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晶形漏网的后果会有多严重?-eXalt溶剂蒸发结晶研究给出答案

药物多晶型(drug polymorphism)是指药物存在有两种或两种以上的不同晶型物质状态。对于固体化学药物,由于其分子的排列形式及对称规律不同,同一种药物可以形成多种不同的晶型固体物质状态。不同的晶型具有不同的物理特性,这些物理特性会影响制造过程,从而对药物的疗效有很大影响,所以通过溶剂蒸发等方法进行多晶型筛选是药物研发过程的一个重要阶段。晶型的改变最终会影响药物的药效。若使用了不合适的药物晶型,就可能产生严重的后果。

 

药物晶型研究与溶剂蒸发

 

药物晶型对药物的药效有很大影响,所以在药物研发过程中对药物的晶型进行充分的研究是非常必要的。药物多晶型的研究应该是贯穿整个CMC阶段的。在新药早期研发过程中,药物资源有限,时间比较宝贵,目的是找到最稳定的晶型。在研发晚期,药物比较多,目的是找到能够找到的所有晶型,确保上市之后药物的稳定性,同时也可以将所有的晶型通过专利保护起来,延长药物的专利保护期。但需要注意的是,没有任何筛选可以保证找到所有的晶型(MiCrone的N+1 法则)。

 

 

药物多晶型筛选方法主要有溶液法、热处理法、机械化学法等。其中用的最多,也是最有可能得到新晶型的是溶液法。溶液法又包括溶剂蒸发结晶、冷却结晶、溶剂-反溶剂、混悬打浆等。对于结晶而言,最重要的两个条件就是溶剂和温度,所以在实验中应考虑使用不同的溶剂和不同的温度。筛选得到的固体样品通过XRPD、DSC、TGA等进行表征,从而确定是否出现新晶型。得到不同的晶型后还需要研究各种晶型之间的转化关系以及它们的稳定性。最后综合各方面的因素选择最合适的晶型。

 

 

 

因此,多晶型筛选的研究需要很长时间。Genevac与该领域的研究人员合作开发了eXalt™(如上图所示),这是一种独特的工具包,可帮助研究人员以多种方式进行溶剂蒸发结晶研究,无论是多晶型筛选,还是寻找亚稳态和稳定形式。

 

 

eXalt™是如何在溶剂蒸发过程中工作的?

 

 

eXalt™是一个工具包,可帮助研究人员进行溶剂蒸发结晶研究,无论是多晶型筛选还是亚稳态和稳定型筛选。eXalt可使多种溶剂同时以相同的速率进行溶剂蒸发。例如可以将DCM和甲苯可以放在同一系统中蒸发,使两个样品同时干燥。eXalt可用于沸点为40°C至165°C,即DCM至DMAc的溶剂研究。可以将蒸发时间控制在6小时到72小时或更长时间范围内,满足大多数溶剂蒸发要求。

 

 

 

eXalt™使用特制的样品瓶架,通过在样品瓶顶部放置一系列挡板,减缓挥发性溶剂蒸发速度。挡板的尺寸和数量根据溶剂性质选择,易挥发溶剂选择小孔径,不易挥发溶剂选择大孔径或不选,Genevac已给出常用溶剂挡板选择指导。然后将支架放置在Genevac溶剂蒸发设备中,压力稍低于大气压,进行溶剂蒸发蒸发结晶操作。

 

 

 

该工具包是完全模块化的,研究人员能够自行选择挡板配置,以实现预期的结果。提高溶剂蒸发温度可以加快蒸发速度,但不可超过易挥发溶剂的沸点。通常在900毫巴真空度下,有效温度范围为35°C至最易挥发溶剂的沸点以下几度,对于DCM,是38°C。

 

 

eXalt™组件

eXalt™塔由4个部分组成:

1-底座和密封垫;

2-挡板;

3-蒸发塔;

4-塔顶。

 

 

挡板具有不同直径的孔,根据溶剂性质进行选择,以使每种溶剂蒸发速度相同。挡板上的孔越小,溶剂蒸发速度越慢。使用的挡板越多,溶剂蒸发速度越慢。

 

 

 

Genevac已给出常用溶剂挡板选择指导——

 

溶剂蒸发塔架—组装好的溶剂蒸发塔放在溶剂蒸发塔支架上;

 

样品架—固定样品瓶,每个样品架可放置24瓶样品。并有导向钉来定位,确保样品瓶和溶剂蒸发塔位置匹配。

 

 

固定好之后可以放入Genevac HT或EZ-2 4.0溶剂蒸发工作站进行溶剂蒸发结晶操作。

 

 

eXalt™技术

eXalt™技术可以进行溶剂蒸发结晶研究。在相同的时间、相同的速度和相同的条件下,eXalt™允许从多种不同的溶剂中结晶多个小分子活性物质。

 

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eXalt™ 研究

2013年,位于英国霍尔沙姆的诺华制药(Novartis Pharmaceuticals)的研究人员对eXalt™技术进行了长时间的研究,研究eXalt™技术在药物化学小分子结晶中的作用。利用eXalt™成功对4个项目中的8个化合物进行了溶剂蒸发结晶,其中6个从一次实验中结晶。

 

 

溶剂蒸发结晶操作所需要材料很少,大约每瓶5mg,只需50mg就可以运行一次筛选。形成的溶剂蒸发晶体足以进行XRPD,DSC和SCXR表征,并为后续研究提供种子晶体。该技术是非破坏性的,可以回收所有质量差的晶体和无定型态测试材料。