通過谷氨酸鈉酸化來模擬L-谷氨酸的沉淀
前言
化工及藥物合成中的結晶研究是化工/制藥工藝開發中的關鍵步驟，它涉及到從溶液中形成固體物晶體的過程。對藥物而言，結晶不僅影響藥物的物理性質，如純度、穩定性、溶解性和生物利用度，而且還關系到藥物的生產效率和成本。
一般結晶研究：
1.結晶條件的優化：
o確定最佳的結晶條件，如溫度、溶劑、pH值、攪拌速度和添加順序，以獲得理想的晶體形態和尺寸。
o通過實驗設計（DoE）和統計分析來優化結晶過程。
2.結晶過程中的控制策略：
o開發和應用先進的過程分析技術（PAT），如在線pH、濁度和拉曼光譜，實時監控和控制結晶過程。
o使用計算機模擬和數學模型來預測和優化結晶行為。
3.結晶過程中的熱力學和動力學：
o研究藥物結晶過程中的熱力學參數，如溶解度、相圖和熱力學函數。
o研究結晶動力學，包括成核速率、生長速率和晶體尺寸分布。
案列： 通過谷氨酸鈉酸化來模擬L-谷氨酸的沉淀
背景: 通過酸化鹽類進行的結晶和沉淀過程的特點是，在微觀和宏觀層面上熱力學、動力學和流體動力學效應之間存在復雜的相互作用，這使得其數學建模成為一個具有挑戰性的任務。將顆粒形成建模的群體平衡方程（PBE）與沉淀系統的復雜化學反應整合在一起，這個方程代表了系統中顆粒數量的平衡，并且必須與考慮流體動力學、熱力學和動力學關系的物種的經典物質平衡一起解決。開發穩健的沉淀過程數學模型對于它們的有效控制和放大至關重要。大多數為沉淀過程開發數學模型的研究都集中在無機沉淀系統的學習和控制上。有機材料的沉淀工作只有少數幾篇。
研究方法：通過研究在半間歇反應器中用鹽酸酸化單鈉谷氨酸（MSG）的過程，定量確定反應結晶過程中復雜的動力學相互作用的新見解。使用數學模型模擬L-谷氨酸離子的動態平衡、它們在溶液中的同時存在以及對晶體尺寸和尺寸分布的影響。模型基于群體平衡方程與結晶動力學和過程熱力學的整合，包括化學反應方程、pH值、成核、尺寸無關的生長和群體平衡方程。這允許精確確定反應結晶的驅動力以及成核和晶體生長速率表達式的參數。
結論： 開發的數學模型能夠模擬L-谷氨酸通過MSG酸化過程的沉淀，包括詳細的化學反應機制、成核、晶體生長和群體平衡。模型可以通過考慮晶體破碎和聚集的方程以及反應熱的能量平衡方程來擴展，以更準確地表示酸化過程。
結晶實驗：使用H.E.L Simular系統進行，該系統包括一個2L雙夾套玻璃反應釜，一個Julabo FP50-HD油浴，控制軟件WIN-ISO,攪拌采用不銹鋼斜槳攪拌器，四個槳葉45°旋轉，勻速250rpm/min。PT100測量溶液溫度，使用內置的濁度測量光纖探頭確定透光率（濁度），以檢測結晶的開始。用隔膜泵將6M HCl以0.5g/min的恒定速率加注到5種不同初始濃度的谷氨酸鈉溶液中。反應釜內的溫度保持在25℃不變。
H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories 成立于1987年，總部設在倫敦，在中國、美國、德國、意大利、印度擁有分公司。全資的赫伊爾商貿（北京）有限公司于 2020年在北京設立。
關于綠綿科技
2001年成立的北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現客戶服務價值為宗旨，以專業精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實驗數據精確分析和管理的全面解決方案，致力于協助客戶提高分析檢測的效率和水平。
主要代理產品：GC/MS/MS,LC/MS/MS新機租賃業務/LUMTECH循環制備液相/靜音型雙頻超聲清洗/Knauer研發，中試和生產脂質納米顆粒（LNP)碰撞噴射混合器系統/冰點滲透壓儀、液相/超高壓液相色譜儀、在線SPE液相色譜儀/法國F-DGSi氮氣，超高純氫氣氣體發生器，液氮發生器/Cytiva生命科學設備/LabOS實驗室運營系統/MassWorks準確質量數測定及分子式識別系統/MsMetrix氣質香精香料分析軟件/Sin-QuEChERS農殘凈化柱/制藥企業質量回顧性報告系統（QRS)/英國赫伊爾生物反應器，電池絕熱量熱、催化劑合成。
文章來自HEL微信公眾號，編號HEL2024-YJ-1201
關于綠綿科技
北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現客戶服務價值為宗旨，以專業精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理、樣品制備及分析、實驗數據精確分析和管理的全面解決方案，致力于協助客戶提高分析檢測的效率和水平。主要代理產品聯系電話：010-82676061/2/3/4/5/6/7/8
E-mail：info@lumtech.com.cn。
