什么是連續(xù)流技術(shù)？

幾十年來，化學(xué)已經(jīng)能夠開發(fā)非常復(fù)雜的轉(zhuǎn)化以生產(chǎn)多功能分子。 盡管取得了這些重要進(jìn)展，我們?nèi)栽谑褂脠A底燒瓶和間歇式反應(yīng)器來進(jìn)行此類轉(zhuǎn)化。

連續(xù)流合成，也稱為流動(dòng)化學(xué)技術(shù)，是一種創(chuàng)新技術(shù)，其中化學(xué)反應(yīng)是在狹窄通道內(nèi)連續(xù)流動(dòng)的流體中進(jìn)行的。直到最近，流量技術(shù)還是僅適用于復(fù)雜程度或化學(xué)復(fù)雜程度較低的超大型系統(tǒng)（例如石油化工）的正確選擇。

流動(dòng)化學(xué)正在改變我們今天在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)規(guī)模進(jìn)行合成的方式。制藥行業(yè)等復(fù)雜且受監(jiān)管的行業(yè)正在利用這項(xiàng)技術(shù)來提高集成度，開發(fā)更高效的流程，并縮短從藥物發(fā)現(xiàn)到上市的時(shí)間。

好處

使用窄通道作為反應(yīng)器進(jìn)行化學(xué)合成具有內(nèi)在的變化和優(yōu)勢。此類反應(yīng)器最直接的變化之一是高表面積與體積比，在實(shí)際溫度中轉(zhuǎn)化為有效混合（微混合）和超快傳熱。這些特性共同將反應(yīng)參數(shù)（如溫度和壓力）的過程控制提升到一個(gè)新的水平，從而能夠以最少的努力采用全自動(dòng)設(shè)備。

使用更好的混合系數(shù)和快速的傳熱，反應(yīng)的整體動(dòng)力學(xué)也朝著效率變化。 有時(shí)，這方面的改進(jìn)非常顯著，我們可以將反應(yīng)速度提高 1000 倍；將 48 小時(shí)的密集批量混合轉(zhuǎn)換為 3 分鐘的管子停留時(shí)間，將 250 平方米的設(shè)施減少到 14 平方米的便攜式容器。

應(yīng)用和監(jiān)管

技術(shù)能走多遠(yuǎn)？受管制產(chǎn)品有哪些限制？流動(dòng)化學(xué)安全性足以生產(chǎn)藥物嗎？使用流態(tài)的實(shí)際項(xiàng)目有哪些？

在開發(fā)和應(yīng)用流動(dòng)化學(xué)等顛覆性技術(shù)的過程中可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，這很正常。如果是在 2015 年，其中一些我們無法回答，它們可以歸類為項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)因素，但這已不再是現(xiàn)實(shí)。

隨著時(shí)間流化學(xué)的發(fā)展，世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了許多項(xiàng)目。從麻省理工等知名大學(xué)，到馬克斯普朗克等參考研究機(jī)構(gòu)，流動(dòng)化學(xué)正在蓬勃發(fā)展并證明其優(yōu)勢。 自 2013 年以來，輝瑞、默克、楊森、龍沙、禮來和諾華等大型制藥公司都在為自己的基于流程加工的項(xiàng)目進(jìn)行融資和審批，不僅針對化學(xué)合成步驟，還針對藥物制劑和包裝步驟。

通過監(jiān)管的棱鏡，2018 年 6 月，國際協(xié)調(diào)委員會(huì) (ICH) 在一份新聞稿中宣布了新的 ICH Q13 指南，以支持將連續(xù)生產(chǎn)引入制藥行業(yè)，世界各地正在開展多項(xiàng)努力來支持這一點(diǎn)倡議。到 2020 年 12 月，美國食品和藥物管理局 (FDA) 批準(zhǔn)連續(xù)生產(chǎn)六種成品藥物制劑作為創(chuàng)新產(chǎn)品。

未來的機(jī)會(huì)

流動(dòng)化學(xué)的固有能力將資本支出和運(yùn)營成本降低到一小部分，并加快流程以及利用全自動(dòng)設(shè)施的適用性，可以引導(dǎo)流動(dòng)化學(xué)走向比批處理更安全、更清潔和更便宜的未來。

Barda 機(jī)構(gòu) 在 美國于 2020 年 5 月宣布對使用先進(jìn)制造技術(shù)的新公司進(jìn)行流量技術(shù)投資，起價(jià)為 3.54 億美元，并有可能增加到 8.14 億美元。主要目標(biāo)是促進(jìn)活性藥物成分化合物的開發(fā)，避免或解決冠狀病毒大流行期間的藥物短缺問題。為了減少美國對從印度和中國等國家進(jìn)口 API（活性藥物成分）的依賴，美國國際開發(fā)金融公司 (DFC) 于 2020 年 9 月批準(zhǔn)向柯達(dá)提供貸款，投資超過 7.65 億美元用于生產(chǎn)仿制藥的新技術(shù)美國市場。

流動(dòng)化學(xué)的固有能力將資本支出和運(yùn)營成本降低到一小部分，并加快流程以及利用全自動(dòng)設(shè)施的適用性，可以引導(dǎo)流動(dòng)化學(xué)走向比批處理更安全、更清潔和更便宜的未來。

流動(dòng)化學(xué)技術(shù)代表的今天，不僅是化學(xué)合成的美好未來，也是 代表欠發(fā)達(dá)國家建立工業(yè)基地并在特殊化學(xué)品需求方面實(shí)現(xiàn)自給自足的機(jī)會(huì)， 從用于農(nóng)業(yè)的基本農(nóng)藥到支持其基本健康系統(tǒng)的復(fù)雜分子，例如活性藥物成分 (API)。