良好的计划是成功的开端--实验计划软件可以帮助把产品扩产成本降到最低

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(制药) 发布时间:2010-07-05


图中所示为影响产出率的三个因素:基础数量(X轴)、反应时间(Y轴,被隐藏)和温度(Z轴),变化范围由红(低)到紫(高)。

扩大实验室生产规模是一件费时费力的事情。而利用智能软件工具则可以减轻生产者的负担。请您仔细阅读下文,看看Novartis制药公司是如何通过使用实验设计软件来优化重要的防治疟疾药物Coartem的生产。

周密的实验设计可以使生产规模的扩大获得更加有效的结果,并可以缩短从实验到生产的时间。Novartis制药公司的产品Coartem被世界卫生组织定为防治疟疾的“基本药物”。针对于商业生产,世界卫生组织委托Novartis制药公司把药品价格降至生产价格。药物成分中Lumefantrin物质的合成方法应该有明显的修改,以便优化反应过程,并在保障质量的前提下获得合理收益。最初的生产过程中只有几步组成,但其中却显示了可以优化的空间:

部分反应需要长期的反应时间。

半成品需要高昂的清洁费用。

最后阶段,收益率大范围浮动,收益率为56%~90%。

工艺的优化必须在对合成步骤进行大量的实验。而通过使用实验计划软件,并借助实验设计软件(DoE),可以使制订优化的实验计划成为可能,并由此减少实验次数,也就是说,可以通过最少的实验次数来找到影响因素的最佳设置。研发人员可以通过应用Stavex von Aicos技术的实验计划软件来制定实验计划,在操作中占有更多优势。

优化步骤

这种实验计划软件通过以下几步引导工艺的优化,可达到最大限度的改善。

第一步是鉴别选中一种合适的溶剂,使产生的反应物能立刻溶解。

第二步可以明显提高反应的选择性。

接下来几步必须严格控制实验条件,即使在生产中有少量副产品产生,产出率也要保持在一个可接受的范围内。

在随后的环节中,软件通过简短、系统的分析,把以下四点看作关键的影响因素:数量、溶剂量、反应温度和反应时间,并要兼顾它们之间的相互作用。

理想的结果

实验结果表明,溶剂数量对产出率没有重要的影响。然而其他三个因素都非常重要,此外还出现了影响因素间的相互作用。从图中可以看出。其中颜色走向并不与轴线平行。低产出率对应的是低数量、低温度和一天之内的反应时间(Y轴)。更长的反应时间对应地也是更高的产出率。产出率已在表中给出,最高值与预计值86%相符。通过实验证明,这种情况下可以保留该数值。

Novartis制药公司的制药专家们并不满意这个结果,为了能减少过长的反应时间,还需要在更少数量、更高温度和1~2天之内的反应时间和条件下进行更多的实验。因为产出率要持续维持在81%~87%,所以接下来具体的优化实验要在这个范围内进行,并且反应时间要确定在一天之内。为了更加可靠,溶剂量也要在控制范围之内。其实,在较短的反应时间里也能得到87%的产出率。不用较低数量和质量的产品也能将反应时间减少2/3。通过灵活应用实验计划软件,除了可以得到更高的产出率、更高质量的成功扩产外,还可以加深对生产工艺的理解。

 

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