La ricerca sullo stato solido è oggi più facile che mai grazie alle tecnologie analitiche da banco.
Dal settore farmaceutico, all’agrochimico, passando per il petrolchimico e l’alimentare, le aziende si avvalgono di esperimenti di cristallizzazione per studiare le impurità e valutare la qualità dei prodotti. Il problema è che le aziende si trovano ad affrontare sfide significative di disponibilità dei principi attivi (active pharmaceutical ingredients, API), che le costringono a condurre esperimenti di cristallizzazione frequenti e complessi con quantità ridotte di materiali.
In questo articolo, il fornitore di tecnologie di cristallizzazione Technobis spiega come i laboratori possano eseguire esperimenti più complessi con piccole quantità di materiali utilizzando la tecnologia analitica da banco.
Per anni, i laboratori sono stati in grado di accedere a costi contenuti a materie prime provenienti da tutto il mondo, ma le recenti criticità nelle forniture hanno reso tutto più difficile. Ad esempio, un rapporto del Parlamento europeo ha concluso che il 60-80% dei principi attivi viene prodotto in India o in Cina. Tuttavia, in queste regioni questioni geopolitiche quali la Brexit e il conflitto tra Ucraina e Russia hanno interrotto le forniture di questi materiali, costringendo molti laboratori a rivolgersi altrove.
Di conseguenza, i prezzi dei principi attivi hanno subito un’impennata, generando un effetto domino su farmaci quali il paracetamolo, il meropenem e la metformina, i cui prezzi sono aumentati rispettivamente del 139%, 127% e 124%. I prezzi dei trasporti sono anch’essi schizzati alle stelle. In alcuni casi, il costo di spedizione per chilogrammo di merce è aumentato fino al 360%.
Ciò ha imposto pesanti oneri finanziari sulle aziende, che si sono viste costrette a condurre esperimenti di cristallizzazione frequenti e complessi come quelli con evaporazione e diffusione del vapore, per ottenere cristalli singoli di qualità radiografica, con quantità ridotte di materiale. Se i laboratori aggiornassero il loro flusso di lavoro con apparecchiature analitiche da banco innovative, sarebbe facile eseguire simultaneamente più esperimenti complessi con campioni di piccole dimensioni.
Sperimentazione resa facile
Condurre uno screening completo della cristallizzazione, in cui i parametri vengono attentamente controllati per ottenere cristalli singoli di qualità radiografica richiede tipicamente circa un grammo di campione. Tuttavia, a causa delle difficoltà legate alla disponibilità di principi attivi, questa soluzione non è sempre praticabile per i laboratori.
Essi infatti devono disporre di strumenti in grado di effettuare uno screening completo con quantità di materiale ridotte. In questo contesto, i laboratori possono ricorrere ad esempio a singoli strumenti analitici da banco in grado di eseguire esperimenti su sospensioni, termociclaggio, raffreddamento lento e sublimazione con letture della torbidità in tempo reale, utilizzando un solo milligrammo di campione. Su tali strumenti è ora possibile condurre esperimenti di cristallizzazione mediante diffusione del vapore e per evaporazione, aumentandone la versatilità. Si tratta di processi avanzati che prevedono un controllo attento di pressioni negative, temperature e velocità di agitazione per ottenere cristalli singoli di qualità radiografica, necessari per la determinazione delle strutture dei principi attivi.
Tradizionalmente, molti di questi esperimenti venivano condotti separatamente, richiedendo più macchine, spesso distribuite su più laboratori. Di conseguenza, la crescita di cristalli singoli di qualità radiografica poteva richiedere vari giorni. Inoltre, il trasporto dei campioni fino alle macchine aumentava il rischio di contaminazioni crociate, richiedendo un carico di lavoro manuale più elevato.
L’uso di apparecchiature analitiche da banco quali CrystalBreeder™, di Technobis, in grado di condurre fino a 32 esperimenti in parallelo con volumi di lavoro di 0,06-0,10 millilitri, consente di coltivare cristalli singoli di qualità radiografica in quattro ore. Per le aziende che si affidano per i loro prodotti a studi di cristallizzazione, ciò significa immettere i prodotti sul mercato in meno tempo. L’esecuzione di questi esperimenti in un’unica sede riduce inoltre gli interventi manuali e previene il rischio di contaminazioni.
Il passaggio a tecnologie analitiche da banco non deve per forza essere complesso né richiedere una costosa ristrutturazione del laboratorio. Con un partner affidabile quale Technobis, è possibile scegliere facilmente l’apparecchiatura ideale per la propria applicazione e iniziare finalmente a fare di più con meno.
Per saperne di più su come accelerare la ricerca sulla cristallizzazione e sullo stato solido con CrystalBreeder o con altri prodotti Technobis, visitare il sito www.industrychemistry.com/aziende/technobis/.
