फार्मास्यूटिक्स क्षेत्र में सतत प्रवाह प्रौद्योगिकी की तकनीकी नवाचार और अनुप्रयोग प्रगति

1. निरंतर प्रवाह प्रौद्योगिकी के मुख्य फायदे और प्रेरक कारक

निरंतर प्रवाह प्रौद्योगिकी (CFT) माइक्रोचैनल रिएक्टर, फिक्स्ड-बेड रिएक्टर और अन्य उपकरणों के माध्यम से रासायनिक प्रतिक्रियाओं की पूर्ण प्रक्रिया की निरंतरता प्राप्त करती है। इसके मुख्य फायदे प्रक्रिया की तीव्रीकरण और विशेष रूप से नियंत्रण में हैं, जो पारंपरिक बैच उत्पादन से महत्वपूर्ण रूप से भिन्न हैं। YHChem निरंतर प्रवाह माइक्रोरिएक्टर उपयोगकर्ताओं के दर्द के बिंदुओं को प्रभावी रूप से हल करता है:

• बढ़ी हुई सुरक्षा : माइक्रोरिएक्टर्स में कम आयतन रहता है (आमतौर पर <100 mL), जिससे उच्च जोखिम वाली प्रतिक्रियाओं (जैसे, नाइट्रेशन, डायज़ोटाइज़ेशन) का सुरक्षित नियंत्रण होता है।
• कुशलता में बदलाव : द्रव्यमान और ऊष्मा परिवहन दर में 10–100 गुना सुधार होता है, जिससे रिएक्शन समय घंटों से कुछ मिनट या फिर सेकंडों में कम हो जाता है।
• गुणवत्ता एकाग्रता : प्लग-फ्लो विशेषताएं पैमाने पर बढ़ाने के प्रभाव को खत्म करती हैं, जिससे लैब और औद्योगिक उत्पादन के बीच प्राप्ति में विचलन <5% रहता है।
• हरी निर्माण : सॉल्वेंट के उपयोग में 30%–70% की कमी और कार्बन उत्सर्जन में 50% से अधिक कमी।

फार्मास्यूटिकल उत्पादन में सतत प्रवाह प्रौद्योगिकी के मुख्य तकनीकी श्रेणियाँ और अनुप्रयोग परिदृश्य

अभिक्रिया प्रणाली विशेषताओं के आधार पर, सतत प्रवाह प्रौद्योगिकी को निम्नलिखित प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

2.1 गैस-तरल अभिक्रिया प्रणाली

• केस स्टडी : CO/CO₂-सहायक कार्बोनिलेशन अभिक्रियाएँ, जैसे कि पैरॉक्सेटीन बीच यौगिकों का सतत संश्लेषण (उत्पादन: 92%, शुद्धता >99%)।
• नवाचार : Tube-in-Tube गैस लोडिंग डिवाइस द्वारा दक्ष गैस-तरल मिश्रण।

2.2 ठोस-तरल अभिक्रिया प्रणाली

• केस स्टडी : पैलेडियम-कैटलाइज्ड सुज़ुकी संयोजन अभिक्रियाएँ, कैटलाइस्ट की जीवनकाल को >500 घंटे तक बढ़ाती है (पारंपरिक बैच रिएक्टर में <50 घंटे)।
• अभिनव डिजाइन : SiliaCat-DPP-Pd फिक्स्ड-बेड रिएक्टर, पैलेडियम अवशेष <30 ppb।

2.3 गैस-तरल-ठोस अभिक्रिया प्रणाली

• केस स्टडी : निरंतर हाइड्रोजनेशन सिस्टम जल वियोजन को उच्च-दबाव वाले हाइड्रोजन सिलेंडर के स्थान पर लगातार रूप से जोड़ते हैं।
• विस्तारित अनुप्रयोग : भारी पानी के प्रतिस्थापन से द्रव्यमानिक डीटीरियम परमाणु को समाविष्ट करने के लिए डीटरेटेड दवा संश्लेषण।

2.4 तरल-तरल अभिक्रिया सिस्टम

• केस स्टडी : ब्यूचेर-बर्ग्स अभिक्रिया हाइडेंटोइन यौगिक संश्लेषण के लिए, आउटपुट 95% तक बढ़ाया गया (बैच रिएक्टर में 70% की तुलना में)।
• उच्च-दबाव तीव्रीकरण : 120°C और 20 बार की स्थिति में अभिक्रिया समय 10 मिनट तक कम कर दिया गया।

2.5 बहुफास एकीकृत सिस्टम

• नवीन मॉडल : सिंगापुर राष्ट्रीय विश्वविद्यालय में प्रोफेसर वु जीए की टीम द्वारा विकसित SPS-FLOW सिस्टम निरंतर प्रवाह और ठोस-अवस्था संश्लेषण को मिलाता है, प्रेक्सासर्टिब के छह-चरणों की पूरी तरह से स्वचालित उत्पादन की सुविधा देता है (कुल आउटपुट: 65%)।
• डेरिवेटिव क्षमता : प्रतिक्रिया चरणों की मॉड्यूलर प्रतिस्थापना 23 टेट्राजोल डेरिवेटिव्स का संश्लेषण करती है (उत्पादन: 43%–70%).

