如何測量晶體尺寸分佈

• 介紹結晶和沉澱
• 基礎知識：溶解度和亞穩態區寬度
• 過飽和度：結晶的驅動力

離線分析通常用於在實驗結束時或生產運行期間確定晶體分佈。雖然這種方法很常見，但與晶體相關的離線分析存在局限性：

• 晶體很脆弱，會隨著溫度而變化，這使得代表性採樣和分析變得特別困難
• 許多晶體系統有毒，不適合採樣
• 很難採集足夠的離線樣本來確定快速變化的過程（例如結晶）相對於時間的表現。
• 採樣和離線分析之間的時間延遲往往太長，尤其是在生產中，無法做出可以提高產品品質的相關決策

這組 ParticleView 圖像巧妙地說明了各種晶體的複雜尺寸、形狀和結構。從大型圓形“巨石”到精美精緻的“樹突”，晶體產品通常多種多樣，對有效分離和下游操作提出了挑戰。

• 圖像 A 中的晶體可能會快速且一致地過濾。較大的巨石將為濾液快速通過留出足夠的空間。
• 像圖 B 中的平板可能是最難過濾的平板之一。板往往會堆疊在一起，形成一層濾液無法通過的晶體。這會導致過濾時間較長且可能可變，具體取決於晶體從結晶器中排出的方式。
• 圖 C 說明了過濾時間可能很長的另一種情況。小晶體會堵塞較大晶體留下的間隙，使濾液難以通過晶體床。這是一個常見問題，因為許多結晶過程都設計有在結晶結束時快速冷卻或反溶劑添加步驟（以提高產量），這會導致過度的二次成核。此外，在許多情況下，在批次結束時會增加攪拌以幫助排出，這會導致晶體破裂。
• 圖像 D 比許多人預期的更常見，至少在播種的有機結晶系統中是這樣。使用離線顯微鏡很難觀察這樣的結構，因為它會在取樣和製備過程中被壓碎。然而， ParticleView 揭示了美麗的樹枝狀結構。當用研磨的種子播種結晶時，通常會形成這樣的樹突。晶體表面的缺陷導致晶體從這些區域生長，並導致長晶體枝從種子核心生長。很難預測這樣的東西將如何過濾，但它很可能會分解，導致過濾時間變化。

透過即時研究晶體，科學家可以定期了解詳細且可靠的過程。 採用PVM技術的ParticleView V19 使科學家能夠直接觀察過程中的晶體和晶體結構，而無需取樣。

在動態變化的製程條件下，可以觀察成核、生長、斷裂、形狀變化等結晶機理，並可以放心選擇最合適的製程參數。一種簡單的基於圖像的趨勢，表明晶體尺寸、形狀和數量如何補充高分辨率實時圖像，並允許立即識別和調查重要的過程事件。

使用 ParticleTrack，科學家可以：

• 研究各個尺寸等級的晶體計數 – 以優化晶體尺寸分佈的細端和粗端
• 確定結晶過程表現不佳的根本原因
• 使用基於工藝的證據選擇正確的工藝參數以獲得最佳結晶性能
• 監控流程的可重複性和一致性
• 將製程中測量與離線粒度分析相關聯
• 模擬晶體尺寸和計數對產品和製程品質的影響

採用 FBRM 技術的 ParticleTrack 探頭浸入流動漿料或液滴系統中，無需稀釋。聚焦雷射掃描探針視窗的表面並追蹤各個弦長 - 粒徑、形狀和計數的測量值。這種實時測量以分佈形式呈現，統計數據（例如平均值、計數）隨時間變化的趨勢。

結晶裝置操作提供了獨特的機會來瞄準和控制優化的晶體尺寸和形狀分佈。這樣做可以大大減少過濾和乾燥時間，避免儲存、運輸和保質期問題，並以較低的成本確保一致且可重複的過程。

本白皮書系列涵蓋了優化晶體尺寸和形狀分佈的基本和高級策略。

了解基於圖像的製程趨勢如何縮短結晶週期時間並提高質量，同時保持相似的晶體尺寸和形狀。

本白皮書討論了設計植入策略的最佳實踐，以及實施植入協議時應考慮哪些參數。儘管在過去三十年中對結晶的理解有所提高，但播種步驟仍然面臨挑戰。