结晶颗粒计数的基于声能的控制制造技术

本发明专利技术涉及结晶颗粒计数的基于声能的控制。本发明专利技术提供了一种制备结晶颗粒组合物的方法和系统，所述方法和系统使用聚焦声学处理来控制所产生的结晶颗粒的数量或计数。可以通过调节被用于引起溶质的初次成核动力学的聚焦声能的峰值入射功率来调节结晶颗粒的数量或计数。

Sound energy control for counting crystalline particles

The invention relates to sound energy control based on the counting of crystalline particles. The present invention provides a method and system for preparing crystalline particle compositions that use focused acoustic processing to control the number or count of crystalline particles produced. The number or count of crystalline particles can be adjusted by adjusting the peak incident power of the focused sound energy used to induce the primary nucleation kinetics of solutes.

【技术实现步骤摘要】
结晶颗粒计数的基于声能的控制相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年2月23日提交的题为“ACOUSTICENERGY-BASEDCONTROLOFPARTICLECOUNTINCRYSTALLIZATION(结晶颗粒计数的基于声能的控制)”的美国临时申请序列No.62/462386的优先权，其全部内容通过参引并入本文。
本文中所描述的各方面涉及使用聚焦声能来控制结晶颗粒的成核动力学。
技术介绍
声能已经被用于在溶液中产生成核位置，以便在成核位置处形成结晶颗粒，例如在美国专利申请公开2013/0026669中所教导的。美国专利申请公开2013/0026669还教导的是声能可以被用来影响结晶颗粒在溶液中生长的速率，以及用于控制所形成的结晶颗粒的大小。
技术实现思路
本专利技术的各方面涉及使用聚焦声能来控制在溶液中产生的结晶颗粒的计数或数量。本专利技术人惊讶地发现，可以通过调节施加到溶液上的聚焦声能的峰值入射功率(PIP)来控制每单位体积和/或每单位时间由初次成核和/或二次成核在溶液中所产生的结晶颗粒的数量。在一些实施方式中，在保持处于低于初次成核和二次成核水平的溶质的温度和浓度的溶液中，以受控颗粒数产生速率引起了结晶颗粒的初次成核。也就是说，在没有使用聚焦声能的情况下可以将该溶液维持在下述温度和浓度水平处：该温度和浓度水平低于发生初次成核和/或二次成核所需的温度和浓度水平。因此，由于暴露于聚焦声能而发生初次成核，并且基于施加到溶液的峰值入射功率来控制颗粒计数，即由初次成核产生的结晶颗粒的数量。在本专利技术的一个方面中，制备结晶颗粒的方法包括，以浓度和温度低于溶质的初次成核和/或二次成核发生所需的浓度和温度在溶液中提供溶质。溶质可以溶解在溶液中，但溶液的浓度和温度可以使得结晶不会自发发生。在一些实施方式中，可以将溶液维持处于高于溶解度阈值和接近(或低于)溶液的二次成核阈值的浓度和温度。在其他实施方式中，可以将溶液维持处于高于溶液的二次成核阈值但低于溶液的初次成核阈值的浓度和温度。当处于这样的温度和浓度水平时，溶液可以暴露于聚焦声能，该聚焦声能布置成通过初次成核和/或二级成核使溶质在溶液中形成结晶颗粒。也就是说，可以通过暴露于聚焦声能来形成以其他方式将可能不会形成的结晶颗粒。聚焦声能可能对颗粒计数或形成的结晶颗粒的数量——比如每单位体积或每单位时间的颗粒的数量——有影响。可以通过调节聚焦声能的峰值入射功率(PIP)来调节每单位体积(或每单位时间)的由初次成核和/或二次成核所形成的结晶颗粒的总数或计数。例如，如果200瓦的PIP导致每毫升溶液每秒产生1000个颗粒，将PIP增加到300瓦则可以将颗粒计数增加到每毫升每秒1200个颗粒。PIP中的这种调节可以重复且可靠地调节颗粒数值，使得可以监测颗粒计数并将其用作聚焦声学系统的反馈，从而调节PIP并因此调节结晶过程的颗粒计数。在一些实施方式中，在暴露于聚焦声能和调节PIP的步骤期间溶液所保持的温度和/或浓度可以是恒定的。如上所述，暴露于聚焦声能期间溶液的浓度和温度可低于初次成核所需的浓度和温度，例如在初级阈值水平与二次阈值水平之间。通常，增加PIP将会增加每单位体积(和/或时间)形成的结晶颗粒的总数，并且减小PIP将减少每单位体积(和/或时间)形成的结晶颗粒的总数。在一些实施方式中，溶液可以流入声能处理室的入口以通过声能进行处理，并且随后可以从声能处理室的出口流出。这样的流通式系统可以容纳相对大体积的溶液，尽管例如处理室的体积可能相对较小。例如，可以使用体积为10ml至100ml的处理室来处理10升或100升溶液。当然，可以采用其他处理室体积。因此，在一些实施方式中，声能处理室的入口可以与供应储液器直接流体连通，并且声能处理室的出口可以与出口储液器直接流体连通。