飞纳电镜在制药领域的应用

引 言

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。

01 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。

图｜原研

图｜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。

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。

02  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。

图 ｜2 层包衣结构

图 ｜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。

03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。

乳化法：醋酸奥曲肽

乳化法：醋酸奥曲肽 - 截面

乳化法：利培酮缓释微球

乳化法：利培酮缓释微球截面

相分离法：醋酸亮丙瑞林微球

04  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。

图｜包封前

图｜包封后

图｜优化前

图｜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

飞纳台式扫描电镜

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必不可少的工具，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