Akturk, I., Mackey, J. S., Sundarkumar, V., Murbach, G., Joglekar, G., Csathy, A. T., Wehrle, F. J., Thompson, D. H., & Nagy, Z. K. (2026). Toward agile, distributed pharmaceutical manufacturing: continuous End-to-End integration of reaction, purification, and formulation for Lomustine via the MiniPharm platform. Organic Process Research & Development, 30(3), 595–618. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5c00314
Ovaj rad usmjeren je na razvoj platforme MiniPharm za proizvodnju onkološkog lijeka lomustina kroz kontinuiranu integriranu proizvodnju. Istraživači su povezali operacije proizvodnje djelatne tvari i gotovog lijeka integriranjem dvaju reakcijskih koraka u nizu, kontinuirane destilacije uz promjenu otapala, dvofazne MSMPR crystallization i tiska kapsula po potrebi. Razvoj svake od tih operacija zahtijevao je detaljno istraživanje kinetike reakcije, modeliranja topljivosti, PAT praćenja i simulacija procesa. Kroz napore za intenzifikaciju procesa koji su uključivali modifikacije reaktora, destilacijskih i crystallization jedinica, kao i integraciju automatizirane kontrole i in-line PAT-a radi učinkovitosti rada, istraživači navode da su postigli ukupni prinos procesa za lomustin od 69%.
U početnim šaržnim studijama, in situ FTIR je korišten za identifikaciju karakterističnih vrhova za početne tvari, međuprodukte i proizvod, uključujući cikloheksamin, 2‑kloroetil izocijanat, međuprodukt 1‑(2‑kloroetil)‑3‑cikloheksilureju, tert‑butil nitrit i lomustin. Ti su spektri korišteni za potporu kinetičkom modeliranju, odabiru vremena zadržavanja i provjeru konverzije u reakcijskim tokovnim reaktorima u nizu. Tijekom pokusa s integriranim operativnim jedinicama, MIR sonda instalirana je u MSMPR kristalizator radi praćenja koncentracije otopljene tvari, Supersaturation i ponašanja u stacionarnom stanju. Sustav mikroskopske snimke in situ omogućio je prikaz u stvarnom vremenu nukleacije, rasta kristala, promjena mutnoće i mogućeg izdvajanja ulja. Dvostruka PAT strategija u kojoj je MIR mjerio otopljene vrste, dok je vizualno snimanje pratilo stvaranje kristala, bila je ključna za učinkovitu continuous crystallization i uspješan, potpuno integrirani end-to-end tijek rada.
“Kako bi se omogućilo praćenje reakcijskog i crystallization procesa u stvarnom vremenu, korištena su dva PAT alata: Mettler Toledo ReactIR 702L Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) i Easy-Viewer 100 inline imaging sonda. Za šaržne reakcijske pokuse, ATR-FTIR je korišten za prikupljanje spektara kemijskih vrsta pri različitim koncentracijama i identifikaciju glavnih vrhova za reaktante i produkte. Za tokovnu sintezu, FTIR sonda bila je uronjena u tikvicu s okruglim dnom postavljenu nakon drugog reaktora. Ponovljeni pokusi tokovne sinteze potvrdili su visoke i dosljedne stope konverzije. Za integrirane kontinuirane end-to-end pokuse, FTIR sonda je prenamijenjena za praćenje crystallization tako da je postavljena izravno u MSMPR kristalizator. EasyViewer 100 korišten je uz nju za vizualno praćenje stvaranja kristala, mutnoće i rasta unutar MSMPR-a”.