过程分析技术在结晶过程中的应用研究进展

吴思俊，龙之祥，彭祖仁，仇 萍，李 正，李文龙*

(1.天津中医药大学 中药制药工程学院，天津 301617;2.省部共建组分中药国家重点实验室，天津 301617; 3.湖南正清制药集团股份有限公司，湖南 怀化 418000)

结晶(Crystallization)是指从饱和溶液中凝结，或从气体中凝华出具有一定几何形状的固体的过程，是分离与纯化中最传统的操作之一[1-2]。因其高效、低能耗、污染小的特点，结晶已在制药、化工及石油领域取得了广泛应用。在医药生产领域，约有85%的产品在生产过程中包含结晶操作[3]。结晶过程决定了固态产品的形貌、晶型及纯度等多种特性，此外还会对结晶产品活性药物成分的整体生产效率产生重要影响，主要表现在对下游操作的影响[4]。因此，对药物结晶过程进行有效控制对于药物生产过程总效率的提高和药物成品质量的改善具有重要意义。然而，在实际生产过程中，大部分药物分子往往不止一种晶体形式，同一药物的晶体可能具有两种或两种以上的晶胞常数和空间结构，这种现象被称为多晶型现象[5]。对某些药物而言，晶型是影响其临床疗效的关键因素之一。同一药物由于晶型不同，其溶解度、密度、硬度、热稳定性等理化性质可能存在显著差异，进而影响药物的生物利用度，并最终对药效产生影响，良药可能变成无效药甚至是毒药[6]。

近些年，关于监控晶型转变过程的相关研究也并未中断，但大多数企业主要采用传统的调控策略。这种策略对流程和运行轨迹要求固定的操作流程，并受到监管部门的严格管控，所以结晶过程可调控的空间范围很小。因此，产品质量需通过最终检测的方式来决定。这种通过对最终产品进行多次重复检测来表征结晶过程输入输出关系的策略往往无法突破过程变化的“黑匣子”，因此开发出一套对整个结晶过程进行监测、反馈，并最终实现有效调控的研究方法显得尤为重要[7]。

2004年，过程分析技术(Process analytical technology,PAT) 概念由美国食品药品监督管理局(FDA)提出，该技术强调对制药工艺过程机制的理解，通过实时监测、分析以及调控关键物料和工艺参数来确保最终产品的质量和工艺过程的可靠性[8-9]。PAT中的分析是涵盖多学科的综合性分析，PAT的应用贯穿整个制药生产过程。在液体制剂生产过程(如醇沉、碱沉、柱层析、配液、萃取、反应等)质控领域，关于PAT技术的应用已有研究报道[10-17]。而结晶工艺的监控则较为特殊，它涉及液体与固体两部分，前者是通过监测溶液浓度进行调控，后者则是通过获取晶体固相信息的方式实现这个目标。对于这种复杂的制药工艺体系，传统的分析技术和控制策略已不再适用。运用PAT技术进行结晶过程在线监控，有助于结晶工艺的开发、优化、分析以及调控，减少过程的不确定性和风险，从而最终实现由质量源于检验(Quality by test,QbT)向质量源于设计(Quality by design,QbD)理念的转变[18]。近年来，连续结晶技术在制药生产领域得到了较大关注，与目前较为普遍的间歇结晶技术相比，连续结晶技术的生产效率及产品质量更高，且操作和控制更便捷，但同时也对检测技术提出了更高的要求。为了快速、精准地检测体系中溶解度等参数，需实时监测结晶过程的组分浓度和温度，并结合粒度分布，从而有效调整结晶过程的操作参数，最终得到制药工艺需要的结晶。连续结晶技术在飞速发展的同时也对PAT技术的发展起到了鞭策作用[19]。随着PAT技术的发展，结晶过程成功应用了众多新颖且实用的技术，例如拉曼光谱(RS)[20]、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)[21]、衰减全反射紫外/可见光谱(ATR-UV/Vis)[22]、近红外(NIR)光谱[23]、粒子图像测量(PVM)以及聚焦光束反射测量(FBRM)等原位监测技术[24-25]，有效提高了数据质量与监测灵活性，同时保证了过程的可靠性。本文将对上述几种技术的原理及其相关应用进行综述，并对结晶过程在线监控技术的未来发展趋势进行展望。

