Kimyasal Reaksiyonlar İçin Otomatik Numune Alma

Otomatik numune alma; pipet ve şırınga gibi manuel numune alma araçlarını kullanırken karşılaşılan zorluklara çözüm getirerek verimliliği artırır. EasySampler ile otomatik numune alma, kimyagerlerin deney iş akışlarını kolaylaştırmanın yanı sıra onları yorucu manuel numune alma işlemlerinden de kurtaran, pratik ve kusursuz bir çözümdür.

EasySampler, HPLC gibi standart offline analizler için gece gündüz yüksek kalitede numuneler sağlayan, otomatik ve müdahalesiz bir numune alma çözümüdür.Prob bazlı bu benzersiz, patentli teknolojide kullanılan mikrocep:

• Reaksiyon koşullarında, in-situ olarak numune alır ve bu numuneleri hızlı şekilde soğutur
• Planlanmış aralıklarla numune alır
• Offline analize hazırlık için numuneyi seyreltir
• Kullanmak için uzman olmanız gerekmez

Günlük (veya gecelik) çalışmalarınız sırasında, diğer yükümlülükleriniz, genellikle reaksiyonlardan gereken sıklıkta numune almanıza imkan tanımaz. Bu da veri kaybına veya eksikliğine yol açar. Eksik kalan bu veri noktaları, genellikle ideal bitiş noktasını ve impürite oluşumuyla ilgili önemli bilgileri içerir. EasySampler, in-situ olarak hızlı soğutma ve seyreltmeyi de içeren temsilî ve tekrarlanabilir numune alma işlemlerini yerine getirerek her an LC'ye hazır numuneler sağlar.

EasySampler ile otomatik numune alma, daha fazla reaksiyon bilgisi sağlarken zahmetli manuel numune uygulamalarını da ortadan kaldırarak bilim insanlarının iş akışlarını ve verimliliği optimize etmesini sağlar. Verimliliği daha da artırmak amacıyla, numune alma işlemi, otomatik olarak planlanabilir veya sıcaklık, karıştırma, dozajlama, pH veya diğer gerçek zamanlı proses bilgileri de dâhil olmak üzere, değişen proses parametrelerinin bir fonksiyonu olarak başlatılabilir.

EasySampler'ın işlevsel dokunmatik ekranı; bilim insanlarının, reaksiyonun zamana bağlı ilerleme durumunu izlemek üzere manuel olarak müdahale gerektirmeyen numune alma ve seyreltme işlemlerini önceden programlamasına izin verir. Bu, her bilim insanına reaksiyon mekanizmalarını, kinetiğini, ara ürünlerini ve impürite profillerini anlamak üzere HPLC veya NMR gibi offline analizler için temsilî numuneleri, tekrarlanabilir şekilde toplama olanağı tanır.

EasySampler ile otomatik numune alma; balon jojelerde, ceketli laboratuvar reaktörlerinde veya EasyMax ve OptiMax gibi otomatik kimyasal reaktörlere sorunsuz şekilde entegre edilerek kullanılabilir. Bu, değişen proses koşullarının reaksiyon performansı üzerindeki etkisinin kolayca tanımlanmasına olanak tanır. 

Özellikle heterojen ve çok aşamalı reaksiyonlar veya ortam sıcaklığının altındaki veya üzerindeki sıcaklık ve basınçlara sahip reaksiyonlarda, manuel numune alma, her zaman hatasız ve tekrarlanabilir numuneler sağlamaz. Hızlı soğutmada yaşanan gecikmeler, genellikle değişken sonuçlara ve hatalı analiz bilgilerine sebep olur. EasySampler, en zorlu koşullar altında bile reaksiyonlardan numunelerin toplanması ve hızlı soğutulması için otomatik ve güçlü bir hat içi metot sağlar.

EasySampler'ın esnek yapısı, bilim insanlarının basınçlı kaplar dâhil olmak üzere flakonlardan kilo ölçeğindeki kaplara kadar çeşitli kaplardan, çeşitli proseslerden yüksek kalitede numuneler almasını sağlar.

Otomatik numune alma, numune alma hatalarını ortadan kaldırdığından ve offline analiz sonuçlarının, reaksiyonu gerçekten proses koşulları altındaki hâliyle temsil etmesini sağladığından, reaksiyonun anlaşılmasını kolaylaştıran önemli bir metottur.

