Abbaustudien von Konservierungsmitteln im AFRICA-Mikroreaktorsystem

Abbaustudien sind ein wichtiger Projektbestandteil bei nahezu allen Entwicklungen im Pharma-, Agro- und Kosmetikbereich. Grundsätzlich werden die zu prüfenden Substanzen hierbei externen Stressfaktoren ausgesetzt. Dies können Enzyme, extreme pH – Werte, Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit, Licht oder andere Triggerfaktoren für den Abbau sein. Der Abbau durch Mikroorganismen ist ebenfalls von großer Bedeutung. Abbaustudien sind aufwendig und erfordern oft einen hohen Zeitbedarf.

Ein ideales Testdesign zur Durchführung von Abbaustudien müsste folgende Voraussetzungen erfüllen:

• Beschleunigter Abbau (Beschleunigung der zu prüfenden Abbaureaktionen)
• Durchsatz vieler Proben in kurzer Zeit (Variation der Bedingungen)
• Verwendung vieler, den Abbau beschleunigender Substanzen (Stressfaktoren)
• Lichtexposition verschiedener Wellenlänge, Photoabbau Untersuchungen
• Automatisierung des gesamten experimentellen Ablaufs

Diese Bedingungen erfüllen Mikroreaktorsysteme in idealer Weise. Diese Systeme eigenen sich daher nicht nur für Synthesestudien, sondern ebenso für automatisierte Abbaustudien unter Einbeziehung multipler Triggerfaktoren.

Ein weiterer Vorteil liegt in den geringen Substanzmengen, die selbst für umfangreiche Studien ausreichen. So konnte eine umfangreiche Testreihe zum Abbau von Parabenestern im AFRICA – Mikroreaktorsystem in wesentlich kürzerer Zeit durchgeführt werden, als dies mit konventionellem Testdesign im Batchreaktor und herkömmlicher Reaktionstechnik möglich ist.

Hierzu wurden Methyl-, Ethyl- und Propylparabenester verschiedener Varianten der Esterspaltung unterzogen, unter Veränderung von Temperatur, Konzentration und Reaktionszeit. Insgesamt wurden 21 Abbaureaktionen automatisiert hintereinander ausgeführt und anschließend mittels HPLC analysiert. Die Abbaureaktionen wurden in Temperaturbereichen von 20 bis 140°C durchgeführt, jeweils mit unterschiedlichen Reaktionszeiten.

Die mit dem AFRICA System erhaltenen Daten wurden mit Daten aus Batch- Versuchen verglichen. Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass der Abbau der untersuchten Parabenester durch Wärme stark beschleunigt wird. Durch Erhitzen über den Siedepunkt des Lösungsmittels (Wasser) unter superkritischen Bedingungen konnten im AFRICA System deutlich schnellere Ergebnisse erzielt werden, die eine hohe Korrelation zu den Abbaustudien im Batchreaktor mit einer deutlich längeren Reaktionszeit zeigten.

Die Ergebnisse der Abbauversuche im AFRICA Mikroreaktorsystem zeigt deutlich die Zeitersparnis gegenüber vergleichbaren Studien im Batchreaktor.

Gerne stellen wir Ihnen auf Wunsch die vollständige Studie mit allen experimentellen Einzelheiten zur Verfügung. Zu Rückfragen und vertiefenden Informationen steht Ihnen Herr Pückler gerne zur Verfügung.