1 基于结晶过程溶液浓度信息的PAT

用于在线监控结晶过程的PAT技术可分为两大类。第一类即通过测定溶液浓度进而对结晶过程进行监控的技术，常见的有衰减全反射模式光谱仪和电导率仪。然而，由于电导率仪易受细小颗粒和晶垢的影响，不适用于有机溶液体系，所以在结晶研究中应用较少。在结晶过程中，目前应用最为广泛的衰减全反射模式光谱技术为ATR-FTIR和ATR-UV/Vis[26]。

第二类用于结晶过程的PAT技术是能直接提供固相信息(例如晶型、颗粒尺寸以及形貌分布等)的技术。晶体的形貌不仅包括形状信息还包括晶型信息，因此获取晶体形貌的相关特征对于结晶过程控制尤为重要。目前市面上的颗粒尺寸和晶型检测的PAT技术有RS[27]、NIR光谱[28]、FBRM[29]和X射线衍射(XRD)[30]等技术。但对于晶体形貌的监测，原位成像技术往往是最便捷且高效的手段，主要有PVM[31]和热台偏光显微镜(HSPM)[32]等。

1.1 过饱和度与衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术

过饱和度是晶体生长和成核的基本推动力，同时也是控制成品质量的重要工艺参数，并将最终决定晶型尺寸分布[33]。当过饱和度低时，晶体生长快于成核，从而导致更大的晶体尺寸分布。当过饱和度高时，晶体成核优先于晶体生长，则会导致晶体尺寸变小。因此如何实现对结晶过程中过饱和度变化的监测与表征，并最终使其处于一个动态、可控制的范围内已成为制药行业中的热点问题[34]。近年来，随着PAT技术在各领域的迅速发展，结晶过程过饱和度表征技术有了长足的进步。其中，ATR-FTIR技术已成为评估冷却和反溶剂结晶过程中过饱和度的主要手段之一。

图1 不同浓度L-谷氨酸溶液在相同温度下的红外光谱[42]Fig.1 IR spectra for different L-glutamic acid solution concentrations at the same temperature[42]

ATR-FTIR是通过检测样品吸收光学致密晶体反射出的红外衰减波所产生的信号，然后将该信号转化为红外光谱，最终实现样品表层化学成分结构信息的表征[35]。利用衰减波的目的是减弱红外吸收信号的强度，使溶液中化学成分信息获得更好的表征，这也是ATR-FTIR技术与中红外光谱技术的显著区别之一。ATR-FTIR技术主要有以下优势：①与普通红外光谱相比，ATR-FTIR制样简单，几乎无需对样品进行任何处理;②检测速度快、灵敏度高，检测点可达数微米;③可实现原位检测、实时跟踪;④环境友好，污染小。这些优势使得ATR-FTIR技术在结晶过程过饱和度的表征研究中颇受欢迎[36]。ATR-FTIR可根据不同组分的特征吸收峰对每种组分进行定性和定量分析[37-38]。同时，作为一种实用且强大的在线分析技术，除了在结晶过程中的应用外，其在药物生产的其他多个环节，如混合度监测、活性成分含量测定和包衣过程监控等均有应用[39]。Barrett等[40]利用ATR-FTIR吸收峰高度来描述溶质的溶解度和溶解浓度，进而描述过饱和度，为苯甲酸结晶放大工艺过程中过饱和度的控制提供了依据。这种峰高反馈控制方法可将溶解浓度控制在特定的设定值，进而提供一个不仅可消除过量的细粉和结壳，而且可显著提高晶体生长和颗粒尺寸控制的环境。Zhang等[41]利用ATR-FTIR采集了L-谷氨酸冷却结晶过程中的亚稳态区(MSZ)与欠饱和区(USZ)的红外光谱，运用偏最小二乘算法分别建立MSZ光谱区、USZ光谱区和MSZ-USZ光谱区的溶液浓度校正模型，结果显示用MSZ谱区进行建模，在保证操作温度变化稳定的前提下，可以准确预测结晶过程中的溶液浓度。张方坤等[42]以L-谷氨酸结晶过程为例，探究了水和温度对溶液ATR-FTIR测量的影响(如图1)，结果发现运用对应温度差谱法可有效消除水峰对溶质光谱测量的干扰，进而提升溶液浓度光谱标定模型的预测精度。

