純凈的晶體 -候選藥物晶型的選擇

文/Alison Wake

更快更受控的晶體變型分析新技術(shù)在候選藥物中的應(yīng)用 // 在候選藥物的分析中，常常要有分子的晶體變型分析這一過程而晶體變型的制備是非常復(fù)雜且費時費力的事情。而本文介紹的新技術(shù)則能更快地、更受控地完成晶體變型分析。

在藥品研發(fā)過程中，確定高效活性藥物成分API時，首先要制備出非結(jié)晶形式的這種化合物。天然的結(jié)晶化合物通常有多種不同的結(jié)晶形式或者多晶型。多晶型不同的物理性質(zhì)不僅對藥品的生產(chǎn)過程有著重要的影響而且也對藥品的藥效有著重要的影響，因此，多晶型晶態(tài)變型的初步檢驗分析是可能導(dǎo)致錯誤結(jié)論的，因為通過晶化結(jié)晶可以改變，諸如溶解速率或者生物活性等藥品性質(zhì)。

在藥品研發(fā)過程中對藥物活性成分不同晶態(tài)結(jié)構(gòu)進行的多晶型檢測就是一個必不可少的重要步驟。而在多晶型檢驗中檢測到的數(shù)據(jù)則可以用來優(yōu)化活性化合物的物理性質(zhì)，從而保證其功效、配方和藥品生產(chǎn)。

圖1 在藥品研發(fā)過程中可以利用Genevac公司研發(fā)生產(chǎn)的Exalt系統(tǒng)實現(xiàn)晶體多晶型的檢驗分析。

圖2：受控的Exalt結(jié)晶技術(shù)衍射后的結(jié)晶

在某研究項目的框架內(nèi)，藥學(xué)領(lǐng)域中日本的醫(yī)藥化學(xué)家利用英國的Genevac高通量蒸發(fā)系統(tǒng)‘Exalt’作為受控晶化的檢測分析方法在藥品開發(fā)過程中的多晶型進行了系統(tǒng)的評估分析。在評估分析過程中，選用了有三種不同晶型的化合物，以吡羅昔康為樣本。

表1 試驗用溶劑、Exalt系統(tǒng)的配置和72小時后的物理性質(zhì)

表2 通過X射線衍射測定的多晶型

方法

Exalt系統(tǒng)是Genevac公司為蒸發(fā)結(jié)晶而開發(fā)的一種系統(tǒng)，可以同時蒸發(fā)各種溶劑中的API溶液，并在溶劑蒸發(fā)的同時緩慢的生成晶體。Exalt系統(tǒng)有一個專用的樣本瓶架，該瓶架允許將在樣本瓶上方放置各種減緩揮發(fā)速度的隔板（見圖1）。應(yīng)根據(jù)溶劑的揮發(fā)性能選擇隔板的數(shù)量和尺寸，易揮發(fā)的應(yīng)盡可能的限制其揮發(fā)，不易揮發(fā)的則應(yīng)較少的限制其揮發(fā)。然后將支架放入Genevac公司研發(fā)生產(chǎn)的在大氣環(huán)境和較低氣壓下能夠在蒸發(fā)過程中旋轉(zhuǎn)的HT系列蒸發(fā)器中。

利用不同的溶劑配制不同的吡羅昔康混合溶液（參見表1），混合濃度為2mg/ml。每種混合溶液取3ml，各注入一個樣本瓶中并與色譜柱連接好，放上Genevac公司建議的隔板。由于這里使用的六種溶劑的揮發(fā)性較低，因此不需要使用色譜柱，但要減少其中三種溶劑的初始體積，以便保證蒸發(fā)循環(huán)結(jié)束時完全固化（這些溶劑的濃度提高到每樣本瓶6mg）。最后將放好樣本瓶的樣本瓶架放入Genevac公司的HAT-4X型蒸發(fā)器中，啟動Exalt的72小時工作程序。

結(jié)果

七個混合溶液樣本瓶在溶劑蒸發(fā)后沒有得到完全的結(jié)晶體，它們必須在HAT-4H蒸發(fā)器中繼續(xù)蒸發(fā)。20種溶劑的19種溶劑在完全蒸發(fā)后得到了適合于繼續(xù)采用X射線衍射分析的固態(tài)結(jié)晶體。實驗結(jié)果（參見圖2）表明：利用Exalt儀器設(shè)備的檢驗方法能夠得到I型、II型和III型的多晶型（參見表2）。有三種溶劑的結(jié)果不明顯。雖然已經(jīng)確認(rèn)它們也產(chǎn)生了溶劑化合物，但結(jié)果不明顯的原因有待于進一步的研究。

討論

受控的Exalt系統(tǒng)能夠快速、簡單的在化合物量最?。總€樣本6mg）的情況下完成藥物有效成分API的檢測分析。根據(jù)使用的20種不同溶劑對藥物有效成分吡羅昔康的檢驗，僅在150mg的化合物中鑒定出三種多晶型。這是一種非破壞性的檢測方法，化合物可以在結(jié)晶失敗的情況下重新溶解。通過反相色譜法提純的、經(jīng)過離心蒸發(fā)干燥的新化合物常常是多晶型的。這種結(jié)晶物在物理性質(zhì)會有所不同，例如多晶型晶體的溶解速度和生物活性等性質(zhì)都會有所改變，因此，在進一步加工、處理之前要確定它們的結(jié)晶類型。在實踐中，第一次的檢驗分析常常是對多晶型的樣本進行檢驗分析的。錯誤地從這些無定形化合物中導(dǎo)出的性質(zhì)能夠?qū)е潞翢o理由的拒絕API藥物有效成分或者晶體的不穩(wěn)定發(fā)展。在藥品研發(fā)的早期階段，有很少量的藥物有效成分晶體可供多晶型鑒定能夠可靠的確定潛在的候選藥物以及為藥品的進一步研發(fā)獲得有用的結(jié)晶體數(shù)據(jù)和溶劑數(shù)據(jù)。

LP本刊提示

結(jié)晶類型的檢驗

利用X射線衍射法可以測定分子的三維結(jié)構(gòu)。這里，最重要的是晶體的產(chǎn)生過程要盡可能的柔和、可控。因此，使用揮發(fā)性和低揮發(fā)性溶劑就顯得非常重要了。