冷却结晶过程药物活性组分在线浓度检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了冷却结晶过程药物活性组分在线浓度检测装置。该装置包括结晶釜、恒温槽、带有ATR检测探头的UV-vis光纤光谱仪、测温热电阻、搅拌器、数据通信转换器及控制电脑；带有ATR检测探头的UV-vis光谱仪、测温热电阻和搅拌器直接安装在结晶釜中；结晶釜与恒温槽连接；恒温槽、带有ATR检测探头的UV-vis光谱仪、测温热电阻和搅拌器通过数据通信转换器与控制电脑连接。本实用新型实现了药物活性组分浓度的在线快速检测，具有适用温度范围大、检测精度高、重复性好、操作简单的优点，适于结晶过程在线浓度检测推广。
【专利说明】冷却结晶过程药物活性组分在线浓度检测装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种在线浓度检测，特别是涉及一种基于ATR - UV技术的冷却结 晶过程药物活性组分在线浓度检测装置，属于在线检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 结晶作为一种高效环保节能的化工分离和提纯单元操作，广泛应用于药品、食品、 化肥、化学试剂、催化剂、香料、维生素、建筑材料等产品的生产过程。近年来，随着高附加值 精细化工产品、专用化学品及特定晶型药物的需求增长，如何更加有效监督、调控结晶过程 逐渐成为学术界和工业界研究热点和难点。过饱和度是结晶过程中晶核形成和晶体成长的 最基本推动力，对结晶产品的品质有显著影响。过饱和度是一定温度、压力下，溶液中溶质 的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度的部分。因此，结晶过程中浓度的检测和控制至 关重要，是广品品质控制的关键因素。
[0003] 常见的溶液浓度检测方法有重量法、密度法、电导率法等。
[0004] 重量法是最直观的溶液浓度测量方法。该方法将抽取的溶液样品称重，通过干燥 去除溶剂，测量干燥后的溶质质量，计算出蒸发的溶剂质量，最终计算得到溶液的浓度。但 是该方法要求样品中不含晶体颗粒，又难以完全脱除溶剂，且人工取样等待检验时间久，故 此方法不适于在线测量。
[0005] 大多数二元物系的密度与其浓度之间存在对应的函数关系，溶液的密度测量可间 接获得浓度信息。但与溶液浓度一样，密度不是一个可以直接测量的物理量，属于二次测 量。进入密度计的溶液中可能含有的气泡和细小晶粒，测量池温度的微小变化等都会对密 度测量结果产生影响。
[0006] 电导率是溶液浓度和温度的函数，故电导率的测量可实现溶液浓度的在线检测。 然而电导率法通常不适用于有机体系的测量，电导率测量池中结垢现象，会导致电导率的 巨大测量误差，进而影响溶液浓度测量的准确性；其测量结果较易受到温度、有关杂质干扰 影响，上述问题的存在限制了其在结晶过程浓度在线测量的应用。
[0007] 中国实用新型专利申请CN101788464A采用UV光谱进行在线浓度检测，但是需要 将溶液通过微滤器过滤颗粒，滤液送至检测池进行检测后返回结晶釜。此种方法虽实现了 在线检测，但没有实现原位实时监测，只适用于溶析结晶过程，且过程、系统复杂，不够直接 简便。 实用新型内容
[0008] 本实用新型所要解决的是现有技术检测时间长、重复稳定性以及检测方便快捷性 较差的问题，提供一种方便快捷、稳定精确的用于冷却结晶过程药物活性组分浓度在线检 测的装置，实现实时在线检测结晶过程溶液浓度。
[0009] ATR - UV为衰减全反射紫外光谱，衰减全反射技术的探测层极低，能有效避免结晶 溶液中因颗粒存在而引起的光散射，从而有效克服传统紫外光谱无法在存在颗粒的溶液中 进行测量分析的缺点。因此，ATR - UV光谱在检测过程中无需对溶液进行过滤等预处理，可 以直接采用探头进行原位测量，准确真实反映浓度信息。其工作原理如下：单芯光纤传来的 光信号，通过一个固定光栅色散后到达探测器，所探测到的光信号（吸光度）与溶液的浓度 之间可建立--对应的关系。
[0010] 本实用新型目的通过如下技术方案实现：
[0011] 基于ATR -UV的冷却结晶过程药物活性组分在线浓度检测装置，包括结晶釜、恒温 槽、带有ATR检测探头的UV -vis光纤光谱仪、测温热电阻、搅拌器、数据通信转换器及控制 电脑；带有ATR检测探头的UV - vis光谱仪、测温热电阻和搅拌器直接安装在结晶釜中；结 晶釜与恒温槽连接；恒温槽、带有ATR检测探头的UV - vis光谱仪、测温热电阻和搅拌器通 过数据通信转换器与控制电脑连接。
[0012] 本实用新型ATR检测探头直接浸入结晶釜的结晶浆液中获取ATR - UV光谱，无需 过滤颗粒，原位测量。溶液温度由测温热电阻实时测得，并通过数据通信转换器（AD/DA)传 送至控制电脑。Visual Studio编程实现溶液浓度自动测量计算、人机互动界面实时显示与 后台数据记录保存。
[0013] 药物活性组分结晶过程中，溶液溶解的药物活性组分在紫外区给定波长 200 - 400nm范围内有较强的吸收，可利用紫外区给定波长吸收的变化测量溶液浓度。光吸 收情况与当前物质浓度之间的定量关系采用Lambert - Beer定律描述，其基本表达形式为 R=k · y · 1，式中R为吸光度值，k为吸光系数，y为溶质浓度，1为光程。本实用新型采用带 有ATR检测探头的UV - vis光纤光谱仪实时获取ATR - UV光谱，实时原位反馈结晶过程溶 液中溶液的组分变化和浓度变化。
[0014] 本实用新型中，ATR - UV光谱随溶质浓度变化其吸收峰会有一定程度偏移，同浓度 溶液随着温度的升降变化其吸收峰在没有偏移的前提下也会有一定程度升降变化。为克 服浓度测量中存在的上述峰偏移，本实用新型在光谱吸收峰内取多波长处的吸光度进行建 模，并将溶液温度关联到浓度预测模型，以消除浓度效应和温度效应引起的峰偏移。在此基 础上，采用偏最小二乘法进行自变量(温度T，吸光度值R)信息的分解与提�。行� 量间多重共线性，进行化学计量多元校正得到浓度检测模型的相关关联系数，本实用新型 申请浓度检测模型如下：
[0015]
【权利要求】
1. 基于ATR - UV的冷却结晶过程药物活性组分在线浓度检测装置，其特征在于：包括 结晶釜、恒温槽、带有ATR检测探头的UV - vis光纤光谱仪、测温热电阻、搅拌器、数据通信 转换器及控制电脑；带有ATR检测探头的UV -vis光谱仪、测温热电阻和搅拌器直接安装在 结晶釜中；结晶釜与恒温槽连接；恒温槽、带有ATR检测探头的UV-vis光谱仪、测温热电阻 和搅拌器通过数据通信转换器与控制电脑连接。
2. 根据权利要求1所述的冷却结晶过程药物活性组分在线浓度检测装置，其特征在 于：所述的恒温槽、带有ATR检测探头的UV - vis光谱仪、测温热电阻和搅拌器通过数据线 与数据通信转换器连接。
3. 根据权利要求1所述的冷却结晶过程药物活性组分在线浓度检测装置，其特征在 于：所述的数据通信转换器与控制电脑通过数据线连接。
【文档编号】G01N21/33GK203870015SQ201420018040
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】江燕斌, 唐凯, 朱子飞, 卢帅涛 申请人:华南理工大学
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