Wei-Lee Wu 是普渡大学化学工程专业的博士生。他在马里兰大学学院帕克分校获得化学工程本科学位。在普渡大学，他在 Zoltan Nagy 教授的 CryPTSys 研究小组工作。他的研究重点是在各种工业结晶过程中利用过程分析技术工具进行结晶过程开发、整合和优化。在研究之外，他还是普渡大学化学工程研究生组织的主席，该组织旨在促进化学工程研究生的专业发展并培养他们的社区意识。
农用化学品快速结晶过程设计
利用质量控制手段
结晶是农用化学品工业中的一个关键分离过程，用于将农用化学品活性物质从不纯净的溶液中分离出来。结晶步骤设计不当会导致产率低、纯度低和过滤时间长。传统上，以质量源于设计（QbD）方法为主导的一系列试验设计用于优化结晶过程的操作曲线（即温度曲线、溶剂/助溶剂添加曲线、pH 曲线）。1 要通过试验探索整个设计空间，需要一份涵盖所有因素的详尽试验清单。为了尽量减少实验次数和人员接触有毒化学物质的机会，质量控制（QbC）利用针对目标关键质量属性（CQA）实施的控制策略来确定过程的运行曲线。2 为了快速进行工艺设计，可采用直接设计或无模型方法来快速确定工艺的运行曲线，使系统达到所需的 CQA。直接成核控制（DNC）和过饱和控制（SSC）这两种直接设计方法被用于控制模型农用化学品化合物的结晶。DNC 和 SSC 都利用过程分析技术 (PAT) 工具来获取数据和控制过程。DNC 利用闭环反馈控制方法和聚焦光束反射测量（FBRM）的粒子测量来生成温度循环。3 另一方面，SSC 在闭环反馈控制方法中通过紫外可见分光光度计进行浓度测量，通过控制温度来控制浓度。4
在这项工作中，采用了这两种直接设计方法来研究针形颗粒的粒形、长度和过滤时间的影响。初步结果表明，结晶-过滤过程的整体性能有了显著改善。使用基于浊度的 DNC 直接设计方法，过滤时间比标准配方缩短了四倍。改进后的程序不仅缩短了单元操作周期时间，还改善了颗粒形状，使下游操作（如干燥、运输）更加顺畅。使用高效液相色谱法（HPLC）对产品结晶进行的分析表明，农用化学品化合物的杂质分析并没有因为热循环而受到影响。基于 QbC 的直接设计方法还在更大规模（5 L）的结晶系统中进行了评估，称基于反馈控制的快速设计方法可实现农用化学品结晶过程的快速、稳健放大。
参考文献
(1) Bondi, R. W.; Drennen, J. K. Quality by Design and the Importance of PAT in QbD; Academic Press, 2011; Vol.
(2) Su, Q.; Ganesh, S.; Moreno, M.; Bommireddy, Y.; Gonzalez, M.; Reklaitis, G. V.; Nagy, Z. K. A Perspective on Quality-by-Control (QbC) in Pharmaceutical Continuous Manufacturing.计算。Chem.2019, 125, 216-231.
(3) Bakar, M. R. A.; Nagy, Z. K.; Saleemi, A. N.; Rielly, C. D. The Impact of Direct Nucleation Control on Crystal Size Distribution in Pharmaceutical Crystallization Processes.Cryst.Growth Des.2009, 9 (3), 1378-1384.
(4) Saleemi, A. N.; Rielly, C. D.; Nagy, Z. K. Comparative Investigation of Supersaturation and Automated Direct Nucleation Control of Crystal Size Distributions Using ATR-UV/Vis Spectroscopy and FBRM.Cryst.Growth Des.2012, 12 (4), 1792-1807.
