制剂中的晶型分析
图1专利报道的API四种晶型的XRD叠加图
根据专利报道和企业提供的数据，该API应该有四种晶型。但是我对XRD谱图进行仔细分析，发现这个化合物的A晶型应该不是单一晶型，而是晶型B和F的混合物。A晶型的结晶度不高，所有的衍射峰在B和L都能找到对应的峰。晶型B、F和L三种晶型重叠峰较少，应该是独立的晶型。对制剂进行晶型的XRD分析时，需要先将每种辅料进行XRD分析，看看制剂的衍射峰里，哪些是辅料的，哪些是原料药的。因为原料药含量很低，辅料的特征峰往往比原料药高。图2甲厂制剂与每种固体辅料的XRD叠加图对比甲厂制剂与辅料的XRD图，发现制剂中的峰主要是乳糖的峰，其次含有少量Mg(OH)2，只有2θ=7.0和8.2处的小峰是辅料中没有的。
图3专利报道的四种晶型与甲厂制剂的产品XRD叠加图
图4甲乙两厂制剂的XRD叠加图
然后我们再将制剂的XRD谱图与原料药的对比进行分析（图3）。根据2θ=7.0和8.2处的峰，可以推测甲厂制剂中原料药的晶型应该主要是B，可能含有少量L。乙厂制剂的特征峰很少，应该是样品的结晶度比较低，难以分析晶型。晶型研究在最近三十年来一直很火，国内外研究的人很多，但是在用XRD谱图将晶型分类时，还是常常会有人搞错。不仅仅是国内的人会搞错，国外大公司也是。晶型研究，我觉得最难的可能是得不到标准图谱时，怎么证明是单一晶型，如何解析XRD谱图上的微小差别。如果能得到单晶，模拟出XRD标准图谱，找出每根谱线对应的晶面，这个当然是最理想的。但是很多时候根本得不到单晶。这个时候，如果每张XRD谱图重合的很好，或者仅仅是峰强度上有出入，那也好解释。晶体的择优取向会导致某些衍射峰强度变化很大，甚至某些峰会消失。制样的厚薄不一样，可能会导致峰整体的偏移。最让人头疼的是，改变结晶条件，比如换溶剂，XRD的谱图经常有变化，某些峰消失，或者两个峰之间的间距变宽，或者变窄。我曾经碰到一种晶型，谱图上其它峰完全一致，只是两个相邻小峰的距离有变化，有时宽点，有时窄点，偏差都在误差允许范围（±0.2°）内。后来我才知道，这是甲醇溶剂化合物引起的，甲醇残留高点时，距离会窄点。这个甲醇合物很不稳定，一般只会残留很少的甲醇合物在产品里，所以XRD谱图上只会有微小的差别。XRD分析晶型需要一定技巧的，看得多了自然会有些经验。我研究多晶型十多年，分析过几千张XRD谱图。有一次在二十多张谱图中，花半天的时间，发现了一种新晶型。在XRD分析晶型上有困难的朋友，我可以帮忙看看，欢迎交流合作。
2.红外分析除了XRD外，红外光谱也是晶型分析常用的手段。
图5晶型A和F的红外叠加图从图5可以看出，晶型A和F的红外谱图重合很好，只在个别峰和峰强度上有区别。这与XRD的结果是一致的，即A和F应该是一种晶型。
图6晶型B、F和L的红外叠加图红外光谱指纹区（~）内吸收峰的特征性很强，可以分辨化合物的微小区别，常常用来区分不同晶型。晶型B、L和F有十多个峰的位置有细微的区别。红外谱图分析晶型要比XRD困难一些。图7两个企业制剂的红外叠加图
图7可以看出，制剂的红外谱图在指纹区内的特征峰很小且少，难以判断晶型。3.拉曼分析图8四种晶型的拉曼叠加图拉曼图谱中，只有晶型B与其它晶型差别较大，主要缺少和的特征峰，其它晶型的差别很小。拉曼特征峰的强度和数量明显不如红外，但是区分度较高。图9制剂与原料药的拉曼叠加图原料药的拉曼信号比片剂强很多，直接叠加难以对比，不过片剂中仍然能看出原料药主要的特征峰，如图中蓝色虚线所示。
图10两种制剂的拉曼叠加图甲厂片剂的拉曼图谱缺少和处的特征峰，证实了丽珠片剂中API为晶型B，与XRD结果一致。
