带着问题看答案：在固态药物研发中，我们经常遇到的一个问题是，如何更高效地进行盐型筛选？
目前，有50%的市售药物是盐型。盐型可以改变活性成分溶解度、溶解速率、pH值、吸湿性、化学稳定性、熔点和加工性能等等。有一句话“changing the salt is changing the drug”完美地概括了盐型的重要性。
不同盐型的美托洛尔药物。酒石酸美托洛尔片为普通片剂，而琥珀酸美托洛尔为缓释制剂，琥珀酸的溶解度较酒石酸的小，可使药物在长时间内以零级速率释放，使血药浓度稳定，峰谷波动小。
因此，在化合物开发初期阶段，就有必要用少量化合物进行盐型筛选，并整理收集其理化特性，以便选择优势盐型用于后续产品开发。
近年来，随着高通量/自动化技术的发展，盐型筛选技术也得以广泛应用。目前常用的三种方法，原位盐筛选（混悬打浆法）、饱和溶液法和冷却-蒸发法。不同方法各有利弊，先看结论。
有学者对盐型筛选常用的3种方法进行了研究对比，总结出了以下2点：
1.原位盐筛选法适用于水溶性不高的原料药，且是为了提高溶解度而筛选盐型；2.饱和溶液法和冷却-蒸发法适用于形成不同盐型的筛选。
最重要的一点是，选择哪种盐型筛选方法取决于药物的物理特性、开发阶段和筛选目的。
接下来我们就了解下为什么
实验人员选择了溶解度差异较大的阿立哌唑和去甲文拉法辛两个药物作为模型分子，对这3种盐型筛选方法进行比较，目的在于研究不同盐型筛选方法的特点，便于根据化合物理化性质对筛选方法进行排序。
阿立哌唑（左）及去甲文拉法辛（右）结构式
阿立哌唑溶解性较差，水溶性仅为7.8ug/mL，最强碱性位点的pKa为7.5。而去甲文拉法辛的水溶性为1.4mg/mL，比阿立哌唑高出近200倍，最强碱性位点的pKa为8.9。实验共选取了17种常用的酸，如硫酸、苯磺酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸等，具体种类及pKa值见下图。
图：实验所选的17种酸及其pKa值
将2种原料药分别加入对应的酸溶液中，混合打浆5天。通过NMR、TGA和DSC等技术对所得的盐型进行表征。详细操作流程如下图：
图：原位盐筛选技术步骤
制备2种原料药的饱和溶液，取少量饱和溶液加入酸溶液，在高温下搅拌并以10°C/h的降温速率降至5°C。详细操作流程如下图：
图：饱和溶液法筛选技术步骤
将微量结晶溶剂加入样品中，使用Crystal16进行温度循环，加热至60°C打浆1h，然后冷却至5°C，降温速率为10°C/h，老化2天。如果没有固体析出，则挥发溶液直至溶剂挥发完。
高通量筛选通常使用有机溶剂，在选择溶剂时既不用考虑原料药的溶解度，也不用考虑酸的溶解度，可以同时探索成盐及成盐后的多态性。在筛选过程中，使用多种酸和不同溶剂可以得到不同固体，冷却-蒸发法不仅探索药物的盐形式，还能够揭示所生成盐的多晶型。
图：通过三种方法得到的阿立哌唑（左）和去甲文拉法辛（右）产物列表
从以上实验中，我们发现原位盐筛选法阿立哌唑可以与多种酸形成盐，包括水合物、无水物，此外，还有阿立哌唑水合物形式的游离碱及游离碱与盐的混合物。而去甲文拉法辛在加入酸后并未析出的固体，作者认为可能是由于其高溶解度导致溶液未达到饱和。但对于溶解度高的化合物，也有可能存在过饱和但未析出的情况。
相比之下，从饱和溶液法得到了13种潜在的盐型，且其中8种盐为结晶型，物理性质稳定，且只有一个熔点。去甲文拉法辛则没有析出固体，将未析出固体的溶液蒸发干燥后得到的也只是油状物质。
通过冷却-蒸发法，2种化合物所得的盐型种类最多，阿立哌唑从17种酸里得到15个盐型，去甲文拉法辛也发现了9种盐型。与其他方法相比，2种化合物所得新盐型都较多。
总结一下，化合物的溶解度是影响盐型生成的关键因素。三种方法各有利弊，没有一个方法是明显优于其他方法。原位盐筛选法虽然快速获得了多种潜在成盐的信息和成盐后的溶解性信息，但是生成的多为水合物，适用于早期盐型筛选、溶解度不高的药物，为了提高溶解度而筛选盐型。饱和溶液法析出的盐型稳定性相比冷却-蒸发结晶法更好，但是如果化合物的溶解度比较大，盐的溶解度也相应会比较大，找到合适的溶剂体系是关键。冷却-蒸发法所得盐型最全，但由于快速析出固体，容易产生盐型稳定性问题，需要控制蒸发速率，此外，该方法所得样品量较少，无法用于完整的表征及其他研究（如PXRD、TGA、DSC、HPLC等），需要进行重复结晶和放大才能用于后续研究。
图：三种盐型筛选方法对比
了解这3种盐型筛选方法的优缺点，在进行盐型筛选时我们可以更快速的确定各种筛选方法的优先级。希望本文能帮助到大家，如果有更多想法，欢迎在评论区留言，一起讨论！
扩展阅读：
Fernández Casares A, Nap WM, Ten Figás G, Huizenga P, Groot R, Hoffmann M. An evaluation of salt screening methodologies. J Pharm Pharmacol. 2015 Jun;67(6):812-22. doi: 10.1111/jphp.12377. Epub 2015 Feb 14. PMID: 25683791.
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