3. कन्टिन्यूअस फ्लो फार्मास्यूटिकल्स के लिए गुणवत्ता नियंत्रण और नियामक ढांचा

3.1 ICH Q13 दिशानिर्देशों की मुख्य मांगें

• बैच परिभाषा : समय या सामग्री प्रवाह दर द्वारा बैच की परिभाषा करने की अनुमति देता है ताकि बाजार की मांगों को लचीले रूप से समायोजित किया जा सके।
• प्रक्रिया विश्लेषणात्मक प्रौद्योगिकी (PAT) : pH, तापमान, सांद्रता और अन्य पैरामीटर्स का वास्तविक समय में पर्यवेक्षण करना प्रतिक्रिया के लिए प्रतिक्रिया नियंत्रण के लिए।
• उपकरण प्रमाणीकरण : >100 घंटे की लगातार संचालन के दौरान प्रक्रिया की स्थिरता को साबित करना आवश्यक है।

3.2 मामला अध्ययन: टेट्राजोल दवाओं का सतत संश्लेषण

• अप्टिमाइज़ेशन रणनीति : थर्मोडायनैमिक गणनाएँ प्रतिक्रिया मार्गों को अप्टिमाइज़ करती हैं, फॉर्मामिडीन जैसे उपजों को धक्का देती हैं (उपज बढ़कर <20% से 84% हो गई।)
• प्रक्रिया सुरक्षा : TMSN₃ के सतत उपयोग (उच्च विषाक्त एज़ाइड ऐजेंट) से संपर्क के खतरे कम होते हैं।

4. तकनीकी चुनौतियाँ और नवाचारपूर्ण समाधान

4.1 प्रतिक्रिया प्रणालियों में संगतता की समस्याएँ

• बॉटलनेक : बहु-चरण प्रतिक्रियाओं में सोल्वेंट/पदार्थ संघर्ष (उदा., धातु कैटलिस्ट के साथ ध्रुवीय सोल्वेंट संगत नहीं हैं।)
• तोड़ : मॉड्यूलर ठोस-फाज संश्लेषण डिजाइन प्रतिक्रिया कदमों के स्वतंत्र अप्टिमाइज़ेशन को सक्षम बनाते हैं (उदा., Prexasertib संश्लेषण में LDA-संवेदनशील पदार्थ संगतता)।

4.2 उपकरण बंद होना और स्वास्थ्य खर्च

• सामग्री की नवाचार : YHChem के सिलिकॉन कार्बाइड माइक्रोचैनल 10 गुना कीर्टि प्रतिरोध बढ़ाते हैं, जिनकी उम्र >5 साल होती है।
• ऑनलाइन सफाई (CIP) : एकीकृत पल्स बैकफ्लश प्रणाली स्वास्थ्य चक्र को 30 दिन तक बढ़ाती हैं।

4.3 नियमन और मानकीकरण की थमाव

• विरोधाभास : आवश्यक गुणवत्ता विशेषताओं (CQAs) के डेटाबेस को FDA के गुणवत्ता द्वारा डिजाइन (QbD) ढांचे के तहत स्थापित करें।
• व्यापार सहयोग : प्फाइजर और एली लिली ने संयुक्त रूप से जारी किया निरंतर फार्मास्यूटिकल मैन्युफैक्चरिंग व्हाइट पेपर GMP समायोजन को बढ़ावा देने के लिए।

5. भविष्य की झलक और शोध की दिशाएं

• बुद्धिमान समाकलन : AI-आधारित स्व-अप्टिमाइज़िंग अभिक्रिया पैरामीटर प्रणाली (उदाहरण के लिए, MIT की बंद-लूप फ्लो कंट्रोल प्लेटफार्म)।
• हरित रसायन विस्तार : C–H बांड सक्रियण के लिए फोटोरसायनिक/इलेक्ट्रोरसायनिक निरंतर फ्लो प्रणाली (90% कार्बन उत्सर्जन कमी)।
• जैव फार्मास्यूटिकल संगम : mRNA टीके के लिए निरंतर इन्कैप्सुलेशन प्रौद्योगिकी लिपिड नैनोपार्टिकल्स (LNPs)।
• मॉड्यूलर कारखाने : डिस्ट्रीब्यूटेड फार्मास्यूटिकल मैनुफैक्चरिंग के लिए कंटेनराइज़्ड सतत प्रोडक्शन इकाइयाँ।