综上所述，当API含量很低的时候，晶型分析的挑战是比较大。定性判断可能还行，定量分析很难。XRD分析的效果是最好的，其次是拉曼。红外谱图受辅料干扰比较大，不好找到特征峰进行对比。
低API含量制剂中的晶型研究建议这是CDE的一个老师问过我的一个问题，我根据我的研究体会，总结几点回复了她。现在将回复列在下面，供各位同行参考。不合理的地方，欢迎各位同行批评指教。我觉得这类制剂中原料药的晶型，可以从晶型转变机理，结合制剂过程及质量评价两方面进行研究：1. 结合制剂过程，充分进行原料药的晶型研究：原料药存在哪几种晶型？相互转化关系如何？选择的是稳定晶型还是亚稳晶型？是否存在水合物？稳定晶型是否在某个临界温度会变成亚稳晶型（即单变多晶型还是互变多晶型）？把这些弄清楚后，我们对晶型是否会转变，会变成哪种晶型，就比较有数了。晶型转变并不神秘，转变方式就那么几种，如果上述过程没有变化，可以排除掉晶型转变的可能：a.溶剂诱导，这是最常见的，可以通过混悬的方式考察；b.机械作用，比如粉碎或者压片，这个可以粉碎或者压片后直接分析；c.随温度转变，这个需要存在互变晶型，通过DSC很容易判断；d.吸湿转晶，这个对存在水合物或者吸湿性强的化合物才有可能，可通过DVS进行分析；e.固态转变，这个很罕见，比较著名的有甘氨酸的α晶型转变成γ晶型，只能是从亚稳晶型向稳定晶型转变。做完这些研究，我们就能预测制剂工艺和储存过程中可能发生的晶型转变。
这种晶型转变里，吸收水汽转变成水合物的情况比较常见。有些水合物吸水和脱水的湿度临界值刚好在环境湿度范围内，就容易在储存过程中形成水合物或者发生水合物脱水，在XRD图上表现为少量衍射峰的变化。另外，粉碎等机械作用可能会产生无定型，储存过程无定型又会重结晶，从而产生晶型转变。这个与原料药本身关系比较大，一般产生的无定型的含量很低，可以忽略的。有个别化合物研磨后全部变成无定型，这个需要小心。晶型转变与所选择的晶型有关。一般来说，很少有人会采用亚稳晶型开发制剂的，风险比较大。晶型转变不像化学稳定性，存在比较大的随机性。可能有些亚稳晶型的制剂几年都没有变化，突然哪批几个月就出现晶型转化了。而如果选择的是稳定晶型，这个是没法向亚稳晶型转变的。如果只有无水晶型，而且选择的是稳定晶型，固态情况下出现转晶的可能性是很低的。历史上著名的利托那韦晶型事件，是因为筛选时并没有找到稳定的晶型，选择的是亚稳晶型。2. 可以模拟制剂过程，对原料药的晶型转变进行考察。制剂过程可能牵涉到的晶型转变过程包括：粉碎或者压片时，在机械作用下产生晶型转变，或者无定型化；原料药粉末吸收空气中的水汽转变成水合物或者吸潮液化等，或者水合物脱水；湿法制粒等过程中接触到溶剂可能诱导晶型转变。一般固态的辅料不会影响到晶型转变，可以不加固态辅料，或者将固态辅料大大减少，比如减少90%，同时大大增加API的用量，再模拟制剂过程，比如造粒、压片和包衣等，考察该过程中有没有晶型变化。这样避免了API含量太低，难以检测的问题。我觉得这样得出的结论也是很有说服力的。需要注意，有些辅料吸湿性强，里面含有的水分可能会对转晶产生影响，尤其是存在水合物的情况。
3. 如果制剂过程中，原料药真的无法避免存在混合晶型，可以配制不同比例的混合晶型进行制剂，考察不同晶型比例的影响。如果没有影响，可以不考察晶型。大部分情况下，是可以得到纯晶型的。
4. 其实晶型转化本身带来的影响可能并没有我们想象的那么大，不同晶型的溶解度差别比较小（1.3倍就很大了），溶解度差别越大，亚稳晶型越容易转变成稳定晶型。晶型变化导致的粒径变化带来的影响要大的多，需要特别
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