新冠肺炎药物盐酸阿比多尔的结构分析和稳定性考察

马雨璇 王 娜 王 冰 李 钢

(南京师范大学 食品与制药工程学院 分析测试中心,江苏 南京 210023)

2019年12月，新型冠状病毒肺炎(corona virus disease-19，COVID-19)爆发，是继严重急性呼吸综合征(SARS)和中东呼吸综合征(MERS)后，严重危害人类健康的全球突发公共卫生事件之一[1]。国际病毒分类委员会将该病毒命名为严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)。从2012年开始，冠状病毒被分为α、β、γ、δ这4种类型，SARS-CoV-2 为β属，是单股正链 RNA 病毒，颗粒呈圆形或椭圆形，有包膜，常为多形性，直径60～140 nm，具有很强的传染性且传播方式多样，人群普遍易感[2～3]。它主要作用于呼吸道，所以临床多以发热、乏力为主，少数伴有鼻塞、流涕、咽痛腹泻等症状[2]。发病一周后重症患者可能出现低氧血症和呼吸困难，并伴有休克等症状，严重影响患者生命安全[4～6]。

《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)》由国家卫健委员会在2月18日发布，其中明确指出阿比多尔治疗SARS-CoV-2效果确切，可广泛应用于临床。阿比多尔是非核苷类广谱抗病毒药，由前苏联研发，在俄罗斯和中国获批上市[7～9]。它是一种高选择性血凝素抑制剂，通过激活2，5-寡聚腺苷酸合成酶来特异性抑制病毒囊膜和宿主细胞膜的融合，从而抑制病毒的DNA和RNA合成[1,10-13]，并且阿比多尔还能促进细胞自身释放干扰素，从而发挥抗病毒作用，能有效缓解 COVID-19患者的症状[14-16]。李兰娟院士团队通过初步体外细胞实验证实阿比多尔在较低浓度时可以有效抑制SARS-CoV-2[17，18]。还有报道指出患者在感染早期服用阿比多尔可显著减少临床抗菌药物的使用和SARS-CoV-2并发症的发生且可以缩短病程、减轻症状，是一个治疗指数和安全性双高的药物[19]。作为新型冠状病毒肺炎的推荐用药，盐酸阿比多尔在疫情期间具有极大的临床价值。

对盐酸阿比多尔的X-射线粉末衍射法(PXRD)、差示扫描量热分析法(DSC)、扫描电子显微镜法(SEM)研究，在相关文献中未见报道。盐酸阿比多尔(ArbidolHydrochloride, AH)的化学名称为6-溴-4- (二甲胺基甲基) -5-羟基-1-甲基-2- (苯硫甲基) -1H-吲哚-3-羧酸乙酯盐酸盐-水合物，分子式为C22H25BrN2O3S·HCI·H2O(如图1所示)，分子量是531.89。为了增加药物的稳定性将其制备成盐酸盐，药用为一水合物[20]。本文使用质谱分析(MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)确证样品化学结构，检测结果与盐酸阿比多尔化学结构一致，再利用热分析(DSC和TGA)、X-射线粉末衍射(PXRD)以及扫描电子显微镜(SEM)等仪器测定盐酸阿比多尔的熔点、分解温度、晶型结构以及微观形貌。此外，对盐酸阿比多尔样品进行高湿、高温和研磨对晶型的稳定性考察，结果显示盐酸阿比多尔样品晶型在高湿和高温条件下十分稳定没有发生变化，不同研磨时间会影响样品的择优取向。

1 盐酸阿比多尔样品的结构确证

1.1 仪器与材料

仪器：日本理学公司的D/max 2500VL/PC型阳极转靶X射线衍射仪；日本电子公司的JSM-5610型扫描电子显微镜；美国 Perkin Elmer公司的Analysis Diamond差示扫描量热仪和Analysis Pyrisl热重分析仪；美国瓦里安公司的Varian2200质谱仪；德国布鲁克公司的VERTEX70型傅里叶变换红外光谱仪。

