收集装置及其使用方法与流程

交叉引用

本申请要求于2015年6月4日分别提交的美国临时专利申请62/171,008、美国临时专利申请62/171,001和美国临时专利申请62/171,060的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术：

对能够生产亚微米和纳米尺寸颗粒的装置和方法存在需求。该需求尤其存在于药剂学领域。目前实施的用于减小粒度的常规技术具有许多缺点。因此，仍然需要用于制备、收获和收集小颗粒的改进设备和方法。

技术实现要素：

在一个方面，本发明包括一种收集装置，其包括：(a)限定腔室的容器，其中容器包括远端和近端，(b)从容器的近端延伸的入端口，其中入端口与腔室流体连通，以及(c)从容器的近端延伸的出端口，其中出端口与腔室流体连通，并且其中出端口包括位于腔室和出端口之间的多孔材料。

在第二方面，本发明包括一种用于分离颗粒的方法，其包括：(a)提供收集装置，该收集装置包括(i)限定腔室的容器，(ii)与腔室流体连通的入端口，(iii)与腔室流体连通的出端口，其中出端口包括位于腔室和出端口之间的多孔材料，以及(iv)具有远端和近端的采样管，其中采样管的近端从容器的近端延伸，并且其中采样管的远端延伸到腔室中，(b)通过颗粒收集装置的入端口接收多个颗粒，(c)将多个颗粒收集在容器的腔室中，(d)通过入端口接收气体，以及(e)通过多孔材料排出气体并使其离开出端口。

通过在适当的情况下参考附图阅读下面的详细描述，这些以及其它方面、优点和替代方案对于本领域的普通技术人员将变得显而易见。

附图说明

图1示出了根据示例性实施方式的颗粒收集装置的立体图。

图2示出了根据示例性实施方式的颗粒收集装置的俯视图。

图3示出了根据示例性实施方式的颗粒收集装置的截面图。

图4示出了根据示例性实施方式的颗粒收集装置的另一截面图。

图5示出了根据示例性实施方式的颗粒收集装置的另一截面图。

图6示出了根据示例性实施方式的支撑框架的立体图。

图7是根据示例性实施方式的方法的框图。

具体实施方式

所有引用的参考文献的全部内容通过引用并入本文。如本文所用，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。除非另有明确说明，本文使用的“和”可互换地用于“或”。本发明的任何方面的所有实施例可以组合使用，除非上下文另有明确说明。

如本文所用，“约”是指所述值的+/-5％。

在一个方面，本发明包括一种收集装置，其包括：(a)限定腔室的容器，其中容器包括远端和近端，(b)从容器的近端延伸的入端口，其中入端口与腔室流体连通，以及(c)从容器的近端延伸的出端口，其中出端口与腔室流体连通，并且其中出端口包括位于腔室和出端口之间的多孔材料。

参考附图，如图1所示，本发明包括收集装置100，其包括限定腔室104的容器102。容器102包括远端106和近端108。容器102的外径可以在约152.4mm至约914.4mm的范围内。收集装置100还包括从容器102的近端108延伸的入端口110。入端口110与腔室104流体连通。入端口110可以具有从约12.7mm至约101.6mm的范围内的外径。此外，收集装置100包括从容器102的近端108延伸的出端口112。如图3和4所示，出端口112与腔室104流体连通，并且出端口112包括位于腔室104和出端口112之间的多孔材料114。出端口的外径可以在约12.7mm至约50.8mm的范围内。

如图1-4所示，收集装置100还可以包括具有远端118和近端120的采样管116。采样管116的外径可以在约6.35mm至约25.4mm的范围内。如图3和4所示，采样管116的近端120从容器102的近端108延伸，并且采样管116的远端118延伸到腔室104中。采样管116可以配置成在其中形成附加颗粒的颗粒生产运行期间从腔室104中去除颗粒的小样本。具体地，采样管116可以包括采样器，其使得操作者能够在处理期间移除颗粒的小样本，而不用打开腔室104或从收集装置100的其余部分中移除采样管116。这使操作员能够测试颗粒的小样本，以确保随着过程继续进行而产品在规格范围内。例如，可以在样品上进行粒度或残留溶剂分析。如果测量的规格与所需的规格不匹配，则可以在产生具有不期望特性的整批产品之前适当地调节颗粒形成过程的操作参数以纠正情况。