1.2 衰减全反射紫外/可见光谱

ATR-FTIR和ATR-UV/Vis两类ATR光谱分析技术均适用于对溶质浓度的检测[43-44]。前者因红外光谱的吸收光谱带宽，使得大多数有机物质会对红外光谱产生响应，但运用该方法需要建立浓度校正模型，且该模型会受到溶剂背景、测试条件等影响[45]。相比之下ATR-UV/Vis因其波长与光程成反比，所以能够分析得到更薄层的表面信息，且成本较低，成为结晶过程工艺研究的有效方法之一。虽然在某种程度上，ATR-UV/Vis技术不利于混合多组分的定量分析，但相对而言，由于谱图简洁，因此若复杂体系中目标物质含有不受干扰的特定吸收峰，建模过程将非常简捷，模型预测效果也较为稳健。

图2 邻氨基苯甲酸和对氨基苯甲酸的紫外光谱[47]Fig.2 UV spectra of OABA and PABA[47] OABA：o-aminobenzoic acid(邻氨基苯甲酸); PABA：p-aminobenzoic acid(对氨基苯甲酸)

ATR-UV/Vis是由价电子跃迁产生的一种电子光谱，该技术通过检测物质对紫外/可见光的吸收程度，可得出该物质的组成、含量以及结构信息，其获取信息便捷且精确。由于药物的大多数活性成分具有紫外吸收，所以ATR-UV/Vis的适用范围很广泛，在药物的结晶过程中可同时实现对晶体成核、多晶型的转变与过饱和度变化的原位监测[46]。如图2所示，Saleemi等[47]使用ATR-UV/Vis光谱技术对邻氨基苯甲酸(OABA)、对氨基苯甲酸(PABA)的反溶剂/冷却结晶过程进行研究，利用主成分分析和人工神经网络对ATR-UV/Vis光谱数据进行分析，获得了性能良好的校正模型，实现了对两者浓度的同时监测。李炳辉[48]采用ATR-UV/Vis光谱探究不同降温速率、反溶剂添加速率对结晶过程的影响，测定了5’-肌苷酸二钠和5’-核苷酸二钠的反溶剂/冷却结晶过程的动力学参数，结合指数型经验方程回归得到了一系列不同初始溶剂、不同初始温度时不同降温速率、反溶剂添加速率的动力学方程，具体控制策略是通过对比过饱和度与预设范围值的上下限，确定过饱和度调整方向。当过饱和度高于上限时，减小降温速率和/或反溶剂添加速率;当过饱和度低于下限时，则增大降温速率和/或反溶剂添加速率;当过饱和度在预设范围内时，则不改动工艺参数。此外，ATR-UV/Vis光谱还常被用于扑热息痛、模型药物AZD7009的结晶过程浓度监测，并且构建了过饱和度控制策略[49- 50]。

2 基于固相信息的PAT技术

2.1 拉曼光谱技术

在药物生产过程中，最终药物的纯度非常重要，因为药物中的杂质会降低药物疗效[51]，甚至产生副作用，例如产生原始药物不具有的生理毒性[52]。药物成品中的杂质是指与药物具有一定关系，能影响药物纯度并会导致药效产生偏离的物质。这些杂质可能来自于操作时加入的表面活性剂、添加剂，或来自合成药物时产生的副产品、催化剂残留物，也可能来自药物生产时添加的溶剂等[53-54]。结晶过程中杂质析出的原理主要有：①杂质吸附在晶体表面;②杂质嵌入晶格;③溶剂包裹。重结晶是提高结晶产品纯度的传统方法之一，但这种方法会降低产品的产量，且会使生产过程变得更加繁琐。另一方面，药物的多晶型现象普遍存在，药物的不同晶型之间虽具有相同的化合物结构，但由于晶格中药物分子排布不一，不同晶型药物的多项理化性质和生物有效性往往存在显著差别，进而影响药物的生物利用度、稳定性以及疗效。因此建立多晶型药物的晶型监测方法，对多晶型药物结晶过程进行监测与调控，对于提升产品质量和保证药物安全性及有效性具有重要意义。近年来，随着科研人员对RS技术认识的深入，RS技术越来越多地应用于多晶型药物的结晶过程监控以及结晶过程杂质研究。在药物结晶过程中，该技术实现了对结晶过程中晶体纯度和晶型状态的在线监测，满足药物生产过程中越来越高的结晶质量要求。

