EasyViewer 粒徑分析儀

影像轉弦線徹底改變了科學家和工程師即時理解與表徵複雜粒子系統的方式。搭載 IC Vision 的 EasyViewer 可擷取高解析度影像，而影像轉弦線則將其轉化為可付諸行動的粒徑與計數資料。 這種原位影像與粒徑及計數資訊的結合，使 EasyViewer 與影像轉弦線成為加速粒子製程開發的關鍵工具。EasyViewer 以一定角度直接插入製程流或容器中，確保粒子能夠順暢流經探頭視窗，並由雷射提供照明。 當粒子流經視窗時，系統會擷取高速影像，並分析每張影像像素柵格列中的背向散射光，以識別每個粒子的起點與終點。接著，利用兩點之間的距離計算弦長。 透過在每張影像中重複進行數千次這項量測，Image to Chords 可提供粒子在製程中自然存在狀態下，其粒徑與數量的統計上穩健且高度靈敏的特徵。使用 IC Vision，便能簡單、直觀且直接地視覺化粒子群如何隨時間演變。 在整個實驗期間不同時間點所取得的弦長分布可快速比較，以揭示粒子機制，並可透過對應的原位影像進行視覺確認。弦長分布的變化可用來追蹤粒徑與數量如何從製程開始到結束持續演變。 各個弦長分布的統計資料，例如細粒與粗粒尺寸級別中的計數，可隨時間呈現趨勢。透過提供製程中的粒徑分布與趨勢，科學家和工程師能聚焦特定粒子屬性，並有信心地掌控粒子，以提升產品品質與製程效能。藉由影像轉弦線，研究人員得以更快速地做出更明智的決策。 利用單一原位探頭從每次實驗中獲得即時製程洞察，徹底改變了粒子系統的研究與最佳化方式。若要了解更多，請前往 mt.com slash easyviewer。

您好，我是 Dez O'Grady，是 Mettler Toledo 結晶領域的主題專家之一。我想借此機會向您簡要更新我們的「掌控粒子」計畫，並介紹粒子工程工作站的概念；這項概念可協助解決粒子工程與結晶方面的一些關鍵挑戰與問題。 結晶，如同許多熟悉此領域的人所知道的，是一項單元操作，能以非常便利的方式將產品分離並純化。在結晶器中取得正確的晶體尺寸與形狀分佈，有助於緩解下游可能出現的問題，例如過濾、乾燥、運輸以及產品配方。此流程不同階段常見的某些挑戰包括 包括因過濾時間過長而導致產品在濾器上分解，這可能是因為過多細小顆粒所致；或者，例如因顆粒形狀相關的流動性問題而導致物料難以運送，因此在結晶器中把各項條件做好，確實有助於最佳化下游作業 與結晶和粒子工程相關的一些關鍵挑戰，可從我從兩篇非常好的結晶主題論文中摘錄的這兩段引文看出端倪。首先，來自第一篇論文——其實是禮來公司（Eli Lilly）的一篇連續結晶文獻——在他們所進行的專案中摘錄的一段話是：粒徑大於 200 微米可能會限制吸收，也就是生體可用率。 本質上，因此結晶需要提供未團聚、長寬比小且尺寸小於 200 微米的晶體。所以，較小的晶體尺寸對確保產品能良好運作非常重要。若看第二篇關於另一個專案的論文，其中指出在大多數情況下，細小顆粒並不受歡迎，因為在下游處理中它們可能非常難以操作，特別是在過濾、洗滌與乾燥方面。 因此，這裡的重點與清楚呈現的內容是：取得有效的產品與獲得良好且高效率的流程，實際上可能是彼此競爭的目標，而這使得粒子工程設計相當具有挑戰性。 就粒子工程而言，值得思考的一些事項，我喜歡用這樣的工作流程來理解：你有某些製程參數，作為科學家，你可以加以改變或嘗試最佳化。例如，所使用的溶劑種類、所採用的混合方式、pH 值，或反溶劑的添加速率，甚至是像冷卻速率這樣簡單的條件。依據這些不同選擇的組合，你會得到不同的轉化。 在結晶過程中發生，也就是說，或許你會偏好成長而非成核；又或者，例如混合速率太高，就會造成過度破碎；或者 pH 因某些原因偏離適當範圍，則會產生大量團聚。因此，製程參數會影響這些轉化，而依據你得到的轉化，最終可能會得到不同的結果；這個結果既包括你得到的產品本身，例如粒徑、形狀、純度、收率。 例如，但也包括你所生成粒子的製程適性。它們是否容易過濾？是否具有良好流動性？是否容易進行配方設計？