多晶型在固體藥物中是一種常見現象。固體化學物質的多晶型現象早在1832年由科學家烏勒等人在研究苯甲酰胺化合物時發現。藥物的晶型不僅對藥物的理化性質有影響,還與制劑制備工藝,質量以及穩定性有關。
藥物多晶型研究的方法
不同晶型的同一藥物在溶解度、溶出速率、熔點、硬度等方面有顯著差異,從而影響藥物的穩定性。這些不同的理化性質可以通過不同的分析儀器進行辨識,由此發展出不同的晶型鑒定方法,在實際研究中可以采用一種或幾種分析方法對藥物晶型進行鑒定。
制藥工業中常用的鑒定方法主要有如下幾種:熱分析法(差示掃描量熱儀、熱重分析儀、差熱分析法),溶解度測定法、X-射線粉末衍射法、X-射線單晶衍射法、紅外分光光度法、拉曼分光光度法、近紅外分光光度法等。
熱分析法
熔點一般采用熔點儀進行測定,更精確的熱分析法有熱重法( TG),差示熱分析法(DTA),差示掃描量熱法(DSC)以及顯微量熱法(Thermomicroscopy)。
熱重法(TG)主要是通過測量藥物在加熱條件下質量的變化過程,適用于檢查晶體中溶劑的喪失或樣品升華、分解的過程。該方法廣泛應用于研究水合物以及溶劑化晶型。
圖1.藥物A一水合物TGA分析
差示掃描量熱法(DSC),是測定藥物在加熱、冷卻或者恒溫過程中相變,用來研究藥物穩定晶型和亞穩態晶型的熱效應,并進行定性定量分析。
圖2.對乙酰氨基酚DSC分析
(對乙酰氨基酚通常為結晶的,但是當以超過20℃/min速率降溫時,會轉變為無定形結構,此外晶體結構可能有不同形式存在,即多晶型)
TA差示掃描量熱儀(DSC)
TA熱重分析儀(TGA)
在許多測試中,將TG與DSC聯用,廣泛用于研究水合物以及溶劑化晶型,既可以確定晶型轉變或溶劑喪失的溫度,又可以對溶劑的相對量進行測量。
光譜法
紅外光譜法:不同晶型藥物其分子內相互作用不同,某些化學鍵鍵長、鍵角會有所不同致使其振動-轉動躍遷能級不同,不同晶型表現出不同的紅外吸收峰和強度,可以利用這一差異進行不同晶型的鑒別。
布魯克紅外光譜儀
拉曼光譜法:研究分子和光相互作用發生散射光的頻率,該方法可以利用不同晶型物質有的分子極化率變化,引起一定波長范圍的拉曼光譜吸收峰位置、強度、峰形幾何拓撲等參數變化,從而實現對晶型的定性、定量鑒別。而同種化合物的不同晶型,由于其堆積方式不同會導致分子振動有所不同,故而可以用來區分多晶型物質。
布魯克顯微拉曼光譜儀
拉曼光譜法和紅外光譜法均屬于振動光譜,但拉曼光譜檢測低頻振動較紅外光譜具有更明顯的優勢,甚至可以檢測到分子的晶格振動,因此拉曼光譜在鑒別藥物的多晶型方面具有顯著的優勢作用。
藥物晶型研究對于用藥安全有效具有重要的意義;可為藥物生產和質量控制提供幫助。以上儀器均可在藥品生產分析和研究藥物多種晶型結構。
*以上藥物多晶型案例來自TA內部資料
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