王帥 陳永康 張笑旻 王勇 / 上海市計量測試技術研究院

0 引言

藥物多晶型是指固體藥物的分子排列規(guī)律不同、分子構型或構象存在差異，從而表現出不同的存在形態(tài)。Woehler 和Liebig 在1832 年發(fā)現苯甲酰胺化合物存在兩種不同的晶型[1]，自此越來越多的研究者發(fā)現多數藥物可以形成兩種或多種晶型物質。近年來，藥物晶型的研究越來越受到重視。同一藥物的不同晶型之間由于晶格不同，質點間的相互作用力和結合能力也不同，其理化性質會有所改變，從而導致不同晶型藥物體內生物利用度、有效性的差異，有的甚至會引發(fā)毒性[2]。醫(yī)藥研發(fā)領域中多晶型現象勢必影響新藥的生物利用度或仿制藥一致性評價中的生物等效性，所以藥物多晶型現象是影響藥品質量和臨床療效的重要因素之一。因此，對存在多晶型的藥物進行研發(fā)及審批時，必須對藥物晶型進行一致性確認。

X 射線衍射（X-ray diffraction，XRD）技術是研究物質晶型的主要手段之一。XRD 法的原理是使用單色X 射線照射樣品，不同晶面會產生不同的衍射圖譜，采用晶面間距dhkl(?)或掠射角θ(°) 和衍射峰強度來定量表示衍射圖譜[3]。XRD 法作為一種非破壞性的晶型分析方法，可區(qū)分混合物和化合物，物質的晶態(tài)和非晶態(tài)，也可用于鑒別晶體的種類和結構，測試晶胞參數等。XRD 法作為一種常用的分析技術，具備快速、準確、非破壞性等優(yōu)點，因此，XRD 法是判斷藥物晶型的主要檢測手段。本研究使用XRD 法對不同批次樣品進行晶型一致性確認，并對所用方法進行了方法學研究，確保方法的準確可靠。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 儀器設備

X 射線衍射儀：Smart Lab（Rigaku 公司）；紅外光譜儀：Spectrum 3（Perkin Elmer 公司）；差示掃描量熱儀：Diamond DSC（Perkin Elmer 公司）。

1.1.2 樣品試劑

樣品A（批號：1，2，3）；樣品A 標準品。

1.2 方法

1.2.1 一致性評價方法

本研究選用具有晶型結構的多個批次藥物樣品及標準品，使用X 射線衍射儀獲取其衍射圖譜。通過分析主要特征峰相對強度及2θ值，判斷晶型一致性。XRD 法的條件如下：取適量的固體樣品均勻平鋪于樣品盤上，使用玻璃片壓平樣品，如有顆粒，輕壓使其呈粉末狀。保持固體樣品表面平整且與樣品盤表面在同一水平面上。設置波長Cu Kα-1.540 6(?)；掃描角度： 3°～42°；掃描步長：0.02°；掃描速度： 0.2 s/步，電壓40 V，電流40 mA。通過對樣品和標準品的衍射圖譜進行比較和分析，評估不同批次樣品與標準品的晶型差異，確定晶型的一致性。并使用紅外光譜儀和差示掃描量熱儀對樣品及標準品進行測試，以佐證晶型結果。

1.2.2 方法確認

參照《中華人民共和國藥典（2020 年版）》中9101 分析方法驗證指導原則及9015 藥品晶型研究及晶型質量控制指導原則[4-5]，考察方法的精密度（重復性和中間精密度）、專屬性、耐用性。具體方法如下：1）重復性：按照分析方法，確定標準品的特征衍射峰。分別檢測6 個標準品及樣品，并計算標準品及樣品的主要特征峰的2θ值相對標準偏差（RSD），可接受標準：RSD≤5%。2）中間精密度：在不同時間段由不同人員進行方法重復性研究，可接受標準：RSD≤5%。3）專屬性：在相同測試條件下，同一晶型的樣品與標準品的主要特征峰2θ值的偏差均應小于0.2°。4） 耐用性：改變儀器電壓參數，計算結果之間的偏差，標準品及樣品的2θ值偏差均應小于0.2°。

2 結果

2.1 晶型一致性試驗

本研究選用樣品A 作為研究對象，其三個批次樣品及標準品XRD 圖譜如圖1 所示。由于衍射峰強度順序及峰強度易受到晶體粒徑或形貌排列導致的擇優(yōu)取向影響，因此，不作為一致性判別依據[6]。衍射圖譜中的衍射峰數量相同，2θ值衍射峰位置誤差范圍在±0.2°內，衍射峰的強弱順序一致，說明樣品的晶型一致。