RS是一项成熟的在线监测技术，属于散射光谱，主要用于研究晶格和分子的振动模式、转动模式以及在某一系统中的其他低频模式。RS与红外光谱在分子结构分析上的互补性也是其获得广泛应用的原因之一[55]。RS谱峰比较尖锐，在研究无机混合物时峰强度强于红外光谱，一些红外光谱无法测定的结构信息往往在RS上能很好地呈现，相反，在鉴定有机化合物时红外光谱优势则更加明显。由于水具有很强的红外吸收，而具有很弱的RS吸收，所以RS技术也常用于液体结晶过程的研究。在线拉曼技术可以监测晶型转变过程，能对晶型转变的起点和终点进行判别，并获取晶型转变动力学信息，从而有助于更深层次地理解该晶型的转变工艺，了解在实验条件下需要熟化的时间，以避免因掺杂过量杂质晶而影响药物的整体疗效。在线拉曼技术还可对结晶过程中晶体和溶液进行同时监测，用以定性和定量跟踪溶液浓度和固相晶型产品浓度的变化趋势，得到析晶趋势图，从而可以直观判断析晶点、析晶速率和析晶平衡等数据，还可建立定量标准模型，得到体系的实时过饱和度数据，直接从源头控制结晶过程，尤其适用于多晶型的工艺开发，达到优化工艺参数的目的[56]。杨伟峰等[57]以硫酸氢氯吡格雷片为研究对象，利用激光显微共焦拉曼光谱仪建立不同厂家药片晶型的定性判别模型，聚类分析结果表明8批硫酸氢氯吡格雷片属于晶型Ⅰ，3批属于晶型Ⅱ，经验证，该模型的灵敏度、专属性、阴性预报性和检出效率均良好。Hennigan等[58]利用透射拉曼光谱技术成功对吡拉西坦片剂中的FⅡ多晶型杂质含量进行预测，结果显示杂质含量占活性药物成分(API)总含量的6%～7%。Lipiäinen等[59]以吡罗昔康为研究对象，对比了低频和中频拉曼光谱在药物晶型定量中的检测能力，吡罗昔康多晶型和水合物在低频区和中频区均显示出明显的光谱差异，实验结果表明，利用低频数据建立的定量模型预测性能更佳。

2.2 近红外光谱技术

NIR光谱技术作为一项成熟的PAT技术，目前已在农业、石油化工、食品加工以及制药等领域取得了广泛的应用。NIR光谱主要记录的是含氢基团(C—H、O—H、N—H等)的倍频和合频吸收峰，往往用于反映待测物的整体信息[60]。该技术主要具有以下优势：①无损，检测速度快;②光谱包含信息丰富，可用于定性定量分析;③检测模式丰富，应用范围广;④环境友好，污染小。近年来，NIR光谱技术在结晶过程在线监控中也有研究报道，主要应用于结晶度、晶型、晶体粒径的监测与调控。

Lee等[61]运用NIR光谱技术对吲哚美辛的反溶剂结晶过程进行监控，采用主成分分析对NIR光谱进行分析，成功实现了对吲哚美辛反溶剂结晶过程中晶型和晶体粒径的实时监控。Ma等[62]以L-谷氨酸结晶过程为研究对象，采集了不同溶液浓度、不同粒径和不同温度的L-谷氨酸溶液NIR光谱，结合遗传算法和支持向量机两种方法建立校正模型，该模型成功应用于L-谷氨酸冷却结晶过程监控。贾燕花等[63]采用NIR光谱技术测定不同相对结晶度的注射用头孢曲松钠样品的NIR光谱，与使用XRD技术测定的样品相对结晶度关联并建立校正模型，用该模型预测49个厂家生产的49批样品的相对结晶度，结果显示模型预测结果与XRD技术测得的结果趋势一致。

2.3 聚焦光束反射测量技术

随着制药工艺的需求，对晶体粒度的分析方法越来越多。结晶过程中颗粒晶体的粒度分布，不仅会对其堆密度和流动性产生较大影响，进而影响整个药物生产过程的效率，并且对于最终药物的储存、生物利用度和溶出度的控制也至关重要[64]。然而，适合对生产过程中晶体药物的粒度进行在线检测的技术却不多，目前最主流的在线检测技术之一是FBRM。制药工艺发展的需求促进了FBRM技术在结晶过程粒度在线检测领域的应用。

图3 HNIW结晶过程的在线监测实验装置简图[69]Fig.3 Schematic diagram of HNIW crystallization process on-line monitoring experimental device[69]

