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　　 药物晶型的分析办法先容审评五部审评十室 李志万

　　周艺光搜集

　　物资在结晶时由于受各种因素影响，使分子内或分子间键合方法产生转变，致使分子或原子在晶格空间排列不同，形成不同的晶体结构。同一物质具有两种或两种以上的空间排列和晶胞参数，形成多种晶型的现象称为多晶现象(polymorphism)。固然在必定的温度和压力下，只有一种晶型在热力学上是稳固的，但由于从亚稳态改变为稳态的进程通常非常迟缓，因此很多结晶药物都存在多晶现象。固体多晶型包含构象型多晶型、构型型多晶型、色多晶型和假多晶型。

　　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明显不同，从而影响了药物的稳固性、生物应用度及疗效,该种现象在口服固体制剂方面表示得尤为显明。药物多晶型现象是影响药品德量与临床疗效的主要因素之一，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殊的关注。目前辨别晶型重要是针对不同的晶型具有不同的理化特征及光谱学特点来进行的，现将几种常用且特点性强、区分度高的办法先容如下，以供参考。

　　1 X-射线衍射法（X-ray diffraction）

　　X-射线衍射是研究药物晶型的主要手段，该方法可用于差别晶态和非晶态，辨别晶体的品种，差别混杂物和化合物，测定药物晶型结构，测定晶胞参数（如原子间的间隔、环平面的间隔、双面夹角等），还可用于不同晶型的比拟。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辨别及纯度检讨，后者主要用于分子量和晶体结构的测定。

　　1.1 粉末衍射 粉末衍射是研究药物多晶型的Zui常用的方法。粉末法研究的对象不是单晶体，而是众多取向随机的小晶体的总和。每一种晶体的粉末X-射线衍射图谱就如同人的指纹，应用该方法所测得的每一种晶体的衍射线强度和散布都有着特别的规律，以此利用所测得的图谱，可获得出晶型变化、结晶度、晶构状况、是否有混晶等信息。该方法不必制备单晶，使得试验过程更为简便，但在利用该方法时，应注意粉末的细度，而且在制备样品时需特殊注意研磨过筛时不可产生晶型的改变。

　　1.2 单晶衍射 单晶衍射是国际上公认的确证多晶型的Zui可靠办法，应用该方式可获得对晶体的各晶胞参数，进而断定结晶构型和分子排列，到达对晶型的深度认知。而且该方法还可用于结晶水/溶剂的测定，以及对成盐药物碱基、酸根间成键关系的确认。然而，由于较难得到足够大小和纯度的单晶，因此该方法在实际操作中存在必定艰苦。

　　2 红外接收光谱法

　　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重要特点如接收带频率、峰形、峰位、峰强度等也会呈现差别，因此红外光谱可用于药物多晶型研讨。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唑等20多个品种。

　　红外光谱法常用的样品制备方式有KBr压片法、石蜡糊法、漫反射法以及衰减全反射法（attenuated total reflection, ATR）等。斟酌到研磨可能会导致药物晶型的转变，所以在用红外光谱法进行药物晶型测定时多采取石蜡油糊法，或采取扩散反射红外傅里叶变化光谱法（DRIFT）。近些年来，随着盘算机及剖析软件的发展，近红外傅里叶变换拉曼光谱法（NIR-FTRS）也利用在药物多晶型的定性、定量研讨中，它融会了NIR速度快、不损坏样品，不需试剂、可透过玻璃或石英在线测定的上风STM和拉曼光谱不需专门制备样品以及对固体药物晶型变更敏锐的特色，可视为传统红外光谱法研究药物多晶型的一种延长。

　　红外光谱法较为简便、快速，然而对于部分晶型不同而红外图谱雷同或差异不大的药物，红外光谱就难以区分了，如苯乙阿托品的晶型I和晶型II的红外光谱一致；而且有时图谱的差异也可能是由于样品纯度不够，晶体的大小，研磨过程的转晶等导致的分析成果偏差。这时就须要同时采用其他方法共同肯定样品的晶型。

　　3 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，该方法能直接察看晶体的相变、融化、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，甚至无差异，故以熔点差异肯定多晶型，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，可以相对地估量出它之间的稳定性关系。假如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。

　　4 热分析法

　　不同晶型，升温或冷却进程中的吸、放热也会有差别。热分析法就是在程序控温下，丈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断定药物晶型的异同。热分析法主要包含差示扫描量热法、差热分析法和热重分析法。

　　4.1 DZ3335差示扫描量热法（differential scanning calorimeter, DSC） DSC是在程序把持下，通过不断加热或降温，丈量样品与惰性参比物（常用α-Al2O3）之间的能量差随温度变化的一种技术。DSC多用于分析样品的熔融分解情形以及是否有转晶或混晶现象。

