閏年霉素晶體的制備及穩(wěn)定性研究

王 月，王欣明，高月麒，張 麗，林 旸，李曉露*

(1.微生物藥物國家工程研究中心 河北省工業(yè)微生物代謝工程技術(shù)研究中心 華北制藥集團新藥研究開發(fā)有限責任公司，河北 石家莊 052165；2.華北制藥股份有限公司，河北 石家莊 050015)

一種藥物由于晶型和純度的不同，其物理性質(zhì)也有很大差異，從而影響藥物的安全性和有效性。從藥物質(zhì)量控制角度來看，藥物晶型的不同可能會引起生物利用度的差異，不僅會影響到藥物的穩(wěn)定性和后續(xù)加工(過濾、干燥、制劑等)過程，而且會影響到藥物的臨床效果。近年來，藥物多晶型控制已成為結(jié)晶領(lǐng)域的研究熱點[1-4]，篩選晶型、粒度和形貌均較佳的藥物產(chǎn)品，保障其良好的臨床療效是藥物多晶型控制的目的所在[5-6]。

閏年霉素(圖1)具有十八元環(huán)結(jié)構(gòu)，分子式C51H72Cl2O18，分子量1 044，是微生物發(fā)酵產(chǎn)生的一種新型抗生素，屬于大環(huán)內(nèi)酯類抗菌藥，對革蘭氏陽性需氧及厭氧菌，尤其是對艱難梭菌和結(jié)核桿菌的抗菌作用良好[7-8]。將閏年霉素與利福霉素聯(lián)合使用，殺菌效能顯著增強，使用劑量減少，毒性變小，而且產(chǎn)生耐藥性幾率降低[9]。閏年霉素無定形粉對光、熱敏感，略有引濕性，室溫放置12個月，含量降低1.5%以上。為了獲得質(zhì)量穩(wěn)定的閏年霉素產(chǎn)品，滿足生產(chǎn)和貯存需要，作者對閏年霉素晶體的制備條件(結(jié)晶溶劑種類及濃度、料液比、結(jié)晶溫度等)進行優(yōu)化，并對閏年霉素晶體與閏年霉素無定形粉的穩(wěn)定性進行比較，以期為開發(fā)質(zhì)量穩(wěn)定的閏年霉素晶體提供幫助。

圖1 閏年霉素的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structural formula of Lipiarmycin

1 實驗

1.1 材料、試劑與儀器

閏年霉素無定形粉，華北制藥股份有限公司。

乙腈、甲醇，色譜純，Merck公司；其它試劑均為分析純；純化水，自制。

1001型OptiMax結(jié)晶儀，梅特勒-托利多公司；T-1000型電子天平，常熟雙杰測試儀器廠；液相色譜儀(LC-20A型泵，SPD-M20A型紫外檢測器)，日本Shimadzu公司；DZF-6050型真空干燥箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；D8 Advance型X-射線衍射儀，德國Bruker公司；Mastersizer 2000型粒度分析儀，Malvern公司。

1.2 閏年霉素晶體的制備

將一定質(zhì)量的閏年霉素無定形粉置于結(jié)晶溶劑中，升溫使之溶解，然后緩慢降溫使閏年霉素結(jié)晶析出，再將結(jié)晶液過濾分離、真空干燥，即得閏年霉素結(jié)晶粉。

通過單因素實驗對閏年霉素結(jié)晶過程中結(jié)晶溶劑種類、結(jié)晶溶劑濃度、料液比及結(jié)晶溫度進行優(yōu)化，以得到純度高、晶型規(guī)整、粒度均勻的閏年霉素晶體。

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)晶溶劑種類的選擇

稱取5份閏年霉素無定形粉，每份5 g，分別置于甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、丙酮等5種結(jié)晶溶劑中，于40～50 ℃下加熱溶解，再降溫結(jié)晶，考察結(jié)晶溶劑種類對閏年霉素結(jié)晶粉純度與收率的影響，結(jié)果見表1。

由表1可知，以甲醇作為結(jié)晶溶劑時，不僅用量少且制備的閏年霉素結(jié)晶粉的純度和收率均較高。故，選擇甲醇作為結(jié)晶溶劑。

2.2 結(jié)晶溶劑濃度的選擇

為進一步提高純度和收率，以不同濃度的甲醇作為結(jié)晶溶劑制備閏年霉素結(jié)晶粉，考察結(jié)晶溶劑濃度對閏年霉素結(jié)晶粉純度與收率的影響，結(jié)果見表2。

