White Paper

Studi Desain Eksperimen Yang Efektif

White Paper

DoE Untuk Pengembangan Kimia Inovatif di Lab

Studi Desain Eksperimen (DoE)
Studi Desain Eksperimen (DoE)

Cepat dan efisiennya penemuan serta pengembangan entitas kimia baru adalah tantangan yang tidak pernah berhenti.  Ahli dan insinyur teknik kimia organik menerapkan berbagai teknik dan metode untuk meningkatkan jalur sintesis  sehingga menjadi lebih efektif dan meminimalkan penggunaan bahan pemula yang mahal harganya .  Kemajuan dalam metode dan alat sintesis memungkinkan dilakukannya perbaikan.

Dalam lab kimia organik sintetik masih banyak ditemui hambatan atau rintangan yang harus diatasi.  Reaksi kimia dipengaruhi oleh berbagai parameter, sehingga sulit  menemukan parameter yang optimal secara cepat dan efisien.  Kondisi kimia dapat dipengaruhi oleh  sejumlah parameter, termasuk konsentrasi, laju penambahan, suhu, pelarut, katalis, dan pH.  Seringnya, parameter cenderung saling memengaruhi. Reaksi juga dapat dipengaruhi  oleh jenis atau kecepatan pengadukan yang mempengaruhi transfer massa dan juga pada hasil eksperimen.

Sebagai ganti pendekatan "coba-dan-salah", di mana tiap parameter diteliti sendiri-sendiri dan interaksi antar parameter tidak dapat dideteksi dengan mudah, para ilmuwan dapat menerapkan metodologi Desain Eksperimen (DoE) di dalam lab kimia organik sintetik.   Dokumen teknis ini menjelaskan pendekatan DoE dan bagaimana pendekatan ini digunakan untuk mengidentifikasi relasi antar parameter, menentukan  pengaturan optimal agar variabel respons (termasuk, yield, selektivitas, level ketidakmurnian) mencapai nilai ideal.

Dua studi kasus dijelaskan:

  • Para peneliti di Universitas Ilmu Terapan Zurich (ZHAW) meneliti polimerisasi stirena untuk:
    • Memahami kinerja dan akurasi kontrol suhu, salah satu prasyarat studi DoE yang andal.
    • Melacak kemajuan dan keterulangan
       
  • Para ilmuwan di  Lonza SA mengeksplorasi reaksi Sintesis Peptida untuk:
    • Mengidentifikasi dampak parameter reaksi
    • Memberikan pemahaman yang lebih baik atas sebab dan akibat variabilitas proses
    • Memperpendek siklus pengembangan kimia
    • Mendukung pendekat Kualitas-berdasarkan-Rancangan (QbD)