Temsilî, tekrarlanabilir sonuçlar şu şekilde elde edilir:

• Numuneler; reaktörün bulunduğu noktadan, reaksiyon koşullarındaki hâliyle alınır
• Kayıt tutma konusundaki değişikliklerin yol açtığı hataları önlemek üzere, numunelere saat ve tarih bilgisi eklenir. Veriler, hat içi PAT bazlı analiz metotlarının sağladığı sonuçlarla kolayca birleştirilebilir.
• Numune sayısındaki artışla birlikte otomatik ve kesintisiz veri toplama yoluyla elde edilen daha yüksek veri kalitesi, zengin veri sağlayan deneyleri destekler

Laboratuvarda çalışan bilim insanları, tehlikeli kimyasallara maruz kalma ve yaralanma tehdidi altındadır. Geleneksel numune alma araçlarını kullanarak yapılan manuel numune alma işlemlerinde, operatörün reaktörü açması gerekir ve bu sırada yüksek sıcaklıktaki veya basınçtaki toksik maddelere maruz kalabilir. EasySampler, manuel işlemlere duyulan ihtiyacı ve tehlikeli kimyasallara maruz kalma riskini azaltarak kullanıcı güvenliğini artırır.

Bu makalede, otomatik numune almanın sağladığı avantajlar incelenmekte ve Pfizer şirketinde impürite ve kinetik profili çalışmalarına EasySampler'ın uygulanmasının test edildiği şu dört örnek uygulama ele alınmaktadır:

1. Ullman reaksiyonunda impürite ve kinetik profili
2. İmidazolit reaksiyonunda proses parametrelerinin etkisinin ölçülmesi
3. C-H aktivasyonu reaksiyonunda bitiş noktasının algılanması
4. Aminasyon reaksiyonu ölçeğinin büyütülmesi

EasySampler, numune alma ile ilgili üç adımı tek bir otomatik işlemde birleştirerek, tekrarlanabilir ve doğru numuneleri elde etmek üzere her seferinde aynı şekilde numune alır.

• Doğru numune alma işlemi, mikrocebin harekete geçerek temsilî bir numunenin alınmasını sağlamak üzere reaksiyon karışımına daldırılmasıyla başlar
• In-situ hızlı soğutma işlemi, reaksiyonu anında durdurur ve numune alım zamanının temsilî olmasını sağlar
• Ardından gerçekleştirilen seyreltme ve flakona dağıtım işlemleri, numuneleri offline analize hazırlar

Bu adımlar, numunelerin yüksek oranda tekrarlanabilir olmasına ve temsilî analitiz sonuçları sağlamasına imkan tanır. Her şeyden önemlisi, otomatik numuneler önceden programlanan veya planlanan zamanlarda alınabilir. 

EasySampler ile sürekli otomatik numune alınması, reaksiyon ve impürite profili çalışmalarını destekler. Hakemli dergilerden alınan yayınların listesi, hem akademik dünyada hem de sektörde araştırmalarını ilerletmek için veri açısından zengin deneyleri desteklemek isteyen araştırmacıların EasySampler ile ilgili heyecan verici yeni uygulamalarına odaklanıyor.