材料：盐酸阿比多尔样品由重庆某公司提供。

1.2 质谱分析

以甲醇为溶剂，+ESI源为检测条件，用Varian2200质谱仪检测样品。

1.3 傅里叶变换红外光谱分析

采用KBr压片法检测样品，扫描范围4 000～400 cm-1，分辨率4 cm-1，扫描次数32次，用聚苯乙烯膜校正。

1.4 热分析

差示扫描量热法分析：称取样品约2.5 mg放入铝坩埚中密封，将坩埚放入DSC中进行测试，以氮气为保护气，升温速率为10 K·min-1，升温范围为25～200 ℃，进行DSC分析。

热重分析：称取样品约2.5 mg放入坩埚，将坩埚放入TGA中进行测试，以氮气为保护气，升温速率为10 K·min-1，升温范围为25～400 ℃，进行TGA分析。

1.5 X-射线粉末衍射法分析

测定条件为管压：40 kV，管流：100 mA，Cu-Kα辐射，石墨弯晶单色器，发射狭缝(DS)=防散射狭缝(SS)=1°，接收狭缝(RS)=0.15 mm。扫描速度：10°·min-1，步宽：0.02°。

1.6 扫描电子显微镜法分析

取样品粘结在样品座上，镀膜处理后置于扫描电子显微镜下观察形态结构。测定条件：加速电压10 kV，加大倍率6 000，样品台直径30 mm。

2 稳定性考察

2.1 高湿的影响

为了确保该制剂的有效性和安全性，按照中国药典2015版第四部“原料药物与药物制剂稳定性试验指导原则”，我们考察了盐酸阿比多尔在25 ℃避光，相对湿度为92. 5%条件下放置的外观性状、晶型及吸湿增重等重要指标随时间变化的情况。

2.2 高温的影响

为考察温度对药物原材料晶型的影响，按照中国药典2015版第四部“原料药物与药物制剂稳定性试验指导原则”，将盐酸阿比多尔于60 ℃下恒温放置10天，于第五天和第十天取样进行检测，观察其晶型随时间变化的情况。

2.3 研磨的影响

室内环境下，取适量盐酸阿比多尔样品置于玛瑙研钵中，分别研磨5 min、10 min和30 min，然后置于载样架上，制样，进行PXRD检测，观察研磨不同时间对样品晶型的影响。

3 结果分析

3.1 质谱分析

对盐酸阿比多尔样品进行质谱检测。盐酸阿比多尔的分子量为477.4，质谱检测结果质荷比为477.9。通过质谱分析可证明样品的分子量与盐酸阿比多尔的分子量一致。

3.2 傅里叶变换红外光谱法分析

图2为盐酸阿比多尔的红外图谱，图中3 128 cm-1、1 577 cm-1、1 502 cm-1、1 255 cm-1、741 cm-1、和958 cm-1是样品苯并吡咯骨架的吸收峰；1 680 cm-1、1 186 cm-1和1 087 cm-1是酯基的吸收峰；1 231 cm-1、1 326 cm-1和3 341 cm-1是酚羟基的吸收峰；1 380 cm-1、1 475 cm-1和2 968 cm-1是甲基的吸收峰；1 417 cm-1和2 902 cm-1是亚甲基的吸收峰；1 131 cm-1是脂肪胺的吸收峰；2 588 cm-1是盐酸盐的伸缩振动；3 341 cm-1也是样品结晶水的吸收峰；690 cm-1是C-S键的吸收峰；484 cm-1是苯环上溴的吸收峰；3 128 cm-1、1 502 cm-1和782 cm-1也是苯环的吸收峰。

图2 盐酸阿比多尔的红外图谱

3.3 热分析

差示扫描量热仪分析：图3是盐酸阿比多尔的DSC曲线。由图3可知，盐酸阿比多尔在120.15 ℃有一个吸热峰，起始温度为90.78 ℃，此时测得的热晗为93.94 J/g，推测为样品脱去结晶水导致。在161.35 ℃有一个热晗为34.04 J/g的吸热峰，起始温度为154.06 ℃，为样品熔融所致，由此可知在这种测试条件下盐酸阿比多尔的熔点为154.06 ℃。