位于腔室104和出端口112之间的多孔材料114可以采取多种形式。在一个示例中，多孔材料114选自由玻璃料、网和布组成的组。作为一个具体示例，多孔材料114可以包括高效微粒捕获(hepa)过滤器。示例hepa过滤器可以包括随机排列的纤维垫，其中纤维由玻璃纤维构成，并且具有约0.5微米到约2.0微米之间的直径。在另一个示例中，多孔材料114包括具有远端122和近端124的烧结过滤器。在这种示例中，烧结过滤器的近端124从容器102的近端108延伸并且联接到出端口112，并且烧结过滤器的远端122延伸到腔室104中。作为示例，这种烧结过滤器可以包括多孔不锈钢滤芯。其它多孔材料也是可能的。

入端口110可以包括将颗粒过滤系统的出口连接到入端口110的联接机构。在一个示例中，联接机构包括一个或多个卫生配件。在另一个示例中，联接机构包括颗粒过滤系统的出口与入端口110之间的螺纹连接。在又一个示例中，联接机构包括一个或多个压缩配件。其它示例性的联接机构也是可能的。

此外，如图5所示，收集装置100可以还包括定位在容器102的腔室104内的收集插入件126，以及定位在腔室104的内壁130与收集插入件126之间的支撑框架128。作为示例，收集插入件126可以是塑料袋。如图6所示，支撑框架128可以包括远端环132、近端环134、将远端环132连接到近端环134的一个或多个支撑腿136、以及位于近端环134附近的垫圈138。在一个示例中，垫圈138可以包括氯丁橡胶垫圈。容器102可以包括可移除的盖140，一旦完成颗粒收集，该可移除的盖140可以被移除以进入收集插入件126。在这种示例中，收集插入件126可以定位在容器102的腔室104内，使得当盖处于关闭位置时，收集插入件126的顶部边缘折叠在支撑框架128的顶部上，并密封在垫圈138和可移除的盖140之间。其它布置也是可能的。

此外，收集装置100的部件可以是较大颗粒生产系统的一部分。这种颗粒生产系统可以包括一个或多个喷嘴组件、位于每个喷嘴的孔口附近的声波能源、与一个或多个喷嘴组件连通的一个或多个颗粒过滤系统、以及如上所述的各自与一个或多个颗粒过滤系统连通的一个或多个颗粒收集装置。在一个示例中，一个或多个颗粒过滤系统包括串联颗粒过滤系统，其包括至少一个高压收获过滤器系统和与收获过滤器串联和并在其下游的至少一个低压收集过滤器系统。在这种示例中，颗粒生产系统可以包括至少两个颗粒收获过滤器、两个颗粒收集过滤器和两个收集装置。

在一个示例中，喷嘴组件包括(a)限定可加压腔室的容器，其中容器包括远端和近端，(b)在容器近端处的可加压腔室的入口，(c)位于可加压腔室内的喷嘴，其中喷嘴包括与可加压腔室的入口流体连通的入口管，其中喷嘴包括出口孔，其中喷嘴可调节以改变容器的近端与喷嘴的出口孔之间的距离，并且其中喷嘴可调节以改变容器的纵向轴线与喷嘴的纵向轴线之间的角度，以及(d)在容器远端处的可加压腔室的出口。在这种示例中，收集装置100的入端口110可以联接到喷嘴组件的可加压腔室的出口。

在各种实施方式中，一个或多个颗粒形成系统包括一个或多个高压超临界流体(scf)颗粒形成系统。在这种示例中，一个或多个高压scf颗粒形成系统可以包括：可加压沉淀腔室，其包括scf入口、工艺流体入口和流体出口；以及工艺流体分散器，以将工艺流体分散到沉淀腔室中。可以使用任何合适的可加压腔室，包括但不限于在美国专利号5,833,891和5,874,029中公开的那些。