• Pollack, S. R. ve Dion, A. (2021). Metal-Free Stereoselective Synthesis of (E)- and (Z)-N-Monosubstituted β-Aminoacrylates via Condensation Reactions of Carbamates. The Journal of Organic Chemistry, 86(17), 11748–11762. https://doi.org/10.1021/acs.joc.1c01212
• Zhao, X., Webb, N. J., Muehlfeld, M. P., Stottlemyer, A. L. ve Russell, M. W. (2021). Application of a Semiautomated Crystallizer to Study Oiling-Out and Agglomeration Events—A Case Study in Industrial Crystallization Optimization. Organic Process Research & Development, 25(3), 564–575. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.0c00494
• Jurica, J. A. ve McMullen, J. P. (2021). Automation Technologies to Enable Data-Rich Experimentation: Beyond Design of Experiments for Process Modeling in Late-Stage Process Development. Organic Process Research & Development, 25(2), 282–291. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.0c00496
• Malig, T. C., Yunker, L. P. E., Steiner, S. ve Hein, J. E. (2020). Online High-Performance Liquid Chromatography Analysis of Buchwald–Hartwig Aminations from within an Inert Environment. ACS Catalysis, 10(22), 13236–13244. https://doi.org/10.1021/acscatal.0c03530
• Malig, T. C., Tan, Y., Wisniewski, S. R., Higman, C. S., Carrasquillo-Flores, R., Ortiz, A., Purdum, G. E., Kolotuchin, S. ve Hein, J. E. (2020). Development of a telescoped synthesis of 4-(1H)-cyanoimidazole core accelerated by orthogonal reaction monitoring. Reaction Chemistry & Engineering, 5(8), 1421–1428. https://doi.org/10.1039/d0re00234h
• Wang, K., Han, L., Mustakis, J., Li, B., Magano, J., Damon, D. B., Dion, A., Maloney, M. T., Post, R. ve Li, R. (2019). Kinetic and Data-Driven Reaction Analysis for Pharmaceutical Process Development. Industrial & Engineering Chemistry Research, 59(6), 2409–2421. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b03578
• Beutner, G. L., Coombs, J. R., Green, R. A., Inankur, B., Lin, D., Qiu, J., Roberts, F., Simmons, E. M. ve Wisniewski, S. R. (2019). Palladium-Catalyzed Amidation and Amination of (Hetero)aryl Chlorides under Homogeneous Conditions Enabled by a Soluble DBU/NaTFA Dual-Base System. Organic Process Research & Development, 23(8), 1529–1537. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.9b00196
• Mennen, S. M., Alhambra, C., Allen, C. L., Barberis, M., Berritt, S., Brandt, T. A., Campbell, A. D., Castañón, J., Cherney, A. H., Christensen, M., Damon, D. B., Eugenio de Diego, J., García-Cerrada, S., García-Losada, P., Haro, R., Janey, J., Leitch, D. C., Li, L., Liu, F., Lobben, P. C., MacMillan, D. W. C., Magano, J., McInturff, E., Monfette, S., Post, R. J., Schultz, D., Sitter, B., Stevens, J. M., Strambeanu, I. I., Twilton, J., Wang, K. ve Zajac, M. A. (2019). The Evolution of High-Throughput Experimentation in Pharmaceutical Development and Perspectives on the Future. Organic Process Research & Development, 23(6), 1213–1242. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.9b00140
• Carter, H. L., Connor, A. W., Hart, R., McCabe, J., McIntyre, A. C., McMillan, A. E., Monks, N. R., Mullen, A. K., Ronson, T. O., Steven, A., Tomasi, S. ve Yates, S. D. (2019). Rapid route design of AZD7594. Reaction Chemistry & Engineering, 4(9), 1658–1673. https://doi.org/10.1039/c9re00118b
• Zawatzky, K., Grosser, S. ve Welch, C. J. (2017). Facile kinetic profiling of chemical reactions using MISER chromatographic analysis. Tetrahedron, 73(33), 5048–5053. https://doi.org/10.1016/j.tet.2017.05.048
• Gurung, S. R., Mitchell, C., Huang, J., Jonas, M., Strawser, J. D., Daia, E., Hardy, A., O’Brien, E., Hicks, F. ve Papageorgiou, C. D. (2016). Development and Scale-up of an Efficient Miyaura Borylation Process Using Tetrahydroxydiboron. Organic Process Research & Development, 21(1), 65–74. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.6b00345
• Rougeot, C., Situ, H., Cao, B. H., Vlachos, V. ve Hein, J. E. (2017). Automated reaction progress monitoring of heterogeneous reactions: crystallization-induced stereoselectivity in amine-catalyzed aldol reactions. Reaction Chemistry & Engineering, 2(2), 226–231. https://doi.org/10.1039/c6re00211k
• Duan, S., Place, D., Perfect, H. H., Ide, N. D., Maloney, M., Sutherland, K., Price Wiglesworth, K. E., Wang, K., Olivier, M., Kong, F., Leeman, K., Blunt, J., Draper, J., McAuliffe, M., O’Sullivan, M. ve Lynch, D. (2016). Palbociclib Commercial Manufacturing Process Development. Part I: Control of Regioselectivity in a Grignard-Mediated SNAr Coupling. Organic Process Research & Development, 20(7), 1191–1202. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.6b00070
• Malig, T. C., Koenig, J. D. B., Situ, H., Chehal, N. K., Hultin, P. G. ve Hein, J. E. (2017). Real-time HPLC-MS reaction progress monitoring using an automated analytical platform. Reaction Chemistry & Engineering, 2(3), 309–314. https://doi.org/10.1039/c7re00026j
• Nykaza, T. V., Ramirez, A., Harrison, T. S., Luzung, M. R. ve Radosevich, A. T. (2018). Biphilic Organophosphorus-Catalyzed Intramolecular Csp2–H Amination: Evidence for a Nitrenoid in Catalytic Cadogan Cyclizations. Journal of the American Chemical Society, 140(8), 3103–3113. https://doi.org/10.1021/jacs.7b13803

• İmpürite Profili
• Paralel Sentez
• Organometalik Sentez ve Kimya
• C-H Aktivasyonu Reaksiyonları
• Kimyasal Reaksiyon Kinetiği
• Deney Tasarımı Çalışmaları
• Sentez Reaksiyonları
• Akış Kimyası
• Yüksek Basınçlı Reaksiyonlar
• Hidrojenasyon Reaksiyonları
• Tasarım Kalitesi