图3 盐酸阿比多尔的DSC曲线

热重分析：图4是盐酸阿比多尔的TGA曲线。由图4可知，样品在90.02 ℃发生第一个分解失重，失去一个结晶水，失重为3.21%，在188.51 ℃时发生第二个分解失重，为样品分解所导致。

图4 盐酸阿比多尔的TGA曲线

3.4 X-射线粉末衍射法分析

用PXRD检测盐酸阿比多尔样品，衍射图谱呈现出尖锐的衍射峰，表明该样品以结晶形式存在，且结晶度较高。经由计算机软件分析图谱，先采取平滑处理、背景扣除、剥离Kα2峰，再进行全谱拟合，得到该样品的衍射角度(2θ/°)分别为4.80、7.63、9.29、9.55、11.74、15.70、16.74、19.09、21.14、21.76、22.98、23.32、23.71、25.29、28.79，晶面间距d(nm)分别为1.84、1.15、0.95、0.93、0.75、0.56、0.53、0.46、0.42、0.41、0.39、0.38、0.38、0.35、0.31，相对丰度/%)分别为100.0、21.4、20.2、7.4、12.4、7.1、3.6、32.8、8.3、7.0、7.3、19.(I/I03、14.0、16.5、19.5，平均晶粒尺寸为100.7 nm，其衍射图谱见图5。

图5 盐酸阿比多尔的PXRD图谱

3.5 扫描电子显微镜法分析

盐酸阿比多尔的扫描电镜图如图6所示。由图6可知，盐酸阿比多尔样品外观形貌呈长条状，宽度大约为1 μm左右。

图6 盐酸阿比多尔的SEM图谱

3.6 高湿稳定性影响

取盐酸阿比多尔样品分成A、B两份敞口放置在以饱和硝酸钾溶液营造相对湿度为92.5%的密闭容器中，避光放置10天，在第五天和第十天分别对A样品进行外观性状观察和称重，对B样品取出部分进行PXRD检测。结果如图7和表1所示，盐酸阿比多尔样品在高湿环境下稳定，晶型的2θ、d值和I/I0基本没有变化，在高湿环境下样品颜色一直呈白色，没有发生改变，吸重在5%以下。综合判断盐酸阿比多尔在高湿(RH=92.5%)环境下稳定。根据药典无须进行RH=75%环境下的湿度稳定性考察。

图7 不同天数的高湿PXRD图谱

表1 盐酸阿比多尔的高湿数据Tab.1 high humidity data of Arbidol Hydrochloride

3.7 高温稳定性影响

取盐酸阿比多尔样品敞口放置在恒温烘箱内，温度设置为60 ℃，避光放置10天，在第五天和第十天分别取样进行PXRD检测。结果如图8所示，盐酸阿比多尔样品在高温环境下稳定，晶型的2θ、d值和I/I0基本没有变化。根据药典无须进行40 ℃环境下的温度稳定性考察。

图8 不同天数的高温PXRD图谱

3.8 研磨稳定性影响

图9是盐酸阿比多尔样品用玛瑙研钵研磨5 min、10 min和30 min的PXRD图谱。从图中可以看出，衍射图谱随着研磨时间的增加发生了改变。样品经过研磨后，减少了择优取向，部分强峰变弱，弱峰变强，尤其是2θ为4.8°的峰(最强峰)强度降低最明显，其他峰强度与之相比(I/I0)，比值增加。在标记①②③④⑤处可明显看出随研磨时间增长，部分小峰消失，衍射峰峰型变宽，这是由于研磨导致晶粒变小，晶型药物出现向非晶态转化的趋势。因此在制剂过程中要注意研磨对盐酸阿比多尔晶型的影响，以免晶型变化影响生物利用度。

图9 研磨不同时间的PXRD图谱

4 讨论

在对药物药理作用研究前必须建立一系列系统的表征方法，以确保该生产药物是目标药物。对药物晶型进行结构表征是临床用药的前提，也是药物稳定性考察的基础和依据。本文通过质谱分析(MS)、傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)、X射线粉末衍射分析(PXRD)和扫描电子显微分析(SEM)等现代分析手段对样品进行表征，为药物的生产制备、储存鉴定以及定量分析提供参考依据。