在另一个示例中，颗粒生产系统包括以下中的至少一个：a)两个颗粒收获过滤器、两个颗粒收集过滤器和两个收集装置；b)两个颗粒收获过滤器、一个颗粒收集过滤器和一个或多个收集装置；c)两个颗粒收获过滤器、两个颗粒收集过滤器和一个或多个收集装置；d)两个颗粒收获过滤器、一个颗粒收集过滤器和一个或多个收集装置；e)两个串联的颗粒收获过滤器和平行布置的收集装置；f)两个或多个平行布置的颗粒收获过滤器、一个颗粒收集过滤器和两个或多个平行布置的收集装置；g)两个或多个沉淀腔室；h)至少两个串联的过滤器颗粒过滤系统；i)至少两个收集装置；或者j)其组合。

在另一方面，本发明提供了用于分离颗粒的方法，其包括：(a)提供收集装置，该收集装置包括(i)限定腔室的容器，(ii)与腔室流体连通的入端口，(iii)与腔室流体连通的出端口，其中出端口包括位于腔室和出端口之间的多孔材料，以及(iv)具有远端和近端的采样管，其中采样管的近端从容器的近端延伸，并且其中采样管的远端延伸到腔室中，(b)通过颗粒收集装置的入端口接收多个颗粒，(c)将多个颗粒收集在容器的腔室中，(d)通过入端口接收气体，以及(e)通过多孔材料排出气体并使其离开出端口。

图7是根据示例性实施方式的方法200的框图。图7中示出的方法200表示例如可以与图1-6的收集装置100一起使用的方法的实施方式。方法200可以包括如框202-210中的一个或多个所示的一个或多个操作、功能或动作。虽然这些框以顺序依次示出，但是这些框在一些情况下可以并行进行，和/或以不同于本文描述的顺序进行。而且，各个框可以组合成更少的框、分成额外的框、和/或基于期望的实施而去除。

此外，对于本文公开的方法200以及其它处理和方法，流程图示出了本实施方式的一个可能的实施方式的功能和操作。在这方面，每个框可以表示模块、段、制造或操作过程的一部分、或程序代码的一部分，其包括可由处理器执行的一个或多个指令，用于实现过程中的特定逻辑功能或步骤。程序代码可以存储在任何类型的计算机可读介质上，例如包括磁盘或硬盘的存储设备。计算机可读介质可以包括诸如在短时间内存储数据的计算机可读介质的非瞬时性计算机可读介质，例如像寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(ram)。例如，计算机可读介质还可以包括诸如次级或持久性长期存储器的非瞬时性介质，例如像只读存储器(rom)、光盘或磁盘、只读光盘存储器(cd-rom)。计算机可读介质还可以是任何其它易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可以认为是例如计算机可读存储介质或者有形存储设备。

此外，对于本文公开的方法200和其它处理和方法，图2中的每个方框可以表示被连线以进行处理中的特定逻辑功能的电路。

在框202处，方法200包括提供收集装置，该收集装置包括(i)限定腔室的容器，(ii)与腔室流体连通的入端口，(iii)与腔室流体连通的出端口，其中出端口包括位于腔室和出端口之间的多孔材料，以及(iv)具有远端和近端的采样管，其中采样管的近端从容器的近端延伸，并且其中采样管的远端延伸到腔室中。

在框204处，方法200包括通过颗粒收集装置的入端口接收多个颗粒。在框206处，方法200包括将多个颗粒收集在容器的腔室中。在框208处，方法200包括通过入端口接收气体。在框210处，方法200包括通过多孔材料排出气体并使其离开出端口。通过多孔材料排出气体并使其离开出端口使得所产生的颗粒与诸如气态co2的气体分离。

在一个实施方式中，方法200还包括从容器的腔室移除多个颗粒的步骤。在又一个实施方式中，该方法还包括从采样管采样一个或多个颗粒，并且响应于采样的一个或多个颗粒来调节颗粒形成系统的一个或多个参数的步骤。

实施例

材料和方法

原始紫杉醇和多西他赛分别购自phytonbiotech(britishcolumbia，canada)公司的批号fp2-15004和dt7-14025。两者都以原始形式表征。使用deco-pbm-v-0.41球磨机(deco)完成两种药物的研磨。两种化合物的研磨条件如下：

