特殊形貌原料藥晶型測定方法的研究

江任之，王玲

（華中科技大學(xué)分析測試中心，湖北 武漢 430074）

0 引言

藥物的有機(jī)合成同樣的一種分子結(jié)構(gòu)可能存在不同的晶型，而在藥物的臨床試驗(yàn)中認(rèn)為有機(jī)同質(zhì)異晶在藥理上可能有著不同的藥理性質(zhì)[1]，美國藥典中有4%的藥物要求進(jìn)行晶型測定[2]，而我國目前國家藥監(jiān)局國藥監(jiān)辦規(guī)定X射線粉末衍射儀是藥物檢驗(yàn)的基本儀器配置[3]。在實(shí)際工作上目前藥監(jiān)局在藥品的生產(chǎn)檢測中也對X射線粉末衍射的檢測情況抽查，存在藥企因?yàn)樗幈O(jiān)局抽查不合格被通報(bào)的情況[4]。工作中經(jīng)常遇到各大藥企送檢原料藥在X射線衍射分析檢測中出現(xiàn)重復(fù)較差，特別是相對強(qiáng)度值差別較大，也同行文獻(xiàn)對這種情況提出疑問[5]。

由于藥物的有機(jī)晶體特征，峰位與無機(jī)物質(zhì)相比較，峰位多且雜，重疊嚴(yán)重。在原料藥企業(yè)申報(bào)原料藥中的晶型檢測的對比部分，與標(biāo)準(zhǔn)品或者美國藥典理論值相比，相對強(qiáng)度差異過大，僅從圖譜比較，往往得出生產(chǎn)藥品與標(biāo)準(zhǔn)品完全不同的結(jié)論。在工作中，這種對比差異在生產(chǎn)實(shí)踐以及原料藥材料申報(bào)過程中造成諸多困擾。在對送檢原料藥的分析測試過程中，發(fā)現(xiàn)造成這種困擾的原料藥往往是針狀小顆粒類的樣品，消除對這類原料藥的檢測誤差提高檢測的可重復(fù)性，在實(shí)踐中有意義。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

EMPYREAN X射線粉末衍射儀(荷蘭PANalytical公司)。樣品臺：普通平板樣品臺s t a g ef o r holder，旋轉(zhuǎn)透射樣品臺；Nova NanoSEM 450場發(fā)射掃描電子顯微鏡 荷蘭FEI公司； XtaLAB PRO MM007HF C單晶X射線衍射儀 日本Rigaku公司。

1.2 試藥

某藥廠送檢的未知樣品，要求做xrd測定，不做分析，廠家要求測試圖譜結(jié)果自行與國外知名廠家成品樣品進(jìn)行對比，同時(shí)廠家表示在其他高校檢測中心檢測結(jié)果重復(fù)性較差，希望找到解決方法。

2 原樣測試

2.1 送檢原樣sem測試

圖1 送檢原樣SEM照片

20kv加速電壓下，送檢樣品80倍數(shù)以及300倍數(shù)下的電鏡照片分別見圖1。測量得到該樣品截面為邊長100μm的正三角形，長度為300～800μm的長條狀。

2.2 單晶衍射收集圖譜

在顯微鏡下挑選樣品的單晶顆粒，在Rigaku XtaLAB PRO MM007單晶X射線衍射儀上收集數(shù)據(jù)，采用Cu Kα光源（λ=1.54184 ?），測試溫度T=100.01(10)K，ω掃描方式。用CrysAlisPro(Rigaku OD, version 1.171.39.28b, 2015)程序包精修晶胞和還原數(shù)據(jù)，衍射數(shù)據(jù)經(jīng)Lp因子和經(jīng)驗(yàn)吸收(multi-scan)校正，數(shù)據(jù)用ShelXT (Sheldrick,2015)解出粗結(jié)構(gòu)，ShelXL (Sheldrick,2015)精修，掃描最終得到單晶的cif文件，計(jì)算理論上的該藥品為單斜晶系。晶胞參數(shù)為：a=13.9558?，b=8.2786?，c=14.0415 ?，α=90°，β=98.923°，γ=90°，z=7，z’=1.75，V=1602.64。

使用Highscore Plus軟件對單晶衍射儀收集的晶胞參數(shù)進(jìn)行計(jì)算得出理論上峰位以及理論相對強(qiáng)度見圖2，并取理論計(jì)算的5個(gè)最強(qiáng)峰作為計(jì)算重復(fù)性的指標(biāo)。五強(qiáng)峰的角度和相對強(qiáng)度分別為：12.404°，80%；16.588°，65%；19.494°，65%；21.116°，50%；25.000°，100%。

圖2 送檢樣品的粉末衍射理論圖

2.3 壓樣制樣的XRD測試

設(shè)置掃描角度：CuKα線焦斑，管壓40kV，管流40mA，發(fā)散狹縫1/2°，防散射狹縫1°，接收狹縫P8，掃描范圍4～50°，步長 0.013°，每步計(jì)時(shí)0.1s。

