日立制作所成功开发了一种基于MEMS（微机电系统）技术的新型系统，将微芯片从微量试料分析领域拓展至药品及化妆品等化学药品的开发和量产。与传统药品合成装置相比，该系统可将包括材料及运营费在内的生产成本削减约20%。

该系统最多可配备20个在石英基板上利用MEMS技术加工的微型化学反应器，这些反应器采用并列运行方式。通过调整反应器配置数量，可灵活适应从研发及量产初期的小规模生产到每年数十吨的大规模生产需求。采用20级并行处理时，每年可合成72吨药液。

此前，MEMS微反应器仅用于化学物质分析，无法应用于药品开发及量产，主要存在两大瓶颈：一是反应器容量小，一次仅能合成微量药液；二是反应条件难以拓展，可合成的药品种类有限。

为解决第一个问题，日立采取了两项措施。首先，提高了单个反应器的药液处理速度。传统反应器呈Y字形结构，使两路药液合流反应；而新设计采用放射状流路，药液可从四面八方流入，实现0.6升/分钟的高流速合成。其次，将反应器像刀片服务器一样垂直5层、水平4列排列，置于恒温槽中，构建可同时工作的系统。采用保持药液压力均匀的输液结构，确保每个反应器的反应条件一致，并引入实时监控系统监测药液流量和温度，从而实现每年最高72吨的药液合成。

为解决第二个问题，日立采取了以下措施。首先，反应器采用镍合金材质，可进行高耐腐蚀性药液的合成。其次，在反应器上游设计“预热部”以加热药液至规定温度，下游设计“滞留部”以调节混合药液的反应时间。这样，无需更换反应器，仅通过调节这两个部分的设定，即可实现不同药液所需的各种反应条件。

目前，药品及化妆品量产的标准方法是在大型反应槽中混合多种药液并搅拌反应。而使用微反应器的新方法具有四大优势：

（1）反应速度提升：药液单位量的反应速度较传统方法最高可提高50倍。这是因为反应速度与流路宽度的平方成反比，例如流路宽度缩小一半，反应速度即可提高4倍。

（2）收率提高：药液在分子水平均匀混合，不易产生副产物，可提高目标产物的收率。传统方法因反应槽内对流影响，药液难以均匀混合，易产生副产物。日立实验表明，在药品合成中常用的芳香族硝基化反应中，产物收率可比传统方法提高15%。

（3）运营成本降低：由于无需搅拌，且药液加热冷却及反应时间缩短，耗电量减少，从而降低运营成本。

（4）生产规模灵活调整：通过改变使用的反应器数量，可灵活调整生产规模。与传统方法必须一次大量合成相比，可降低研发及量产初期的成本及风险，并缩短开发周期。

药品合成通常需要20个以上的步骤，该系统主要承担硝基化和乙酰基化等众多基础化学合成步骤。目前单个反应器只能合成2种药液，但通过多级结构可合成3种以上药液。日立表示，该系统投产“还需要几年时间”。