FBRM是一种基于探针监视的高效、准确的结晶过程控制技术，可以有效识别颗粒的聚集和重叠等行为[65]。该技术通过测定激光束在与粒子接触前后的光的反射时长，测定出粒子的弦长分布，从而确定粒子粒度，并通过反射数量确定晶体数量[66]。在结晶过程中，FBRM技术通常用于颗粒的成核过程和溶解过程的在线监控，目前主要用于监测成核和表征介稳区宽度，以及监测粒子生长、聚结、微观形貌等，同时还被广泛用于溶液中颗粒数量和粒径的监测研究[67-68]。Yang等[69]联用FBRM和RS技术对六硝基六氮杂异纤锌烷(HNIW)的反溶剂结晶过程进行监控，成功获得HNIW多晶型的动力学信息并对β晶型和ε晶型药物浓度进行表征，最终实现了HNIW在结晶过程中的成核动力学和生长速率的成功监测，实验装置见图3。Pandit等[70]运用FBRM探针测得粒子数和粒子弦长分布数据，通过简单的展开工具直接从已知的弦长分布测量值计算得到粒径分布情况，为测试该粒径分布预测模型的准确性，使用对乙酰氨基酚和对氨基苯酚双晶体系对模型进行验证，结果显示该模型的预测精度良好。孙苗[71]运用FBRM技术对灯盏花素抗溶剂结晶过程进行全面、快速、高效的监控，揭示了颗粒的形态、弦数以及弦长分布，阐释了抗溶剂结晶过程的3个阶段和终点，有利于保障批次间质量一致性和产品质量。

2.4 X射线衍射技术

XRD是一项主要用于实时监控抗生素等药物的结晶及晶型转变过程的PAT技术。其基本原理主要是根据X射线入射到晶体时，晶体中规则排列的晶胞中的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度与晶体结构密切相关[72]。运用XRD技术监控药物结晶过程无需破坏样品，且拥有较为成熟的实验技术以及数据分析方法，测定结果具有较高的可靠性。汪佑宏等[73]以我国特有黄藤为研究对象，应用XRD技术测定γ射线辐照前后纤维素中晶体的尺寸，探究晶体尺寸与物理力学性质之间的关系，结果显示，随着黄藤藤龄的减小，晶体宽度在1 901～3 019 nm范围内总体呈下降趋势，晶体长度在4 118～28 824 nm范围内变化，经γ射线辐照后黄藤晶体宽度在2 139～3 540 nm范围内变化，晶体宽度变化范围和平均值均有所增大，晶体长度在5 765～38 432 nm范围内变化。针对天然纤维素的特殊晶体结构和分峰法测量结晶度的影响因素问题，刘治刚等[74]采用XRD技术拟合分峰法测定天然纤维素结晶度，探究无定型峰位置、峰形参数以及扫描范围的选择对结晶度测量的影响，确定拟合函数为pV，无定型峰位置为18°，扫描范围为7°～40°时，天然纤维素结晶度的测定值重现性最好。Davis等[75]应用XRD技术及高能同步辐射技术，对氟灭酸湿法造粒过程进行在线监控，结果发现湿法造粒可使氟灭酸由介稳晶型向稳定晶型转变。

2.5 原位成像技术

2.5.1 粒子图像测量技术多晶型是指某种药物固体分子在结晶时具有2种或2种以上的分子构型[76-77]。当前市面上绝大多数固体药物的存在方式均为晶体，药物晶体的多晶型现象也随之成为一个普遍存在的问题。近年来，随着PVM技术在结晶过程在线监控领域的快速发展，越来越多药物的其他晶型被发现，它们的化学组分虽然一致，但由于形貌不同，导致不同晶型的药物在物理或化学特性上产生显著区别，包括药物的保质期、生物利用度、溶解度以及药物效果等。甚至某些药物由于晶型的改变，其药性发生彻底的变化。所以，在药物生产过程中通过PAT技术对药物晶型进行监测与调控是非常重要的环节。在目前的晶型在线监测研究中，常将PVM和FBRM两种原位检测技术联用，通过结果反馈对晶型进行调节，从而得到需要的药物晶体。

PVM是一种基于探针的高分辨率原位视频显微镜。该技术通过6个独立的激光源照射悬浮液以产生散射光，该散射光被电荷耦合器件(CCD)接收，然后通过相应的设备将产生的图像显示在配套软件上。该技术具有无需采样以及离线分析的特点，可反映结晶过程的晶体形貌特征，通过连续生产高分辨率图像以直观地观测晶体生长情况。在结晶过程中，PVM通常用于表征颗粒的粒度、固体颗粒溶解、成核、生长以及颗粒数量和形状演化等，能够准确、直观地对结晶过程中多晶型的转变、聚结以及晶析等现象进行实时监测[78-79]，通过测定结果对结晶过程中的工艺参数进行调节，从而得到制药工艺需要的药物晶体。

