結(jié)晶工藝開發(fā)中溶劑選擇的常見問題及對(duì)策
溶劑的選擇對(duì) API 結(jié)晶工藝開發(fā)至關(guān)重要，對(duì)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(shí)，如何降低殘留？如何保證目標(biāo)晶型及溶劑的穩(wěn)定性？如何自動(dòng)測(cè)定溶解度？
在力揚(yáng)企業(yè)與蘇州晶云藥物科技共同舉辦的《結(jié)晶工藝開發(fā)中的溶劑選擇》網(wǎng)絡(luò)會(huì)議上，小伙伴們留下了他們?cè)诮Y(jié)晶工藝開發(fā)中遇到的問題，晶云藥物高級(jí)研究員余姝老師進(jìn)行了詳細(xì)解答，以下內(nèi)容供大家學(xué)習(xí)參考。
Q. 如何降低產(chǎn)品中的溶劑殘留？
選擇溶劑時(shí)，考慮 ICH 對(duì)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(dǎo)致溶殘超標(biāo)；控制晶體生長(zhǎng)和析晶速度，使晶體有充分的時(shí)間生長(zhǎng)，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(biāo)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(gè)需要優(yōu)先考慮的問題。因此，API 的多晶型轉(zhuǎn)化關(guān)系盡可能在藥物開發(fā)早期研究，可以幫助確定優(yōu)勢(shì)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(jié)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(zhuǎn)變的風(fēng)險(xiǎn)。
Q. 已知產(chǎn)物可以以結(jié)晶態(tài)存在，純度還不錯(cuò)，如果產(chǎn)物結(jié)晶容易成油，可以從哪幾方面考慮?
這種情況需要在工藝設(shè)計(jì)中加晶種控制，加入目標(biāo)晶型的晶種是一個(gè)非常有效的手段，但前提必須明確所選晶型在當(dāng)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(shí)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(wú)法溶解的，可考慮使用二元溶劑。
Q. 水活度是什么？如何測(cè)定水活度？如何根據(jù)水活度指導(dǎo)結(jié)晶工藝？
水活度是指水在這個(gè)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(gè)溶劑對(duì)應(yīng)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(jì)算不同溶劑不同含水量對(duì)應(yīng)的水活度的關(guān)系。這個(gè)值可用于無(wú)水晶型和水合物的轉(zhuǎn)換關(guān)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(wú)水晶型和水合物的關(guān)鍵轉(zhuǎn)化點(diǎn)。
Q. 目標(biāo)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(zhuǎn)化關(guān)系確定，通常會(huì)選擇熱力學(xué)穩(wěn)定的晶型。少數(shù)情況，可能由于溶解度等因素會(huì)選擇亞穩(wěn)晶型。
Q. 測(cè)定溶解度是不是采用 HPLC 類似含量的快速檢測(cè)，看峰面積來(lái)折算溶解度？
溶解度的檢測(cè)方式有很多種，HPLC 檢測(cè)是一個(gè)比較常用的方法，其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)靈敏度相對(duì)較高，檢測(cè)結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確；但它的缺點(diǎn)是耗時(shí)，每個(gè)點(diǎn)一般需平衡 24 小時(shí)，再分離固體和液體，再稀釋制備樣品，然后才能上機(jī)檢測(cè)，整個(gè)流程歷時(shí)比較長(zhǎng)。
另一種方式，主要針對(duì)無(wú)機(jī)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(jī)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(dòng)態(tài)法進(jìn)行溶解度曲線的自動(dòng)測(cè)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(huì)更好，一般選用< 5 mg/mL。
Q. 如果PXRD的圖形類似，用馬爾文測(cè)粒徑也類似，但是API復(fù)溶時(shí)間差別很大，有什么好的方法來(lái)調(diào)節(jié)復(fù)溶時(shí)間?
復(fù)溶時(shí)間與晶型、粒徑、形貌都有關(guān)系。通過XRPD判斷是不是同一種晶型，還是某個(gè)晶型與無(wú)定形的混合物或是無(wú)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(dòng)進(jìn)行不同溶劑的溶解度測(cè)定？溶解度曲線和亞穩(wěn)區(qū)能自動(dòng)繪制嗎？
這兩個(gè)問題的答案都是肯定的。
針對(duì)不同的溶劑，Crystal16 單次試驗(yàn)可以快速平行測(cè)定最多 4 種不同溶劑的溶解度曲線。其測(cè)定原理是溫度變化法，第一步，每種溶劑下配置 4 個(gè)不同濃度的過飽和樣品；第二步，設(shè)置好升/降溫程序，點(diǎn)擊運(yùn)行，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(zhì)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(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中檢測(cè)到數(shù)據(jù)進(jìn)行溶解度曲線和亞穩(wěn)區(qū)的自動(dòng)繪制。
當(dāng)然，如果對(duì)于作圖還有其他形式的要求，也可以將原數(shù)據(jù)導(dǎo)出，在 excel 或 origin 等其他制圖軟件中進(jìn)行繪制。
Q. 如何縮短過濾時(shí)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(shí)間。一般來(lái)說，三維生長(zhǎng)的顆粒（如塊狀）優(yōu)于二維生長(zhǎng)的顆粒(片狀) 優(yōu)于一維生長(zhǎng)的顆粒(針狀)。顆粒在 10 微米以上，一般情況過濾還可以。