球尺寸＝5mm

每分钟转速(rpm)＝600

处理时间＝60分(min)

室内温度。

紫杉醇颗粒的制备

在丙酮中制备65mg/ml紫杉醇的溶液。bete雾化喷嘴(betefognozzle，inc)和声波探头(qsonica，型号q700)定位在结晶室中相距约8mm。将具有约100nm孔的不锈钢网过滤器连接到结晶室以收集沉淀的紫杉醇纳米颗粒。将超临界二氧化碳置于制造设备的结晶室中，并在约38℃和24kg/小时的流速下达到约1200磅/平方英尺(psi)。将声波探头在20khz频率下调节到总输出功率的60％。通过喷嘴以4.5ml/分钟的流速泵送含有紫杉醇的丙酮溶液约36小时。三次独立运行所产生的紫杉醇纳米颗粒的平均数加权平均大小为0.81μm，平均标准偏差为0.74μm。

多西他赛颗粒的制备

在乙醇中制备79.32mg/ml多西他赛的溶液。喷嘴和声波探头定位在可加压腔室中相距约9mm，将具有约100nm孔的不锈钢网状过滤器连接到可加压腔室以收集沉淀的多西他赛纳米颗粒。将超临界二氧化碳置于制造设备的可加压腔室中，并在约38℃和68标准升/分(slpm)的流速下达到约1200磅/平方英尺(psi)。将声波探头在20khz频率下调节到总输出功率的60％。通过喷嘴以2ml/分钟的流速泵送含有多西他赛的乙醇溶液约95分钟。当将混合物泵送通过不锈钢网过滤器时，从超临界二氧化碳中收集沉淀的多西他赛团聚物和颗粒。将含有多西他赛纳米颗粒的过滤器打开，并从过滤器中收集所得产物。

三次独立乙醇运行所产生的多西他赛纳米颗粒的平均数加权平均大小为0.82μm，平均标准偏差为0.66μm。

粒度分析

通过光透法和激光衍射方法分析粒度。粒度系统accusizer780sis系统用于光透法，shimadzusald-7101用于激光衍射方法。使用0.10％(w/v)十二烷基硫酸钠(sds)水溶液作为分散剂来分析紫杉醇纳米颗粒。使用isoparg作为分散剂来分析多西他赛纳米颗粒。

通过向含有约4mg紫杉醇颗粒的玻璃小瓶中加入约7ml过滤的分散剂来制备紫杉醇悬浮液。将小瓶涡旋约10秒，然后在声波浴中进行声波处理约1分钟。如果样品已经悬浮，则制备紫杉醇悬浮液与0.1％sds溶液的1:1溶液，涡旋10秒，并在声波浴中声波处理1分钟。

通过向含有约4mg多西他赛颗粒的塑料小瓶中加入约7ml过滤的分散剂来制备多西他赛悬浮液。将小瓶涡旋约10秒，然后在声波浴中声波处理约2分钟。该悬浮液用于激光衍射分析。将未使用的悬浮液倒入125ml不含颗粒的塑料瓶中，然后用过滤的分散剂将其填充至约100ml。将悬浮液涡旋约10秒，然后在声波浴中声波处理约2分钟。该稀释的悬浮液用于光透法分析。

在accusizer780sis上分析颗粒之前首先进行背景测试。使用蠕动泵将空白悬浮液从容器中泵出然后通过0.22μmmillipore过滤器并进入瓶子，以使新的无颗粒塑料瓶填充有空白悬浮液。进行背景分析以确保(颗粒/ml)的计数低于100(颗粒/ml)。根据溶液的浓度将少量紫杉醇悬浮液(5-100μl)从背景测试移液到塑料瓶中，并用约100ml分散剂填充，并开始分析。在整个分析期间监测计数并添加紫杉醇溶液以达到和/或保持6000-8000(颗粒计数/ml)。一旦分析完成，移除背景数据，并移除任何少于四个计数的测量。