在结晶过程中，将FBRM与PVM两种技术联用具有以下优点：①有效避免在测量过程中引入其他误差;②实现对颗粒数量和粒径进行高重复性和高重现性的测量;③提高实验精确度及效率;④帮助使用者实时监测和控制晶体的晶型、粒径和形状，实现对结晶过程快速、多角度的研究。Kutluay等[80]分别用FBRM和PVM探针考察了停留时间、搅拌速度、进料速度、过饱和度对硼酸晶体的晶型尺寸分布和晶体形状的影响，通过实验确定了硼酸的成核速率和生长速率。结果表明，搅拌速度对晶体弦长分布和结晶习性有显著影响。用PVM和显微镜对硼酸晶体的照片进行了对比分析，该方法也可用于其他硼化合物的结晶过程研究。武洁花[81]用PVM和FBRM对头孢唑林钠的溶解过程进行了表征，并成功实现头孢唑林钠晶型转化过程的监测。Jochen等[82]运用4种不同的原位分析技术监测L-谷氨酸溶剂介导的结晶过程，其中PVM和FBRM用于检测晶体在转化过程中的弦长和形状变化，RS技术用于监测晶型转变过程，ATR-FTIR技术则被用于监测溶液浓度变化，将4种技术联用很好地实现了对L-谷氨酸结晶过程的在线监控。

图4 红霉素二水合物(A)与PEG 6000(B)的晶型转化过程[85]Fig.4 Crystal transformation process of EM(A) and PEG 6000(B)[85] *EM:erythromycin(红霉素);PEG 6000:polyethylene glycol 6000(聚乙二醇6000)

2.5.2 热台偏光显微镜技术使用HSPM技术可在热台上进行小规模结晶实验，并能实现对结晶过程的实时监控。该技术主要通过内置数码摄像头记录每一时刻的样品状态，然后根据晶体状态信息对结晶过程进行反馈并调节，使其按照预期方向发展。然而，HSPM通常只能得到抗生素等药物晶型的信息，所以通常将其与其他技术联用对结晶过程进行在线分析与监控[83]。Shyr等[84]将HSPM技术、调制差示扫描量热法和实时广角XRD技术联用以研究LDA(L-lactide/D-lactide as-spun) 纤维和LDH(L-lactide/D-lactide hot-drawn) 纤维的均晶以及立体复合晶体在加热过程中的结晶熔融行为、纤维形态和晶体结构演变，获得了较好的效果。Mirza等[85]联用HSPM、变温X射线粉末衍射和调制差示扫描量热法对红霉素的多晶转变行为进行在线监控，发现红霉素二水合物与聚乙二醇6000(PEG 6000)使用热熔法生产固体分散体时会发生表面反应(如图4所示)，熔融过程中当PEG 6000不存在时会导致红霉素二水合物的失水及晶型的转变，研究者利用HSPM技术和在线XRD技术实现了晶型转变过程的实时监测，有助于红霉素二水合物结晶过程的调节与控制。

3 总结与展望

在制药生产过程中，约有超过90%的药物其药效成分是以晶体的形式存在，对结晶过程进行持续探索和研究，并最终实现结晶过程的可控可调是结晶领域目前及未来的发展趋势[86]。近年来，PAT技术被广泛运用于结晶过程的在线监测研究中，PAT技术的有效性、便捷性以及可靠性已得到业界研究人员的认可。本文详细介绍了目前主流的结晶过程PAT技术，例如ATR-FTIR、ATR-UV/Vis、NIR、RS等。并且介绍了这几种技术在结晶过程监测、多晶型研究、晶型转化方面的应用,表1列出上述技术的具体应用和特点。PAT技术的应用不仅有助于加深对结晶过程的理解，为结晶过程控制提供技术支持，而且已发展成相关领域研究中与传统分析手段相辅相成的一门技术。但就目前而言，PAT技术的特异性较强，数据处理及分析难度偏高，对操作人员专业要求较高，所以促进PAT技术的发展和普及，构建学术界与企业界直至产学研的技术共享体系，使PAT技术得到真正意义上的普及与应用具有重要意义。

表1 PAT技术在药物结晶过程中的应用与特点Table 1 Application and characteristics of PAT in pharmaceutical crystallization process