích thước hạt, sự phân bổ kích thước và hình thái học. PAT theo dõi tác động của các thông số quy trình như nhiệt độ, sự pha trộn, tỷ lệ bổ sung, nồng độ chất tan và qúa trình gieo mầm để đảm bảo sự phát triển và mở rộng quy mô của các kết tinh mạnh mẽ.
- Quy trình Sinh học. Phân tích phản ứng thành phần theo thời gian thực có thể cung cấp khả năng tối ưu hoá và kiểm soát tích cực bằng cách đo nồng độ chất dinh dưỡng, chất chuyển hoá, sinh khối, sản phẩm và sản phẩm phụ dưới dạng hàm thời gian trong các phản ứng sinh học.
- Quy trình Bền vững. Các quy trình này tối ưu hoá năng suất, độ tinh sạch và hiệu suất nguyên tử, đồng thời giảm nhu cầu sử dụng các vật liệu nguy hiểm và năng lượng. Để thực hiện được quy trình này, bạn cần có sự hiểu biết về phản ứng và kiến thức về quy trình do PAT cung cấp.
- Tổng hợp Polymer. Phương pháp phân tích tại chỗ sẽ theo dõi chuyển đổi của monomer thành dạng polymer để xác định động học phản ứng và kiểm soát ảnh hưởng của các biến số lên các thuộc tính chính của polymer. Phân tích theo thời gian thực được sử dụng để theo dõi liên tục sự nóng chảy, quá trình đùn và màng polymer nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm.
