在线粒度仪在药物生产控制中的应用

摘要：

近年来，美国FDA对医药生产提出了PAT(Process Analytical Technology)过程分析技术提案，这项提案有力推动了医药生产企业寻找和应用一种合适的技术对制造流程进行监控以确保药品生产过程得到更好的控制。

FDA的主旨是：质量控制从生产源头开始，而不是仅对成品的质量检验

在API(active pharmaceutical ingredients)生产过程中，最普遍的生产步骤之一就是微粉化。因此，应用工业在线粒度仪对API进行实时分析是符合FDA的PAT提案要求和提高微粉粉碎效率的唯一选择。

德国新帕泰克公司功能强大的工业在线粒度仪TWISTER & MYTOS提供了在线取样，实时粒度测试的解决方案。这款粒度仪被多家全球著名医药生产企业采纳评估，并与其它竞争性解决方案相比较， TWISTER & MYTOS最终被选作满足FDA 的PAT过程控制提案要求的仪器。

技术说明：

新帕泰克公司的HELOS激光衍射系统与功能强大的RODOS干法分散系统相结合后，已经成为分析和描述API颗粒粒度大小和粒度分布的最好方法。不同激光粒度仪之间检测结果的高可比性、显著的分析灵敏度和极高的重复性，使其成为全球所有领先医药公司和生产企业的实验室粒度检验的首选仪器。

新帕泰克公司的MYTOS系统，采用和实验室相同的HELOS激光衍射系统和RODOS干法分散系统，并将两者有机地结合，得到了适合工业生产的在线粒度分析仪，成功地实现了从实验室检测到工业生产在线检测的转变。

鉴于绝大多数的微粉化过程采用气流磨和分级机组合使用，因此如何解决在线的代表性取样就成为一个巨大的挑战。

众所周知，在气流磨/分级机的出口处，产品存在很强的角动量，或者产品是高速旋转的，这就导致在生产管道横截面上的样品不是均匀分布的。因此，要保证产品的粒径分析结果具有代表性，则避免在管道整个横截面上的取样误差就显得至关重要。目前新帕泰克按照GMP要求，提供代表性取样装置TWISTER，可适用于直径范围为38~150mm的生产管道。在取样时，取样头依次扫过管道整个横截面上的各个点，有效地避免了取样误差。最新型的取样装置TWISTER满足了所有客户即时清洁(CIP cleaning)的要求，符合对粉尘、易爆性等产品的适用ATEX标准，并经证明可耐受高达10 bar 的突发压力脉冲。

安装在气流磨和过滤器之间的TWISTER 50

TWISTER在线取样器直接整合到生产管道上，并通过软管道连接到MYTOS激光衍射系统和分散系统，将具有代表性的样品通过该软管输送到MYTOS的分散系统和粒度检测系统进行分散和检测。

为方便用户使用，MYTOS系统可设计成可移动的手推车模式，以适用于不同的气流磨隔舱。在MYTOS上加上旋风除尘器，用来收集检测过的样品，同时保护真空吸尘器的Hepa过滤器。事实证明只需从生产管道中取出极少量的微粉化物质就可以进行分析。

应用结果:

实时效果

上图显示了TWISTER & MYTOS检测到的粒度结果随着微粉化参数的变动而实时发生变化的趋势，它完全满足FDA对生产过程实时监控的要求。

代表性取样是进行精确测试的关键。如果将TWISTER单个取样的时间细分，这个结论就会变得很明显。MYTOS最大的数据采集速度高达2000次/秒，如图2所示，当采集速度为5次/秒时，管道内的粒度波动就会变得明显。

TWISTER扫描管道横截面随时间变化的粒度结果（15秒内80次测试）

时间细分后的粒度结果表明，x90值在扫描取样时有较大波动，同时瞬时被测样品对应的光透浓度(Optical Concentration)也得到了测试。由于从分级机出来的产品具有强大的角动量，X90值的波动是非常自然的，同时也很好地证明了局部单个点的取样方式是不科学的。既然在生产流程管道的整个横截面上的颗粒粒径分布和浓度是不断变化的，因此在气流磨后部管道横截面上的完整、连续性取样是最具有代表性的方式。

只有TWISTER在生产管道内进行螺旋路线扫描取样，并对管道整个横截面整合为一次扫描，才能最终为MYTOS激光衍射系统提供具有代表性的样品。

MYTOS的On-line操作系统不受生产管道条件的限制。以前的操作系统虽然也有清洁气流和保护流，但只有两个光学视窗，且没有分散系统整合到管道上。与之相比，独立的MYTOS on-line 装置具有全自动对焦的激光衍射系统，可以在每次正常测试之前进行背景测试，这就确保了MYTOS分析系统在每次测试时高度的清洁和完整的对焦准直。而且独立的on-line安装方式，避免了仪器对生产过程产生负面影响。

结论：

德国新帕泰克公司的TWISTER & MYTOS 工业在线激光粒度测试系统：