因此，在設計粒子時，考量這個工作流程非常重要，也就是要考量你選擇的參數、所發生的轉化，以及你將得到的最終結果。 傳統上，做法是取離線樣品，並在取樣與製備後的特定時間點對粒子進行表徵。你可以在這裡看到一個典型流程：先取樣；要做好這件事需要非常好的方法開發，以確保例如不會改變晶體；但通常你會先取樣、過濾，或許再乾燥、以某種方式製備，然後進行分析以取得結果。 這對法規遵循非常重要，是證明對製程具有控制的非常標準化方法，有助於設定規格，也能讓你在特定時間點以快照方式了解當下發生了什麼。因此，這就是離線粒子表徵的方法。 然而，如果我們回到這個從參數到轉化再到結果的工作流程概念，離線樣品其實只能提供有關結果的資訊。而我們在 MATLAB Toledo 嘗試做的，是提供粒子工程工具，不僅能提供你必須最佳化的製程參數資訊，也能提供例如結晶過程中所發生的轉化資訊。因此，我們提供資訊。 圍繞製程參數，我們讓您能夠控制並記錄這些參數，同時也能監測結晶過程中的固相、粒子本身以及液相。而這些資訊結合起來，能提供非常有用的製程理解，幫助科學家在最後取得他們所需要的結果，並得到能產生良好產品且高效率的製程。因此，這其實就是我們的目的：提供。 這些粒子工程工具可幫助控制並記錄製程參數，並提供例如結晶過程中固相與液相的原位即時分析。 簡單來說，這種產品組合若包裝在工具箱或粒子工程工作站中，看起來大概會像這樣。你可以在這裡看到即時顯微影像，我們實際上正在觀察一個晶種結晶過程：它會成長並團聚，接著我們看到樹枝狀成長，然後它分裂，並出現二次成核，所以我們所視覺化的是非常複雜的機制，而我們也能量化這些機制。 機制是透過粒子追蹤儀器即時追蹤粒徑與粒子數量來加以量化，這一切都與製程參數（在此例中為溫度）整合在同一套系統中。因此你可以看到，在這個例子中當溫度下降時，粒子數量會在二次成核事件發生時附近上升。這就是對典型粒子工程工具箱或工作站如何運作的非常快速簡要概覽。 我們看待這件事的方式之一是，僅僅提供資料是不夠的；我們嘗試提供的是一個整體性解決方案，而這包含幾個不同面向。首先，這些工具必須是任何科學家都能直接上手並成功使用的 walk-up 工具。我們嘗試設計反應器，使其與較大尺度相匹配，希望讓放大決策更容易一些。我們的 IC 軟體平台也具備非常強大的資料分析工具。 以及資料管理解決方案。導入這種方法時會發生的一件事是，你會開始產生更多資料，因此能夠管理這些資料非常重要，這樣才能擷取有用資訊。因此，我們也圍繞 IC Data Center 提供資料管理解決方案，真正協助這一點。所以這就是完整的解決方案，整合在一起，易於使用、可直接上手、簡單明瞭但功能強大的軟體。 同樣如此，那麼這一切在最後究竟意味著什麼？我們希望透過這些粒子工程工作站，客戶可以真正聚焦於四件事，第一是 能夠設計出良好的粒子。 也就是粒子設計。因此，能夠設計出具有所需物理特性的粒子，特別是具有適當粒徑與形狀的粒子，也很重要。快速排除問題同樣重要。因此，我們希望能幫助科學家取得可識別問題或失敗根本原因的證據。 我們的引用清單中有很好的例子，我會在下一張也是最後一張投影片中說明；在那些例子裡，我們的工具實際上被用來記錄製程理解。 並證明製程控制，這對法規接受非常有幫助；最後則是可預測的製造，也就是利用實驗室中產生的資料 結合可能在 kilo lab、試驗工廠或製造現場收集的資料，確保當您最終達到全面量產規模時，具備可靠的放大信心與良好的製造能力 因此，最後我想很快地引導大家看一份引用清單，這或許值得一看。結晶製程的開發週期中有許多不同的粒子工程工作站應用，我們在此列出了一些，例如過飽和監測、觀察油析或相分離、放大、連續化，這些都是很好的應用；而這份引用清單連同更多參考資料其實可以在 也許您已經找到我在這裡指向的那個網站。網址是 www.mt.com/AC-control-particles。因此，如果您有興趣進一步了解產業界與學術界其他使用者如何運用這套粒子工程工作站，這個網站上有大約 40 或 50 篇相當近期的參考文獻，我認為對大家來說會很有意思，值得查看。謝謝。