　　4.2 DZ3320A差热分析法（differential thermal analysis, DTA） DTA和DSC较为类似，所不同的是，DTA是通过同步丈量样品与惰性参比物的温度差来判定物资的内在变更。各种物质都有自己的差热曲线，因此DTA是物质物理特征分析的一种主要手腕。

　　4.3 热重剖析法（thermogravimetric analysis, TGA） TGA是在程序把持下，测定物资的质量随温度变更的一种技巧，实用于检讨晶体中溶剂的损失或样品升华、分解的进程，可推测晶体中含结晶水或结晶溶剂的情形，从而可快速区分无水晶型与假多晶型。

　　热分析法所需样品量少，方法简便，敏锐度高，重现性好，在药物多晶型分析中较为常用。

　　5 偏光显微镜法

　　偏光显微镜除了含有一般光学显微镜的构造外，Zui主要的特色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)和装在镜筒中的剖析镜(又称上偏光镜)。两镜均由人工合成偏光片组成，通过角度的调剂，可将射进光源转换成正交偏光。正由于如此，该方式重要实用于透明固体药物。

　　透明固体药物的观测一般是在正交偏光下进行。由于晶体构造不同和偏光射进时的双折射作用，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，则晶体显侄淘莸囊?Ш蜕亮粒??逡??本?逵肫?衿髡穸?ο蛩?傻慕唤浅莆??饨牵?ü?煌?南?饨牵?纯删龆??逅?舻木??。

　　偏光显微镜法还可研究晶型间的相变，可以正确测定晶体熔点；对于具有各项向异性的动植物资料(如纤维蛋白、淀粉粒)的结构，具有特别的鉴定作用。

　　6 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，相似核对施加的外磁场即发生不同的响应，致使相似核在不同化学位移处产生共振，因此其13C—NMR谱图不同，通过对不同晶型图谱的对照，即可断定药物是否存在多晶现象，通过与已知晶型的13C—NMR比拟，也可获得测试样品的具体晶型。尤其是近年来呈现的固态13C—NMR、高效质子往耦合、交叉极化(CP)、幻角自旋(CAS)等新技术的运用，使得我们能获得高分辩率的13C—NMR谱，这种谱图能给出有关动力学和局部化学环境的具体原子程度的信息，因此利这种高辨别率的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。

　　7 扫描隧道显微镜法

　　扫描隧道显微镜可使人类能够直接察看到晶体表面上的单个原子及其排列状况，并能够研究其相应的物理和化学特征；可以直接观测晶体的晶格和原子构造、晶面分子原子排列、晶面缺点等。因此扫描隧道显微镜用于药物多晶型研讨非常有利，具有辽阔的利用远景。

　　8 溶解度方法

　　如前所叙，药物的不同晶型的自由能不同，导致了其溶解度不同，一般说来，自由能越大，晶型越不稳固，溶解度越大；反之则小。在实践中常测定各晶型再不同温度下的溶解度，并绘制出溶解度（Cs）-温度（T）曲线。通过测定Cs-T曲线，可以区分出不同的晶型，如有相交的曲线，还可得到其热力学改变温度（Tp）

　　9 药物多晶型盘算机帮助猜测

　　近年来，随着计算机技术的发展，盘算机帮助猜测药物晶型也有了较大进展。例如，在固体药物结构已知的条件下，应用贸易程序Polymorph Predictor, 通过计算点阵能量Zui小化方法寻找能量上可能的晶体结构和分子排列规律，并将它们按能量大小排列，计算出不同干净条件下的Zui可能天生的晶型。但该方法在药物中的胜利率目前还较低。

　　10 其 他

　　除上述常见的的几种方法外，还可依据不同晶型药物因分子或原子在晶格空间排列不同所导致在密度、折射率、吉布斯自由能等方面的差别，通过测定药物的密度、折光率或采取磁性异向仪和膨胀计等仪器进行不同晶型的断定；对于存在色多晶型药物，还可通过察看药物的色彩，推测药物动物晶型。另外随着科学技巧的提高，随着对化学物质细微结构认识的加深，信任还会有新的技巧手腕可用于药物晶型的研究。

　　11 结 语

　　上述所提及的药物晶型断定方法多数仅能反应药物不同晶型某一方面的物理性质，因此，不同测试手腕的综合应用，可到达对药物晶型的全面认识。近年来呈现的红外与热显微镜法，以及差示扫描量热法与热台显微镜法联用方法即是该思路的一种体现。


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