結晶工藝開發(fā)中溶劑選擇的常見問題及對策
溶劑的選擇對 API 結晶工藝開發(fā)至關重要，對產(chǎn)品的純度、晶型、形貌、工藝的收率、體積效率皆有重大影響。在選擇溶劑時，如何降低殘留？如何保證目標晶型及溶劑的穩(wěn)定性？如何自動測定溶解度？
在力揚企業(yè)與蘇州晶云藥物科技共同舉辦的《結晶工藝開發(fā)中的溶劑選擇》網(wǎng)絡會議上，小伙伴們留下了他們在結晶工藝開發(fā)中遇到的問題，晶云藥物高級研究員余姝老師進行了詳細解答，以下內容供大家學習參考。
Q. 如何降低產(chǎn)品中的溶劑殘留？
選擇溶劑時，考慮 ICH 對溶劑的分類，優(yōu)先選擇溶殘限值比較高的溶劑，有利于降低控制溶殘的難度；避免形成溶劑合物導致溶殘超標；控制晶體生長和析晶速度，使晶體有充分的時間生長，避免溶劑包裹。
Q. 濕品和干品是否每種化合物都需要做穩(wěn)定性 PXRD (API 在烘干前后)？
目標晶型在所選溶劑下的穩(wěn)定性以及溶劑的穩(wěn)定性是一個需要優(yōu)先考慮的問題。因此，API 的多晶型轉化關系盡可能在藥物開發(fā)早期研究，可以幫助確定優(yōu)勢晶型及工藝開發(fā)中的溶劑體系，判斷某些體系中是否干品和濕品存在不同晶型。若前期研究不充分，需要在結晶工藝開發(fā)中，在確定溶劑體系及干燥條件后考慮多晶型及轉變的風險。
Q. 已知產(chǎn)物可以以結晶態(tài)存在，純度還不錯，如果產(chǎn)物結晶容易成油，可以從哪幾方面考慮?
這種情況需要在工藝設計中加晶種控制，加入目標晶型的晶種是一個非常有效的手段，但前提必須明確所選晶型在當前體系中能夠穩(wěn)定存在。此外，考慮原料純度的影響。
Q. 如果遇到幾乎什么溶劑都不溶的化合物，升溫至80℃ 的溶解度也是微溶，需要如何處理？
考慮提高溫度和二元溶劑。使用高溫時需要確定化合物的在高溫溶劑中的穩(wěn)定性，如果熱穩(wěn)定性好，可以考察更高溫度，極端案例的工藝溫度可以提升到了100℃ 以上；單一溶劑無法溶解的，可考慮使用二元溶劑。
Q. 水活度是什么？如何測定水活度？如何根據(jù)水活度指導結晶工藝？
水活度是指水在這個溶劑里面的分壓，如某溶劑的水活度是 0.2，可以理解為這個溶劑對應的濕度是 20%，像水活度為 1 (100%) 即表示在純水條件下。
有專門的軟件計算不同溶劑不同含水量對應的水活度的關系。這個值可用于無水晶型和水合物的轉換關系研究。如果化合物沒有水合物的干擾，那么水活度就是非必要考慮因素。
可以理解為水活度只是一種潛在的可能干擾因素，看其是否是影響無水晶型和水合物的關鍵轉化點。
Q. 目標晶型的確定，需要參考哪些因素或者參數(shù)？
晶型確定主要是基于前期的多晶型篩選。根據(jù)溶解度或生物利用度的需求，先確定選鹽或是游離態(tài)；再根據(jù)晶型篩選和相互轉化關系確定，通常會選擇熱力學穩(wěn)定的晶型。少數(shù)情況，可能由于溶解度等因素會選擇亞穩(wěn)晶型。
Q. 測定溶解度是不是采用 HPLC 類似含量的快速檢測，看峰面積來折算溶解度？
溶解度的檢測方式有很多種，HPLC 檢測是一個比較常用的方法，其優(yōu)點是檢測靈敏度相對較高，檢測結果相對準確；但它的缺點是耗時，每個點一般需平衡 24 小時，再分離固體和液體，再稀釋制備樣品，然后才能上機檢測，整個流程歷時比較長。
另一種方式，主要針對無機物。比如說氯化鈉，配制成飽和溶液，然后揮干稱重。但目前主要做的都是有機化合物，有紫外吸收的居多，所以很少采用稱重法。
此外，就是采用Technobis Crystal16的溫度變化的動態(tài)法進行溶解度曲線的自動測定，可以快速得到化合物的溶解度曲線。
Q. 溶解度在多少可以算反溶劑了？
取決于和正溶劑的差異，差異越大，反溶劑的效果可能會更好，一般選用< 5 mg/mL。
Q. 如果PXRD的圖形類似，用馬爾文測粒徑也類似，但是API復溶時間差別很大，有什么好的方法來調節(jié)復溶時間?
復溶時間與晶型、粒徑、形貌都有關系。通過XRPD判斷是不是同一種晶型，還是某個晶型與無定形的混合物或是無定形。如果是混合物，需要確定兩者比例在不同批次是否是一致。
Q. Crystal16是否可以自動進行不同溶劑的溶解度測定？溶解度曲線和亞穩(wěn)區(qū)能自動繪制嗎？
這兩個問題的答案都是肯定的。
針對不同的溶劑，Crystal16 單次試驗可以快速平行測定最多 4 種不同溶劑的溶解度曲線。其測定原理是溫度變化法，第一步，每種溶劑下配置 4 個不同濃度的過飽和樣品；第二步，設置好升/降溫程序，點擊運行，系統(tǒng)便會自動監(jiān)測和記錄數(shù)據(jù)；第三步，系統(tǒng)軟件中查看和處理數(shù)據(jù)，即可得到該物質在不同溶劑中的溶解度曲線或超溶解度曲線。在系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)處理軟件中，會根據(jù)實驗過程中檢測到數(shù)據(jù)進行溶解度曲線和亞穩(wěn)區(qū)的自動繪制。
當然，如果對于作圖還有其他形式的要求，也可以將原數(shù)據(jù)導出，在 excel 或 origin 等其他制圖軟件中進行繪制。
Q. 如何縮短過濾時間？
通過改善顆粒的大小和形狀，保證顆粒的均一性可以縮短過濾時間。一般來說，三維生長的顆粒（如塊狀）優(yōu)于二維生長的顆粒(片狀) 優(yōu)于一維生長的顆粒(針狀)。顆粒在 10 微米以上，一般情況過濾還可以。
