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预测药物稳定性的方法可以产生更有效的药物
发布时间:2018-04-26 22:23:20 阅读:281

来源:phys.org;电子科技大学太赫兹研究中心 四川太赫兹应用研究联合课题组 韩晨 编译

来源:Gatis Gribusts / Flickr

    来自英国和丹麦的研究人员开发出一种新的方法来预测候选药物的物理稳定性,这将有助于为患者开发新的更有效的药物。这项技术已经授权给剑桥大学下属公司Tera View,该公司正在开发将它应用于制药业,以便制造出在体内更易释放的药物。

    来自剑桥大学和哥本哈根大学的研究人员开发出一种新方法来解决由来已久的问题:如何预测固体是何时以及怎样结晶的。利用光学和机械测量技术,他们发现是固体中分子的局部运动最终导致结晶。

    这个问题的解决方案最早是在1969年提出的,但直到现在才有能力证明这个假设。研究结果发表在《物理化学以及化学物理》和《物理化学学报B》的两篇论文中。

    固体性质的不同取决于它们的分子结构是有序的(晶体)还是无序的(非晶体)。在化学上,固体的晶体和非晶体的形态完全一样,但它们具有不同的性质。

    非晶体的一个特性是它们更易溶于水,这对医疗应用尤其有用。药物必须是水溶性的才会有效,因为这样它们才能够溶解在体内,通过血液的流动到达指定目标。

    “目前使用的大部分药物都是晶体形态,这意味着它们在进入血液之前需要额外的能量来溶解于体内”,来自剑桥大学化学工程与生物技术学院的Axel Zeitler教授说,“非晶体的分子更容易被人体吸收,因为它们更容易溶解,而且在过去的20年中,人们发现了许多可以治愈疾病的非晶体物质,但因为它们不够稳定,所以并没有被制成药物。”

    经过一定的时间,所有的非晶体物质都将经历自发结晶的过程,在这时,分子不仅会失去无序的结构,而且还会失去它当初的有效性能。对于科学家来说,预测何时会出现结晶是一个长期存在的问题,如果这个问题能够得到解决,那么非晶体物质的广泛应用将会成为可能。

    “这是一个非常古老的问题”,Zeitler说。“这对于制药公司来说风险太大了,如果他们研制出一种基于分子的非晶体形态的药物,并产生结晶,那么他们不仅会失去一种潜在的有效药物,而且还会造成大规模的药物召回。”

    为了确定固体何时以及如何结晶,大多数研究人员都聚焦于非晶体的转变温度,即分子可以更自由地在固体中运动时的温度,这个温度可以很容易测出。使用一种叫做动态力学分析和太赫兹光谱学的技术,Zeitler和他的同事们发现相对于非晶体的转变温度,分子运动会出现在较低的温度临界值,在此温度下物体会产生结晶现象。

    这些运动受到分子环境中局部力量的限制,相对于非晶体转变温度以上的相对较大的运动,在较低温度临界值之上的分子运动更微妙。虽然局部运动难以测量,但它仍是结晶过程中的一个关键部分。

    鉴于剑桥和哥本哈根团队开发的测量技术的进步,先前在临床前阶段被丢弃的药物分子现在可以重新对其进行测试,以确定它们是否能以稳定的非晶体形态进入市场,从而能够克服晶体形态的溶解度限制。

    “如果使用我们的技术来筛选先前被丢弃的分子,就会发现局部运动的起始温度足够高,我们就会很自信地认为这种材料在制造出来后不会结晶。”Zeitler说,“我们可以利用在第二篇论文中描述的校准曲线来预测材料结晶的时间长度。”

 
 

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