Ein einzigartiges PAT-Tool zur Echtzeit-Inline-Größencharakterisierung in der kontinuierlichen Fertigung

Die Nanopartikelgröße gilt als entscheidendes Qualitätsmerkmal von Nanotherapeutika. Um die Synthese- und Formulierungsprozesse von Nanopartikeln besser zu verstehen und zu steuern, sind Werkzeuge der Prozessanalytik (PAT) zur Inline-Größencharakterisierung während der kontinuierlichen Fertigung äußerst gefragt. Allerdings erfordern häufig verwendete Techniken zur Messung der Partikelgröße eine Produktprobenahme und Probenvorbereitung, z. B. durch Verdünnung. Typischerweise wird eine solche Partikelgrößenanalyse offline, außerhalb der Produktionsanlage, durchgeführt. Dieser „Offline“-Analysemodus kann zu zusätzlichen Zeitverzögerungen führen, ermöglicht nur begrenzte Einblicke in den Prozess und führt zu höheren Entwicklungs- und Herstellungskosten.
Hier stellen wir den NanoFlowSizer vor, ein Inline-Messgerät, das nicht-invasiv die hydrodynamische Größe von Nanopartikelsuspensionen im Fluss bestimmen kann. Der NanoFlowSizer basiert auf räumlich aufgelöster dynamischer Lichtstreuung (SR-DLS), einer Technik, die Interferometrie mit niedriger Kohärenz mit traditioneller dynamischer Lichtstreuung kombiniert und alle 3–10 Sekunden Größenmessungen in fließenden Suspensionen (bis zu ~250 l/h) ermöglicht. SR-DLS verleiht die Fähigkeit, zwischen mehrfachem und einfachem Streulicht zu unterscheiden, wodurch die Bestimmung der Partikelgröße in stark trüben und/oder konzentrierten Nanoformulierungen möglich wird. Diese Funktionen machen den NanoFlowSizer zu einem Werkzeug für die prozessanalytische Technologie (PAT) für Systeme zur kontinuierlichen Herstellung von Nanopartikeln, wie z. B. Systeme zur Größenreduzierung auf Hochdruckbasis und Produktionssysteme auf der Basis von Lösungsmittelinjektion. Die Inline-Größenmessung kann als Rückkopplungsmechanismus verwendet werden, um die Bildung von Nanopartikeln entsprechend vordefinierter Anforderungen an Partikelgröße und Partikelgrößendispersion zu steuern und so eine dringend benötigte kombinierte Prozess- und Qualitätskontrolle bereitzustellen.
Insgesamt ermöglicht die Möglichkeit, die Größe von Nanotherapeutika im Fluss zu messen, eine kontinuierliche Verbesserung von Produkten und Prozessen. In unserem Beitrag konzentrieren wir uns auf die Anwendung des NanoFlowSizer für In-situ-Prozesskontrollmessungen von Nanopartikeln während der kontinuierlichen Fertigung.