表2 結(jié)晶溶劑濃度對閏年霉素結(jié)晶粉純度與收率的影響

由表2可知，以75%甲醇作為結(jié)晶溶劑制備的閏年霉素結(jié)晶粉的純度最高，且收率較高。故，選擇75%甲醇作為結(jié)晶溶劑。

2.3 料液比的選擇

稱取4份閏年霉素無定形粉，每份5 g，分別置于不同體積的75%甲醇中，于40～50 ℃下加熱溶解，再降溫結(jié)晶，考察料液比對閏年霉素結(jié)晶粉純度與收率的影響，結(jié)果見表3。

表3 料液比對閏年霉素結(jié)晶粉純度與收率的影響

由表3可知，當料液比較小即結(jié)晶溶劑75%甲醇用量過多時，閏年霉素結(jié)晶粉的收率偏低，且溶劑消耗量大，成本較高；而當料液比較大即結(jié)晶溶劑75%甲醇用量過少時，閏年霉素結(jié)晶粉的純度偏低；當料液比為1∶20(g∶mL，下同)時，結(jié)晶效果最好，閏年霉素結(jié)晶粉的收率可達90.1%，純度達到99.3%。故，選擇料液比為1∶20。

2.4 結(jié)晶溫度的選擇

稱取5份閏年霉素無定形粉，每份5 g，分別置于100 mL 75%甲醇中，于40～50 ℃下加熱溶解，再分別降至-10 ℃、2 ℃、5 ℃、10 ℃、20 ℃結(jié)晶，考察結(jié)晶溫度對閏年霉素結(jié)晶粉純度與收率的影響，結(jié)果見表4。

由表4可知，結(jié)晶溫度偏低時，閏年霉素結(jié)晶粉粒度大，晶體呈碎塊狀，結(jié)晶效果較差；結(jié)晶溫度過高時，閏年霉素結(jié)晶粉粒度?。辉诮Y(jié)晶溫度為2～10 ℃之間時，結(jié)晶效果較好，閏年霉素結(jié)晶粉粒度均勻，晶體呈柱狀。故，選擇結(jié)晶溫度為2～10 ℃。

表4 結(jié)晶溫度對閏年霉素結(jié)晶粉純度與收率的影響

2.5 工藝驗證

對優(yōu)化的制備工藝進行3次驗證實驗，即以75%甲醇為結(jié)晶溶劑，在料液比為1∶20、結(jié)晶溫度為2～10 ℃的條件下，制備閏年霉素結(jié)晶粉，結(jié)果見表5。

表5 驗證實驗(n=3)

由表5可知，3次驗證實驗均可得到粒度均勻、柱狀晶體的閏年霉素結(jié)晶粉，且純度均在99.0%以上，收率超過90.0%，說明優(yōu)化的制備工藝穩(wěn)定可行。

2.6 閏年霉素結(jié)晶粉的表征

在最優(yōu)工藝條件下制備閏年霉素結(jié)晶粉，對其進行形貌、粒度分布及晶體結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果如圖2所示。

圖2 閏年霉素結(jié)晶粉的SEM照片(a)、粒度分布(b)及XRD圖譜(c)Fig.2 SEM image(a),particle size distribution(b),and XRD pattern(c) of Lipiarmycin crystal powder

由圖2可知，閏年霉素結(jié)晶粉的晶體呈柱狀，粒度分布集中，在2θ為7.6°、8.2°、10.2°、14.6°、15.2°、18.9°、20.0°、20.4°±0.2°處有特征衍射峰。

2.7 閏年霉素結(jié)晶粉的穩(wěn)定性

將等量的閏年霉素結(jié)晶粉與無定形粉在相同條件(溫度40 ℃、濕度75%)下進行加速穩(wěn)定性實驗，對比2種閏年霉素產(chǎn)品的穩(wěn)定性，結(jié)果見表6。

表6 閏年霉素結(jié)晶粉與無定形粉的穩(wěn)定性對比

由表6可知，在相同加速穩(wěn)定性條件下，閏年霉素結(jié)晶粉較無定形粉具有更好的穩(wěn)定性。6個月內(nèi)閏年霉素結(jié)晶粉最大單雜依然維持在0.5%以下，純度大于99.0%；而閏年霉素無定形粉則隨著時間的延長，最大單雜含量逐漸增加，純度快速下降，6個月時最大單雜超過1.0%，純度低于98.5%，超出質(zhì)量標準范圍。

3 結(jié)論

以閏年霉素無定形粉為原料，通過對結(jié)晶關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化，開發(fā)了一種制備閏年霉素晶體的方法：以75%甲醇為結(jié)晶溶劑，在料液比為1∶20(g∶mL)、結(jié)晶溫度為2～10 ℃的條件下，可以得到柱狀、均勻規(guī)整、粒度分布集中、穩(wěn)定性好的閏年霉素晶體。該方法操作簡單、收率高、可行性強、使用溶劑單一、易回收，適于工業(yè)化生產(chǎn)，具有非常高的推廣價值。