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什么?原来同一种药物的无定型之间也有明显区别!

日期: 2019-12-24
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《中国药典》规定,使用粉末X射线衍射法(XRPD)测定物质晶态时,结晶态物质的XRPD图谱呈锐峰,无定型态物质XRPD图谱呈弥散峰;若判断两个无定型态样品的晶型物质状态一致时,应满足弥散衍射峰几何拓扑形状完全一致。

 

事实上,无定型样品之间可能存在差异。“弥散衍射峰几何拓扑形状完全一致”,往往无法从粉末X射线衍射图谱中直接分辨出。针对这一问题,今天就来给大家介绍一下Atomic Pairwise Distribution Function (PDF) Analysis

 

PDF技术将X射线粉末衍射图谱进行傅里叶变换,从而给出找到两原子的概率与原子间距的对应关系。变换公式为:

什么?原来同一种药物的无定型之间也有明显区别! 

 

通过PDF分析得到的是原子间距的相关信息,在区分无定型样品(例如含少量结晶态的无定型样品,或不同方式、不同批次得到的无定型样品)时非常有效。Heinz等人在对无定型沙奎那韦进行研究时就使用了PDF手段。他们对市售的沙奎那韦无定型样品(Saquinavir SRS)、加热冷却法得到的沙奎那韦无定型样品(Saquinavir heated)、球磨法得到的沙奎那韦无定型样品(Saquinavir milled)以及结晶态的沙奎那韦Crystal Form F分别进行了XRPD、拉曼光谱检测,对XRPD图谱进行了PDF分析,结果如下图所示:

 

什么?原来同一种药物的无定型之间也有明显区别!

1 沙奎那韦样品的粉末X射线衍射图谱

什么?原来同一种药物的无定型之间也有明显区别!

2 沙奎那韦样品的拉曼检测图谱

 

什么?原来同一种药物的无定型之间也有明显区别!

3 沙奎那韦样品的PDF图谱

 

从图1可以看出,沙奎那韦无定型样品的XRPD图谱均为弥散峰,且几何拓扑形状基本一致,其中市售样品含少量结晶态杂质;无定型样品的拉曼图谱(图2)在1670cm-1附近有少许不同,但不足以作为证明三者有差异的证据。而从图3可以明显看出无定型样品之间的差异,例如在r = 2Å附近可将Saquinavir SRS与另外两种无定型区分,在r = 25~30 Å附近鉴别Saquinavir heated。另外需要指出的是,结晶态与无定型沙奎那韦的PDF图谱有着显著差异。

 

无定型通常可用于改善难溶性药物的溶解度和溶出速率,同时也是粉针剂和多肽类药物的最常见晶态。相信PDF分析这一利器能在越来越多的无定型药物研究中发挥作用。

 

参考文献:

1. 《中华人民共和国药典》2015

2. Heinz et al. Crystal Growth & Design, 2008, 8, 119-127


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