圖1 樣品A 三批次及標準品XRD 圖譜

使用紅外光譜儀和差示掃描量熱儀（DSC）對樣品A 三個批次及標準品進行測試，紅外光譜如圖2 所示，DSC 曲線圖如圖3 所示。

圖2 樣品A 三批次及標準品紅外光譜圖

圖3 樣品A 三批次及標準品DSC 曲線

不同晶型分子的化學鍵鍵長、鍵角不同，其振動-轉動躍遷能級不同，在紅外光譜中的表現為吸收帶頻率、峰形、峰位、峰強度等出現差異。圖2中樣品A 三批次及標準品的結果基本一致，可以作為批次樣品與標準品晶型一致性判斷的佐證。

不同晶型物質在升溫或冷卻過程中的吸、放熱也會有差異。差示掃描量熱儀通過不斷加熱或降溫，測量樣品與惰性參比物之間的能量差隨溫度的變化，并通過測得的熱分析曲線來判斷藥物晶型的異同。該方法容易受升溫速率及儀器本身狀態(tài)影響，適合用于熱峰值存在較大差異的晶體鑒別。圖3 中樣品A三批次及標準品的起始放熱溫度、放熱峰值、熱焓值基本一致，可作為批次樣品與標準品晶型一致性判斷的佐證。

2.2 方法學驗證試驗

2.2.1 重復性

6 個樣品及6 個標準品的主要特征峰（11 個）的2θ值相對標準偏差（RSD）結果如表1 所示。

表1 重復性樣品及標準品主要特征峰2θ 值RSD

樣品的11 個主要特征峰2θ值的RSD在0.06%～0.21%之間，標準品的11 個主要特征峰2θ值RSD在0.03%～0.12%之間，均符合可接受標準（RSD≤5%），方法重復性良好。

2.2.2 中間精密度

在不同時間段由不同人員進行方法重復性研究，12 個樣品及12 個標準品的主要特征峰的2θ值相對標準偏差結果如表2 所示。

表2 中間精密度樣品及標準品主要特征峰2θ 值RSD

樣品的11 個主要特征峰2θ值的RSD在0.05%～0.18% 之間，標準品的11 個主要特征峰2θ值RSD在0.06%～0.24%之間，均符合可接受標準（RSD≤5%），方法中間精密度良好。

2.2.3 專屬性

在相同測試條件下，同一晶型的樣品與標準品的主要特征峰2θ值及偏差如表3 所示。

表3 樣品與標準品的主要特征峰2θ 值及偏差

以上結果表明樣品與標準品的11 個主要特征峰的2θ值偏差值最大為0.016，均小于0.2°，方法專屬性良好。

2.2.4 耐用性

改變儀器電流參數為45 mA 后，對樣品及標準品進行測試，比較不同測試條件下樣品的2θ值偏差，其結果如表4 所示。

表4 不同電壓下樣品與標準品的主要特征峰2θ 值偏差

不同測試條件下的供試品11 個主要特征峰的2θ偏差值均小于0.2°；不同測試條件下的標準品11個主要特征峰的2θ偏差值均小于0.2°，均符合可接受標準（2θ值偏差應小于0.2°），表明方法耐用性良好。

3 結語

使用X 射線衍射法對多晶型藥物進行晶型一致性研究，并對該方法進行方法學驗證。結果表明該方法具有良好的精密度、專屬性和耐用性。因此，X射線衍射法可以用于確定不同批次間藥物樣品與標準品的晶型差異，并評估晶型的一致性。

藥物晶型在制劑過程如固體分散體、研磨、制粒、冷凍干燥及噴霧干燥時往往會發(fā)生晶型轉變，影響制劑的質量[4]。使用XRD 法對藥物晶型進行一致性判斷，是一種簡單有效的方法，也已被多國藥典收錄。但由于醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展迅速，許多創(chuàng)新藥沒有完備的XRD 檢測方法，且由于藥物晶型粒度會引起擇優(yōu)取向，對衍射峰和相對強度產生影響，很可能導致同一晶型被誤判為不同晶型[5]。因此，對多晶型藥物一致性評價方法進行開發(fā)及方法學驗證具有一定的必要性。在某些特殊情況下還應選擇多種分析方法綜合判斷晶型一致性結果，以避免誤判。