单晶x射线衍射(SCXRD)在药物开发是发展。Johnson Matthey概述了技术的进步和法规是如何重塑它在制药中的作用
一个重要的分析工具,SCXRD提供全面的数据在分子结构和安排在三维(3 d)空间。更强大的x射线源,增加了传感器的灵敏度,以及新的实验协议和现代软件的使用,意味着更小的和更复杂的水晶系统可以与更大的精度评估。
SCXRD在制药行业的角色被定义了很长一段时间。然而,最新的技术,和监管指引,SCXRD现在在药物开发应用于其他领域。
一个更清晰的理解:SCXRD是如何工作的
SCXRD是一种技术,它使用一个物理现象,发生在x射线辐射是指向一个单晶。x射线与水晶样品,随后衍射强度和角度不同。这些衍射x射线的强度和角度测量具有重要的信息分子在固态的结构,可以被解释为一个在三维空间中电子密度的分布。
利用这些信息,每个原子的位置和整个分子的分子几何可以确定。此外,可以理解分子的电子结构,它描述了债券的特征和性质之间的原子和分子间相互作用的强度还可以提供信息在固体分子间。
一个水晶形体的捕捉
与活性药物成分(api)——就像盐和cocrystal形式——多态性是常见的和不同的固体形式的药物呈现不同的物理性质,如融化,溶解性和吸湿性,或者密度影响稳定性和整体活动。
SCXRD可以确定不同的多态结构,它允许任何物理性质差异的合理化和互变现象。确定是否存在一个API的其他多晶型物——之间的关系这些有价值的信息,可以用来控制生产所需的变形。
五分之一api自2014年以来,美国食品和药物管理局批准用于JM专长
作为我们Pharmorphix固态的一部分提供,我们已经完成了2000多个客户项目。我们的经验丰富的晶体团队收集了同样数量的单晶x射线结构自2003年以来,已对客户和对我们的成功至关重要。
固态研究能力的提升
的最先进的SCXRD Rigaku牛津衍射仪器,该公司已经成熟的固态服务Pharmorphix——运营我们的剑桥,英国网站——明显增强。约翰逊(JM)为数百个大型和小型制药公司提供了所需的数据理解领导的固体形态景观api提交监管和知识产权。
除了结构确认和监管目的,SCXRD可以加速药物发现和开发
事实上,JM的晶体学家们贡献了大约20%的新api通过美国食品和药物管理局(FDA)自2014年以来,很大一部分包括SCXRD决心。
SCXRD领先制药公司的方式
SCXRD是一个绝对的方法,可以明确确认成分和分子构象的新化学实体(指标)。小分子药物发现和开发过程的目的是寻找新的api,可以目标特定的蛋白质来消除或减少特定疾病的影响。由于手性选择性的蛋白质,其中许多api需要有一个特定的立体化学与目标站点交互,达到预期的治疗效果。此外,在生物环境中,不同的对映体可能没有或不利影响,准确地确定正确的绝对构型的潜在药物简化药物开发过程是至关重要的。包含信息的相关数据API立体化学需要监管和IP提交和SCXRD被认为是最可靠的和明确的方法确认的配置内的立体分子。
SCXRD从监管的角度很重要的另一个领域是制药cocrystals的相对较新的领域。形成一个cocrystal涉及耦合一个API通过非离子与一个合适的coformer分子间相互作用。FDA Cocrystals被认为是类似于多晶型物,形成cocrystal可以提高物理化学性质,如溶解速率,口服生物利用度和渗透率,没有产生的一个API。食品和药物管理局和欧洲药品局需要确认存在的API和coformer适用的单位细胞————质子转移是否有或没有发生。SCXRD是这些监管问题的工具,特别是对于后者——如果一个盐而不是cocrystal形式——可能需要一个完全不同的发展战略。
我们的服务已经成功的困难和样品尺寸小于50微米。此外,一个新的SCXRD实现,标准的简单的数据收集可以在几分钟内完成。这些快速时间意味着可以阐明亚稳的结构形式,这是以前无法实现。样品的质量和是否适合完整结构的决心,可迅速评估并使用SCXRD精简的方式。初步可以确定晶体结构动态,使晶体的快速评估适用性使用少量有价值的API。
除了分子结构分析
能够准确地确定一个API的分子结构,或前体,在药物开发的早期阶段允许接下来的步骤是定制的。它最小化额外的、不必要的分析,可以节省时间和金钱。JM SCXRD改善服务受益于一个更广泛的操作温度范围(80 - 400 k),进一步介绍了功能。低温数据集合是首选,因为原子的原子运动明显减少,大大提高了原子位置的准确性,最终提供一个更准确的结构解决方案。然而,温度变量x射线衍射的研究也可以在一个完全自动化的执行方式,提供有价值的信息。这种温度的灵活性可以用来监控crystal-to-crystal相变和固态反应补充其他热描述技术。
技术进步在SCXRD仪表允许使用的技术超越了结构确认和监管的目的。今天,SCXRD是一个工具,可以指导和加速药物发现和开发。理解一个API的固体形态的早期或其他化学根的存在可以改变方向和工作范围,潜在的节省时间和金钱。
JM提供设计支持药物的发展,提高病人的生活质量,我们不断投资于先进的设备为客户提供解决方案,做出贡献。了解更多关于什么JM提供医药市场,参观我们bsite。
本文的作者是Mateusz Pitak, SCXRD Pharmorphix固态服务团队领导在JM在剑桥,英国
Johnson Matthey我们的愿景是为一个更清洁和更健康的世界。我们的科学家每天工作开发创新产品,提供更清洁的空气,改善健康和使更有效地使用自然资源。作为一个全球领先的可持续的技术,我们的工作与我们的客户在市场从制药和医疗汽车、工业和化工生产,优化流程,提高效率。我们的解决方案继续发展与我们这个时代的变化要求我们建立一个更干净、更健康的应对新挑战未来的世代。
还没有评论