多晶型結晶系統中介穩區與成核引發時間之相關研究

介穩區是位於飽和曲線與超飽和曲線之間的區域，通常使用多重降溫法來測定。多重降溫法是將飽和溶液以固定的降溫速率冷卻來測定介穩區，一般而言大約介穩區寬度的一半是工業上最佳的操作過飽和度。而溶質分子在過飽和溶液中會聚集形成群聚體當群聚體的粒徑大於臨界晶核粒徑時，因為熱力學的穩定而成長出新的晶體。因臨界晶核通常在溶液過飽和度建立之後的一段時間才會產生，此段由溶液過飽和建立至臨界晶產生的時間就稱之為成核引發時間。 介穩區與成核引發時間是物質在溶液中結晶的重要特性。介穩區寬度與成核引發時間會因溶質和溶劑系統而異，且會受到操作過程中水力條件與操作因素等影響，但目前文獻中尚欠缺相關的理論和實驗研究。本研究擬申請三年期計畫，將探討麩胺酸在不溶劑系統下的介穩區寬度以及成核引發時間，並進行詳細實驗以及理論的研究。因麩胺酸具有兩種多晶型 α-form (片狀)及 β-form (針狀)，一般同一物質不同多晶型具有不同的性，例如會造成不同的溶解度和生物活性，故不同晶型對結晶有非常重要的影響。 在第一年中我們將設計批次實驗來研究麩胺酸系統中，降溫速率、攪拌速率、不同溶劑對兩種晶型介穩區的影響。所產生的晶體將利用 XRD 和 Raman Spectroscopy 來分析晶型。並利用古典成核理論推導一個新的模式來說明介穩區寬度，並將模擬結果與實驗果相比較。同時也利用推導之模擬式來分析文獻中其他物質介穩區相關數據比較，以驗證此模式之正確性。 在第二年中我們將設計批次實驗來研究麩胺酸系統中，過飽和度、攪拌速率、不同溶劑對兩種晶型之成核引發時間的影響。所產生的晶體將利用 XRD 和 Raman Spectroscopy 來分析晶型。我們第一年推導之模式可結合介穩區與成核引發時間之相關性，並將實驗所獲得的數據與模擬結果比較。同時也利用推導之模式來分析文獻中的成核發時間相關數據比較並驗證之。 在第三年中我們將探討各種雜質及超音波震盪對麩胺酸介穩區與成核引發時間的影響。並將所產生晶體利用 XRD 和 Raman Spectroscopy 來分析晶型。我們將修改前二年所推導的數學模式，以解釋各種雜質以及超音波對介穩區寬度和成核引發時間的影響。同時也將利用所推導之新模式，來分析文獻中含雜質之其他物系的介穩區寬度與成核引發時間相關數據比較並驗證之。

系統編號:PB10501-2698
原計畫編號:MOST103-2221-E182-067-MY3