同一個(gè)操作人員采用標(biāo)準(zhǔn)的制樣方法，取適量粉末到在玻璃樣品架的凹槽中，壓平后放置在衍射儀的試樣臺，測試后取出樣品重新制樣，測試五次。五次圖譜的按理論值的五強(qiáng)峰的角度以及相對強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差見表1，表2。

3 原樣研磨后測試分析

3.1 研磨1min后壓樣制樣XRD測試

同一個(gè)操作人員采用標(biāo)準(zhǔn)的制樣方法，取研磨后的適量粉末到在玻璃樣品架的凹槽中，壓平后放置在衍射儀的試樣臺，測試后取出樣品重新制樣，測試五次。儀器參數(shù)同2.3。五次圖譜的按理論值的五強(qiáng)峰的角度以及平均值和相對強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差見表3，表4。

表1 壓樣XRD角度測試結(jié)果

表2 壓樣XRD相對強(qiáng)度測試結(jié)果

表3 研磨后壓樣XRD角度測試結(jié)果

表4 研磨后壓樣XRD相對強(qiáng)度測試結(jié)果

3.2 研磨XRD測試

將樣品在研缽中分別研磨2min、3min、4min后，與1min研磨的樣品進(jìn)行對比見圖3，發(fā)現(xiàn)部分峰位消失，5強(qiáng)峰之一21.2085°無法檢測，我們認(rèn)為過度的研磨帶來該樣品的晶型轉(zhuǎn)變[6]。

圖3 不同時(shí)間研磨后壓樣XRD測試結(jié)果圖

3.3 討論

通過1min研磨后，SEM圖譜顯示，樣品的形貌破壞，其粒徑變小，形貌從長條狀研磨成無規(guī)則形狀樣品，通過常規(guī)的壓樣制樣的粉末衍射，在五次的對比圖看，其角度位置偏差不大，重復(fù)性較好。相對強(qiáng)度各有不同五次測試角度標(biāo)準(zhǔn)偏差平均為0.0593，而相對強(qiáng)度的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.679。

同時(shí)我們研磨2min，3min，4min后分別做XRD測試發(fā)現(xiàn)五強(qiáng)峰之一的21.116°研磨2min后無法測出。

4 旋轉(zhuǎn)透射法XRD測試

使用旋轉(zhuǎn)透射樣品臺，將粉末樣品夾在透射樣品架上，設(shè)置掃描角度：Cu Kα線焦斑，管壓40kV，管流40mA，發(fā)散狹縫1/2°，防散射狹縫1°，接收狹縫P8，采用透射模式，掃描范圍4～50°，步長 0.013°，每步計(jì)時(shí)0.1s。分別測試五次測試的結(jié)果5，表6。其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.226623，略大于研磨方法，遠(yuǎn)小于普通制樣方法。

表5 旋轉(zhuǎn)透射樣品臺XRD角度測試結(jié)果

表6 旋轉(zhuǎn)透射樣品臺XRD相對強(qiáng)度測試結(jié)果

5 分析

針狀類的藥品在XRD的測過程中，常規(guī)的制樣方法容易造成很強(qiáng)的織構(gòu)，每次制樣的時(shí)候力度不可能完全一致，壓樣制樣方法每次的織構(gòu)都會有不同的取向。目前市面上主流的市場化粉末衍射儀大多是聚焦光路，每次織構(gòu)的不同會導(dǎo)致測試結(jié)針狀類樣品在某一方向上的擇優(yōu)生長反應(yīng)在XRD的粉末衍射上，會在該擇優(yōu)方向的衍射強(qiáng)度增加，這種強(qiáng)度變化與理論的粉末測試結(jié)果不同。同時(shí)通過研磨后的處理，消除樣品形貌后，制樣不會造成樣品的織構(gòu)存在，能提高樣品測試的重復(fù)性，滿足一致性的要求，也發(fā)現(xiàn)長時(shí)間研磨過程也會帶來晶型的轉(zhuǎn)變。采用旋轉(zhuǎn)透射樣品臺能很好的解決針狀類樣品制樣帶來的織構(gòu)問題，同時(shí)也能避免研磨藥物可能帶來的晶型轉(zhuǎn)變。

6 結(jié)語

對于針狀類藥物的x衍射儀的檢測，通過普通的制樣方法會帶來嚴(yán)重的織構(gòu)，最終測試的峰位基本一致，但相對強(qiáng)度區(qū)別很大，依照國家標(biāo)準(zhǔn)的對比方法，同一樣品比對結(jié)果不同，在一致性上不符合要求。也不符合國家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前藥典中無旋轉(zhuǎn)透射方法測試藥物晶型的方法研究，我們認(rèn)為旋轉(zhuǎn)透射方法是一種較好的晶型測定方法，值得進(jìn)一步深入研究。