表面化学改性使药物中同质异象体的择优生长成为可能

晓说

两种结晶态的立痛定药物。四面体结构的晶粒处于一种能量较高的稳定状态（上图），而针状结构的晶粒处于一种介稳状态（下图）。 图片来源：A*STAR化学及工程科学学会 由于同种药物的两种同质异象体在人体中的作用可能有很大不同，因此稳定地分批结晶对于形成这种活性的医用原料至关重要。 Sendhil Poornachary（来自A*STAR化学及工程科学学会）及其同事们最近发现，改性过的玻璃基片表面的某些化学性质会影响一些特定的拥有同质异象体的药物（如立痛定需要在一定浓度的过饱和溶液形核）的形核及生长方式。 单一的同质异象体通常是通过控制均相形核来获得的。然而，在存在形核表面的情况下，异相形核更就有热力学优势，这意味着形核将需要更少的能量。最常见的异相形核的手段是在溶液中加入籽晶，但目前仍有一些问题没有解决。如：籽晶性质的不均匀，同质异象体内部的横向形核。这些都很能导致形成另一种异象体。 Poornachary和他的团队发现对玻璃进行表面改性会使立痛定（一种抗痉挛，镇定性药品）中的两这种同质异象体选择性形核。Poornachary介绍到“这种利用模板诱发结晶的想法对于提高分批结晶的可重复性很有帮助。” 研究团队通过硅烷化的方法处理了玻璃内表面，制造出了含氰、含巯基以及含氟官能团的玻璃瓶，并且研究了药品的过饱和乙醇溶液在不同玻璃表面？的结晶过程。药品的两种同质异象体很容易被区分，一种是处于介稳态针状晶粒，一种是处于稳定态的四面体晶粒。 研究人员发现最初当药品浓度为60mg/ml时，介稳的态晶粒会在含氰的玻璃表面上优先生长，并且即使在24小时之后也未观察到其转变为稳定结构。相反在含巯基或含氟官能团的玻璃表面处稳定态晶粒优先形核，介稳态只会少量生成。但是在普通玻璃瓶内，这两种同质异象体先后形核，并最终转化为稳定态（24小时内）。在这三种经过改性的表面内的初次结晶的速率比较接近，均远远高于在普通玻璃瓶中的结晶速率。 Poornachary 说：“我们计划通过分子模型及模拟的方法，来加强对这种模板诱发结晶过程的认识。”研究团队希望更好的理解同质异象体的内部分子排布，从而加强对于晶体形核过程的理解，并希望以此为基础能够更好的设计模板表面，最终实现复杂药物成分的多态选择性结晶。“我们目前也在研究通过功能性籽晶及模板粒子来扩大模板诱发结晶效果的办法。”