纯净的晶体 -候选药物晶型的选择

文/Alison Wake

更快更受控的晶体变型分析新技术在候选药物中的应用 // 在候选药物的分析中，常常要有分子的晶体变型分析这一过程而晶体变型的制备是非常复杂且费时费力的事情。而本文介绍的新技术则能更快地、更受控地完成晶体变型分析。

在药品研发过程中，确定高效活性药物成分API时，首先要制备出非结晶形式的这种化合物。天然的结晶化合物通常有多种不同的结晶形式或者多晶型。多晶型不同的物理性质不仅对药品的生产过程有着重要的影响而且也对药品的药效有着重要的影响，因此，多晶型晶态变型的初步检验分析是可能导致错误结论的，因为通过晶化结晶可以改变，诸如溶解速率或者生物活性等药品性质。

在药品研发过程中对药物活性成分不同晶态结构进行的多晶型检测就是一个必不可少的重要步骤。而在多晶型检验中检测到的数据则可以用来优化活性化合物的物理性质，从而保证其功效、配方和药品生产。

图1 在药品研发过程中可以利用Genevac公司研发生产的Exalt系统实现晶体多晶型的检验分析。

图2：受控的Exalt结晶技术衍射后的结晶

在某研究项目的框架内，药学领域中日本的医药化学家利用英国的Genevac高通量蒸发系统‘Exalt’作为受控晶化的检测分析方法在药品开发过程中的多晶型进行了系统的评估分析。在评估分析过程中，选用了有三种不同晶型的化合物，以吡罗昔康为样本。

表1 试验用溶剂、Exalt系统的配置和72小时后的物理性质

表2 通过X射线衍射测定的多晶型

方法

Exalt系统是Genevac公司为蒸发结晶而开发的一种系统，可以同时蒸发各种溶剂中的API溶液，并在溶剂蒸发的同时缓慢的生成晶体。Exalt系统有一个专用的样本瓶架，该瓶架允许将在样本瓶上方放置各种减缓挥发速度的隔板（见图1）。应根据溶剂的挥发性能选择隔板的数量和尺寸，易挥发的应尽可能的限制其挥发，不易挥发的则应较少的限制其挥发。然后将支架放入Genevac公司研发生产的在大气环境和较低气压下能够在蒸发过程中旋转的HT系列蒸发器中。

利用不同的溶剂配制不同的吡罗昔康混合溶液（参见表1），混合浓度为2mg/ml。每种混合溶液取3ml，各注入一个样本瓶中并与色谱柱连接好，放上Genevac公司建议的隔板。由于这里使用的六种溶剂的挥发性较低，因此不需要使用色谱柱，但要减少其中三种溶剂的初始体积，以便保证蒸发循环结束时完全固化（这些溶剂的浓度提高到每样本瓶6mg）。最后将放好样本瓶的样本瓶架放入Genevac公司的HAT-4X型蒸发器中，启动Exalt的72小时工作程序。

结果

七个混合溶液样本瓶在溶剂蒸发后没有得到完全的结晶体，它们必须在HAT-4H蒸发器中继续蒸发。20种溶剂的19种溶剂在完全蒸发后得到了适合于继续采用X射线衍射分析的固态结晶体。实验结果（参见图2）表明：利用Exalt仪器设备的检验方法能够得到I型、II型和III型的多晶型（参见表2）。有三种溶剂的结果不明显。虽然已经确认它们也产生了溶剂化合物，但结果不明显的原因有待于进一步的研究。

讨论

受控的Exalt系统能够快速、简单的在化合物量最小（每个样本6mg）的情况下完成药物有效成分API的检测分析。根据使用的20种不同溶剂对药物有效成分吡罗昔康的检验，仅在150mg的化合物中鉴定出三种多晶型。这是一种非破坏性的检测方法，化合物可以在结晶失败的情况下重新溶解。通过反相色谱法提纯的、经过离心蒸发干燥的新化合物常常是多晶型的。这种结晶物在物理性质会有所不同，例如多晶型晶体的溶解速度和生物活性等性质都会有所改变，因此，在进一步加工、处理之前要确定它们的结晶类型。在实践中，第一次的检验分析常常是对多晶型的样本进行检验分析的。错误地从这些无定形化合物中导出的性质能够导致毫无理由的拒绝API药物有效成分或者晶体的不稳定发展。在药品研发的早期阶段，有很少量的药物有效成分晶体可供多晶型鉴定能够可靠的确定潜在的候选药物以及为药品的进一步研发获得有用的结晶体数据和溶剂数据。

LP本刊提示

结晶类型的检验

利用X射线衍射法可以测定分子的三维结构。这里，最重要的是晶体的产生过程要尽可能的柔和、可控。因此，使用挥发性和低挥发性溶剂就显得非常重要了。