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飞纳电镜在制药领域的应用

 发布时间:2022-02-21 点击量:411

药物的合成与工艺的选择是药物研发的关键流程,合格的药物在初筛阶段,便需要一系列的表征。而在所有药物中,超过 80% 的药物活性组份 API(原料药)及其药物产品是以固态形式开发的,原料药需要与辅药结合才能获得最终的药物制剂。

 

扫描电镜技术近年来已被广泛应用于材料,生物等科研及工业领域的研究,用于解析物质微观结构与性能的关系。扫描电镜采用电子束作为信号源,可以提供纳米级的分辨率,较为真实地反映药物制剂的微观结构,结合能谱技术,可以反应其成分信息。

 

1. 原研和仿制药物逆向分析对比

 

原研包衣外侧为高密度滑石粉,而仿制包衣为有机物包裹少量滑石粉。

 

原研.png  仿制.png

原研                                                                    仿制

 

结合能谱图,仿制 API 层出现较多的微孔结构,容易出现崩解、突释等情况。

 

仿制1.png  仿制2.png

仿制1-1.png  仿制2-1.png

 

高倍观察,结合能谱分析,发现原研中的 Cl 的分布并不均匀,故 API 并非均匀分布,而原研中发现具有高 O 浓度的辅料晶粒。

 

结论:原研内 API 层是由 API 与一种辅料晶粒混合而成,而仿制药中 API 与辅料混合均匀分布。仿制与原研分别由截然不同的工艺制成,结构的不一致性可能会引起最终药物释放的一致性。

 

2. 片剂断面形貌及成分

 

包衣结构不光起到保护药物的作用,通过包衣配方、结构设计,可以改变药物释放的位置及速度,以实现胃溶、肠溶、缓释控释等不同功能。在改良、仿制、研发等环节,都可以使用扫描电镜对包衣的配方、结构进行分析。

   

包衣2层.png

2 层包衣结构

 

包衣3层.png

3 层包衣结构

 

可以通过飞纳电镜进行全景图像拼接,呈现包衣结构的微观全貌,还可以通过飞纳电镜能谱一体机对包衣的元素成分构成进行分析。

 

截屏2022-02-18 下午4.11.49.png

 

3. 不同工艺下的微球形貌

 

根据药物性质,释放周期,人体内微球作用环境的不同需要选择不同的制备方法。常见的制备方法有:乳化-挥发法、喷雾干燥法、相分离法等。

 

乳化.png  乳化-截面.png

    乳化法:醋酸奥曲肽                                      乳化法:醋酸奥曲肽 - 截面

乳化2.png  乳化2-截面.png

乳化法:缓释微球                                    乳化法:缓释微球截面

 

相分离.png

相分离法:醋酸亮丙瑞林微球

 

4. 微球表面和内部结构

 

微球表面的孔是控制微球释放的首要因素,表面孔洞会与内部孔洞通过孔隙或通道相通,如水分毫无阻力的进入内部会引起微孔骨架结构快速解体,造成突释。为了对微球表面进行修饰、包覆或结构设计,可通过扫描电镜对微球表面和“切开"后的内部结构进行表征分析。

 

包封前.png  包封后.png

包封前                                                             包封后

优化前.png  优化后.png

优化前                                                             优化后

 

微球“切开"后进行断面表征,可见优化过后的微球,其表面孔径非常致密,大幅优化了前期的突释行为。

 

适用于制药行业的扫描电镜

 

Phenom_XL.jpg

 

1. 低加速电压:表面细节丰富,适合 API 辅料等电子束敏感样品分析

2. 不喷金直接观察:适合观察医药相关等导电性较差的材料,简化制样步骤,提升表征效率

3. 优秀的 BSD 探测器:BSD 成像是药物制剂结构表征的工具,擅长包衣结构,API - 辅料的混合均匀性表征

4. 对震动、磁场免疫:可灵活放置于产线、厂房等复杂环境

5. 操作简单:通过自动化,降低操作难度,适用于不同经验级别的用户

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邮箱:info@phenom-china.com

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