为了使用间隔室分析sald-7101上的颗粒，通过选择手动测量开始分析。折射率设定为1.5至1.7。用刚好经过蚀刻线的过滤分散剂填充间隔室。运行空白测量。根据低至100μl溶液的浓度吸取少量api(紫杉醇或多西他赛)悬浮液，通常为1ml，并根据需要进入间隔室，以获得在0.15和0.2吸光度单位之间的可接受的吸光度。执行测量，并且选择具有最高置信水平的结果图表；自动说明背景。

比表面积(bet)分析

将已知质量为200和300mg之间的分析物加入到30ml样品管中。然后将装载管安装到porousmaterialsinc.的型号bet-202a。然后使用软件包进行自动化测试，随后计算每个样品的表面积。

体积密度分析

通过塑料称量漏斗在室温下将紫杉醇或多西他赛颗粒制剂加入到10ml称量量筒中。测量药物的质量精确至0.1mg，确定体积至最接近的0.1ml并计算密度。

溶解研究

紫杉醇

通过将材料和小珠在小瓶中翻转约1小时而将约50mg材料(即原始紫杉醇、研磨紫杉醇或紫杉醇颗粒)涂布在约1.5g的1mm玻璃珠上。将小珠转移至不锈钢网状容器中，并在37℃、ph7下置于含有甲醇/水50/50(v/v)介质的溶解浴中，并以75rpm运行usp装置ii(桨式)。在10、20、30、60和90分钟时，移除5ml等分试样，通过0.22μm过滤器过滤，并在uv/vis分光光度计的227nm处分析。将样品的吸光度值与溶解介质中制备的标准溶液的吸光度值进行比较，以确定溶解物质的量。

多西他赛

将约50mg的材料(即原始紫杉醇、研磨紫杉醇或紫杉醇颗粒)在37℃、ph7下直接置于含有乙醇/水15/85(v/v)介质的溶解浴中，并以75rpm运行usp装置ii(桨式)。在5、15、30、60、120和225分钟时，移除5ml等分试样，通过0.22μm过滤器过滤，并在uv/vis分光光度计的232nm处分析。将样品的吸光度值与溶解介质中制备的标准溶液的吸光度值进行比较，以确定溶解物质的量。

结果

使用上述方案及其变型(即改变喷嘴、过滤器、声波能源、流速等)产生的颗粒的比表面积在22和39m²/g之间。图1示出了使用本发明的方法产生的示例性颗粒。相比之下，在7.25m²/g(图2)下测量原始紫杉醇的比表面积，而根据美国专利5833891和5874029的方法制备的紫杉醇颗粒的范围为11.3至15.58m²/g。表1中示出了使用本发明的方法产生的示例性粒度。

表1

在下表2和3中提供了对于通过本发明的方法生产的原始药、研磨药物颗粒和药物颗粒的体积密度、ssa和溶解速率(如上所述进行的)的比较研究。表4和5分别提供了紫杉醇和多西他赛材料的完全溶解时间过程。

表2

表3

表4：紫杉醇溶解时间过程

表5：多西他赛溶解时间过程

应该理解的是，这里描述的布置仅仅是为了示例的目的。这样，本领域的技术人员将认识到，可以替代地使用其它布置和其它元件(例如机器、接口、功能、顺序和功能分组等)，并且根据期望结果可以完全省略一些元件。此外，所描述的许多元件是功能整体，其可以实现为离散或分布的组件或者以任何合适的组合和位置与其它组件结合，或者可以组合描述为独立结构的其它结构元件。

虽然本文已经公开了各个方面和实施方式，但是其它方面和实施方式对于本领域技术人员将是显而易见的。本文公开的各个方面和实施方式是用于说明的目的，而不旨在限制，真正的范围由所附权利要求连同与这些权利要求等同的全部范围表明。还应该理解的是，本文使用的术语仅仅是为了描述特定实施方式的目的，而不旨在限制。

由于可以对所描述的示例进行许多修改、变化和改变，所以在前面的描述中以及在附图中示出的所有内容都解释为说明性的而不是限制性的。此外，应该理解的是，以下条款(以及条款的任何组合)进一步描述了本说明书的各个方面。