例如，在一个实施方式中，溶液可以从进料反应器容器流动至声能处理室的入口，并且在声能暴露之后，从声能处理室的出口流动至混合悬浮混合排料(MSMPR)容器。这样的布置可以允许产生可以在MSMPR容器处被移除的结晶颗粒。在一些情况下，(例如，当离开处理室进入MSMPR容器时或在MSMPR容器中时)可以测量在MSMPR容器中的溶液的至少一部分中的结晶颗粒的大小和/或数量，并且可以使用所测量的结晶颗粒的大小和/或数量来调节聚焦声能的PIP。尽管所形成的晶粒的大小可以变化，但是在一些实施方式中，结晶颗粒可以各自具有小于1000微米的大小。例如，一种方法可以靶向形成大小小于5微米或大小在5微米与100微米之间的颗粒，尽管可以采用其他尺寸范围。在一些实施方式中，通过暴露于聚焦声能而形成的结晶颗粒可以被用于在溶液中诱发二次成核。因此，可以控制溶液的浓度和温度来实现期望的结晶动力学。根据本专利技术的各方面，可通过聚焦声学处理样本体积的高半连续流以通过晶体生长形成结晶颗粒，比如大于50mL、大于100mL、大于1L或甚至更大的样本。在一些实施方式中，可以使用流通系统来声学地处理具有连续流量的样本以累积高体积。例如，样本可以流过处理室，使得样本暴露于聚焦声场的聚焦区。样本的各个部分可以被一次或多次进行声学处理。例如，样本可以在处理室与储液器之间循环流动。或者，样本可以流动通过具有多个处理室的系统，并且在处理室的每个处理室中进行声学处理。在一些实施方式中，处理室可以是长形导管，并且聚焦声场的聚焦区也可以被拉长以随着样本流动通过处理室而对样本进行声学处理。通过容器(例如，通过处理室)的至少一部分样本的流量可以为至少0.1mL/min，或者在约0.5mL/min与约500mL/min之间。使用流通式布置，对可以经过声学处理的样本材料的体积没有限制。然而，在一些实施方式中，结晶颗粒的制备不需要流通式系统。例如，可以使用聚焦声学来处理溶液以在封闭的处理室——比如试管、移液管或多孔板(multi-wellplate)——中形成结晶颗粒。以下参照附图对本专利技术的其他特征和优点以及本专利技术的各种实施方式的结构进行详细描述。附图说明参照附图通过示例的方式来描述非限制性实施方式，在附图中，所图示的每个相同或几乎相同的部件通常由附图标记表示。为了清楚起见，并非每个部件在每个附图中都被标记，并且在不必进行说明就可以使本领域技术人员理解本专利技术的情况下，也不必示出本专利技术的每个实施方式的每个部件。在附图中：图1示出了根据说明性实施方式的结晶颗粒产生系统的示意图；图2示出了说明性实施方式中的不同峰值入射功率水平的颗粒计数率；以及图3示出了可以在图1的实施方式中采用的声学处理系统的示意图。具体实施方式本公开涉及使用聚焦声学来制备大体积结晶组合物的系统和方法。本文中所述的方法可以是可重复的、可控的、快速产出结果、避免样本材料的交叉污染以及/或者可以处于等温稳定状态(即，避免声学处理时样本的过热)。例如，可以用聚焦声学来处理大体积的样本、比如体积大于约30mL的样本(例如，大于通常在试管或多孔板中找到的样本的体积)，以便导致在样本中产生结晶颗粒。在一些实施方式中，在聚焦声学处理期间，样本的至少一部分可以流动穿过处理室。也可以使用聚焦声学来适当地处理较小体积的样本、比如体积小于约30mL样本或可以保持在试管或多孔板中的体积的样本，以产生结晶组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备结晶颗粒的方法，所述方法包括：以浓度和温度低于溶质的初次成核发生以形成结晶颗粒所需的浓度和温度的方式在溶液中提供所述溶质；将所述溶液暴露于聚焦声能，所述聚焦声能布置成使所述溶质通过初次成核或二次成核在所述溶液中形成结晶颗粒；以及通过调节所述聚焦声能的峰值入射功率(PIP)来调节由初次成核每单位体积所形成的结晶颗粒的总数。

【技术特征摘要】
2017.02.23 US 62/462,3861.一种制备结晶颗粒的方法，所述方法包括：以浓度和温度低于溶质的初次成核发生以形成结晶颗粒所需的浓度和温度的方式在溶液中提供所述溶质；将所述溶液暴露于聚焦声能，所述聚焦声能布置成使所述溶质通过初次成核或二次成核在所述溶液中形成结晶颗粒；以及通过调节所述聚焦声能的峰值入射功率(PIP)来调节由初次成核每单位体积所形成的结晶颗粒的总数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在暴露步骤和调节步骤期间所述溶液所保持的温度是恒定的。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述浓度和所述温度低于二次成核所需的浓度和温度。4.根据权利要求1所述的方法，其中，调节步骤包括增加所述PIP以增加每单位体积所形成的所述结晶颗粒的总数，或者降低所述PIP以减少每单位体积所形成的所述结晶颗粒的总数。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溶液流入声能处理室的入口并且从所述声能处理室的出口流出。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·贝克特，小詹姆斯·A·劳格哈恩，斯里坎斯·卡库马努，
申请(专利权)人：科瓦里斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US