如何利用固体核磁共振技术进行药物分析

了解固体形式的药品属性对药物开发和疗效至关重要。近年来，固体核磁共振（ssNMR）的发展使这些产品的高分辨率分析成为制药业的核心方法。

识别药品多形态的挑战

大多数药品是以固体形式生产的，但由于多态形式的出现，即存在一种以上的结构，它们的疗效可能会有很大差异。出现这种情况的原因有很多，包括药物配方或储存方式的不同。原料药（API）的固体形式是晶体材料、无定形固体还是溶解物，对其特性（包括其溶解率、溶解度和生物利用度）有很大影响。

对药物的固体特性缺乏了解可能会导致重大失误。例如，在临床试验期间无法可靠地生产药物的最佳形式。此外，在这一领域更好的知识可以导致对药物特性的改进，这对病人更有利，也对制药公司有利，使他们能够延长或扩大专利。

然而，研究固体药物的多态性是十分具有挑战性的。传统的技术无法表征制剂中的所有成分。许多多晶体、水合物和溶解物无法获得适合解决其晶体结构的单晶，这意味着单晶X射线衍射是无效的。例如，该技术不能用于表征无定型固体分散体，而制药业对无定型固体分散体的兴趣越来越大。幸运的是，固体核磁共振的许多特点都有助于克服这些障碍，对了解药品固体形式的挑战迎头而上。

为什么利用固体核磁共振？

在过去的几十年里，固体核磁共振作为研究药物固体形态属性的一种手段，已经崭露头角，现在是制药业不可或缺的技术。固体核磁共振能够在药物开发的每个阶段为我们提供有关医药产品的物理和化学状态的大量信息。

固体核磁共振是一种灵敏度极高的技术，能够识别药物和辅料的结晶和非结晶形式，以及溶解物和水合物。此外，可以同时分析原料药和辅料，并且由于能够从谱图中去除成分，还可以有选择地进行分析。作为一种定量技术，固体核磁共振还可以显示固体形式的比例，例如样品中的结晶和非结晶材料。

固体核磁共振还可用于检查药物和辅料之间的相互作用，以及配方过程中可能发生的变化，如结晶化。它可以提供有关分子几何、结合和包装的详细信息。

固体核磁共振还提供了许多实际的优势。它可以在不准备样品的情况下使用，并适用于整个样品。此外，它是非破坏性的，同一份样品也可以使用其他技术再次进行分析。

如何利用固体核磁共振？

固体药物的固体核磁共振谱图主要使用交叉极化的魔角旋转（MAS）来获取，最常见的是 13C 检测。该方法已被应用于制药业的许多检测场景中。

举例来说，Agrawal 等人在2004年的一项研究终使用了固体核磁共振来探索为什么利福平（一种治疗结核病的药物）在固体口服剂型中具有可变的生物利用率。生产可靠的剂型遇到的困难被认为是治疗该疾病的主要障碍。利用固体核磁共振，研究人员发现市面上的药物样本以三种不同形式的不同组合存在。他们发现，由于多晶体表现出的氢键差异，样品的溶解度既受颗粒大小（当大于100微米时）的影响，也受pH值的影响。因此，该研究能够阐明利福平在固体形式下的临床和监管相关的特点。

布鲁克提供的硬件和软件是在尽可能高的水平上进行固体核磁共振实验的理想选择。

布鲁克的 TopSolids 软件将谱仪的自动调谐与全面的预定义操作流程相结合，以确保波谱仪和探头设置的稳定性，并保证获取最佳的谱图质量。 因此，它可以为最广泛的用户（从非专家到专家）提供最复杂的固体核磁共振检测。

TopSolids 是布鲁克业界领先的核磁共振波谱仪（如布鲁克 Avance III 核磁共振波谱仪）的理想配置。布鲁克 Avance 是市场上速度最快、性能最好的研究型核磁共振波谱仪，具有无可比拟的射频性能。由于极快的相位、频率和振幅切换，Avance 甚至能够处理最苛刻的固体核磁实验。

参考文献：

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