White Paper

Deney Çalışmalarının Etkili Tasarımı

White Paper

Laboratuvarda Yenilikçi Kimyasal Gelişimi İçin DoE

Design of Experiment (DoE) Studies
Design of Experiment (DoE) Studies

Yeni kimyasal maddelerin hızlı ve verimli bir şekilde keşfedilmesi ve geliştirilmesi sürekli karşılaşılan bir zorluktur. Organik kimyagerler ve mühendisler, sentetik yolları daha etkili olacak şekilde geliştirmek ve değerli başlangıç maddelerinin tüketimini en aza indirmek için çeşitli teknikler ve metotlar uygular. Sentez metotları ve araçlarındaki yenilikler gelişmeleri mümkün hale getirdi.

Sentetik organik kimya laboratuvarlarında hala engeller veya kısıtlamalar ortaya çıkmaktadır ve bunların ortadan kaldırılması gerekir. Kimyasal bir reaksiyonun birden fazla parametre tarafından etkilenmesi, optimal parametrelerin hızlı ve verimli bir şekilde bulunmasını zorlaştırır. Kimya; konsantrasyon, ekleme hızı, sıcaklık, çözelti, katalizör ve pH gibi parametrelerden etkilenebilir. Parametreler de sık sık birbirini etkiler. Reaksiyonlar ayrıca kütle transferi ve deney sonucunu etkileyen karıştırıcı türü ve hızından da etkilenebilir.

Bilim adamları sentetik organik kimya laboratuvarında, parametrelerin tek tek incelendiği ve birbirleri arasındaki etkileşimlerin kolayca algılanamadığı bir "deneme ve yanılma" yaklaşımını benimsemek yerine, Deney Tasarımı (DoE) metodolojisini uygulayabilir. Bu teknik dokümanda, DoE yaklaşımı ve parametreler arasındaki ilişkiyi belirlemek için nasıl kullanıldığı açıklanmakta ve tepki değişkeninin (verim, ayırıcılık ve yabancı madde düzeyi dahil olmak üzere) ideal değere ulaştığı optimal ayarlar tanımlanmaktadır.

Aşağıda iki örnek olay sunulmaktadır:

  • Zürih Üniversitesi Uygulamalı Bilimler (ZHAW) bölümündeki araştırmacılar aşağıdaki amaçlarla stiren polimerizasyon üzerinde araştırma yaptı:
    • güvenilir bir DoE araştırması için bir ön koşul olan sıcaklık kontrolünün performansı ve doğruluğunu anlamak
    • ilerleme ve tekrarlanabilirliği izlemek
       
  • Güney Afrika Lonza'daki bilim adamları aşağıdaki amaçlarla bir Peptid Sentez reaksiyonunu araştırdılar:
    • reaksiyon parametrelerinin etkisini belirlemek
    • proses değişkenliğinin sebep ve sonuçlarını daha iyi kavramak
    • kimyasal gelişim döngülerini kısaltmak
    • Tasarımla Kalite (QbD) yaklaşımını desteklemek