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晶型药物的分析方法——心邀生物

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同一药物的不同晶型在外观、溶解度、熔点、溶出度、生物有效性等方面可能会有显著不同,从而影响了药物的稳定性、生物利用度及疗效,该种现象在口服固体制剂方面表现得尤为明显。药物多晶型现象是影响药品质量与临床疗效的重要因素之一,因此对存在多晶型的药物进行研发以及审评时,应对其晶型分析予以特别的关注。

X-射线衍射法

X-射线衍射是研究药物晶型的主要手段,该方法可用于区别晶态和非晶态,鉴别晶体的品种,区别混合物和化合物,测定药物晶型结构,测定晶胞参数(如原子间的距离、环平面的距离、双面夹角等),还可用于不同晶型的比较。X-射线衍射法又分为粉末衍射和单晶衍射两种,前者主要用于结晶物质的鉴别及纯度检查,后者主要用于分子量和晶体结构的测定。

 

红外吸收光谱法

不同晶型药物分子中的某些化学键键长、键角会有所不同,致使其振动-转动跃迁能级不同,与其相应的红外光谱的某些主要特征如吸收带频率、峰形、峰位、峰强度等也会出现差异,因此红外光谱可用于药物多晶型研究。目前已知的由于晶型不同引起红外光谱不同的药物有甲苯咪坐等20多个品种。

 

熔点法和热台显微镜法

如上所述,药物晶型不同,熔点可能会有差异,除常见的毛细管法和熔点测定仪方法外,热台显微镜也是通过熔点研究药物多晶型存在的常见方法之一,该方法能直接观察晶体的相变、熔化、分解、重结晶等热力学动态过程,因此利用该工具照药典规定进行熔点测定可初步判定药物是否存在多晶现象。

 

部分药物多晶型之间熔点相差幅度较小,甚至无差别,故以熔点差异确定多晶型,只是初步检测方法之一。一般来说,晶型稳定性越高熔点也越高;两种晶型的熔点差距大小,可以相对地估计出它之间的稳定性关系。如果两种晶型熔点相差不到1℃时,则这两种晶型在结晶过程中就可以同时析出,且两者的相对稳定性较难判别。两者熔点越接近,不稳定的晶型越不易得到。

 

热分析法

不同晶型,升温或冷却过程中的吸、放热也会有差异。热分析法就是在程序控温下,测量物质的物理化学性质与温度的关系,并通过测得的热分析曲线来判断药物晶型的异同。热分析法主要包括差示扫描量热法、差热分析法和热重分析法。热分析法所需样品量少,方法简便,灵敏度高,重现性好,在药物多晶型分析中较为常用。

 

偏光显微镜法

偏光显微镜除了含有一般光学显微镜的结构外,最主要的特点是装有两个偏光零件,即装在载物台下方的起偏镜(又称下偏光镜)和装在镜筒中的分析镜(又称上偏光镜)。两镜均由人工合成偏光片组成,通过角度的调整,可将射入光源转换成正交偏光。正因为如此,该方法主要适用于透明固体药物。

透明固体药物的观测一般是在正交偏光下进行。由于晶体结构不同和偏光射入时的双折射作用,在偏光显微镜上、下偏光镜的正交作用下,晶体样品置于载物台上旋转360º时,则晶体显现短暂的隐失和闪亮,晶体隐失时晶体与偏振器振动力向所成的交角称为消光角,通过不同的消光角,即可决定晶体所属的晶型]。偏光显微镜法还可研究晶型间的相变,可以淮确测定晶体熔点;对于具有各项向异性的动植物材料(如纤维蛋白、淀粉粒)的结构,具有特殊的鉴定作用。

 

核磁共振法

不同晶型结构中分子中的原子所处化学环境存在细微差异,类似核对施加的外磁场即产生不同的响应,致使类似核在不同化学位移处发生共振,因此其13C—NMR谱图不同,通过对不同晶型图谱的对比,即可判断药物是否存在多晶现象,通过与已知晶型的13C—NMR比较,也可获得测试样品的具体晶型。

 

尤其是近年来出现的固态13C—NMR、高效质子去藕合、交叉极化(CP)、幻角自旋(CAS)等新技术的应用,使得我们能获得高分辨率的13C—NMR谱,这种谱图能给出有关动力学和局部化学环境的详细原子水平的信息,因此利这种高分辨率的13C—NMR谱图可进行多晶型的混晶分析以及某种特征晶型的测定。

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