一、簡介
同一藥物的不同晶型在外觀、溶解度、熔點、溶出度、生物有效性等方面可能會有顯著不同，從而影響了藥物的穩定性、生物利用度及療效,該種現象在口服固體製劑方面表現得尤為明顯。藥物多晶型現象是影響藥品質量與臨床療效的重要因素之一，因此對存在多晶型的藥物進行研發以及審評時，應對其晶型分析予以特別的關注。
物質在結晶時由於受各種因素影響，使分子內或分子間鍵合方式發生改變，致使分子或原子在晶格空間排列不同，形成不同的晶體結構。同一物質具有兩種或兩種以上的空間排列和晶胞參數，形成多種晶型的現象稱為多晶現象(polymorphism)。雖然在一定的溫度和壓力下，只有一種晶型在熱力學上是穩定的，但由於從亞穩態轉變為穩態的過程通常非常緩慢，因此許多結晶藥物都存在多晶現象。固體多晶型包括構象型多晶型、構型型多晶型、色多晶型和假多晶型。
二、研究方法及特徵1
1．X-射線衍射法（X-ray diffraction）
X-射線衍射是研究藥物晶型的主要手段，該方法可用於區別晶態和非晶態，鑑別晶體的品種，區別混合物和化合物，測定藥物晶型結構，測定晶胞參數（如原子間的距離、環平面的距離、雙面夾角等），還可用於不同晶型的比較。X-射線衍射法又分為粉末衍射和單晶衍射兩種，前者主要用於結晶物質的鑑別及純度檢查，後者主要用於分子量和晶體結構的測定。
1.1 粉末衍射 粉末衍射是研究藥物多晶型的最常用的方法。粉末法研究的對象不是單晶體，而是眾多取向隨機的小晶體的總和。每一種晶體的粉末X-射線衍射圖譜就如同人的指紋，利用該方法所測得的每一種晶體的衍射線強度和分布都有著特殊的規律，以此利用所測得的圖譜，可獲得出晶型變化、結晶度、晶構狀態、是否有混晶等信息。該方法不必製備單晶，使得實驗過程更為簡便，但在套用該方法時，應注意粉末的細度，而且在製備樣品時需特別注意研磨過篩時不可發生晶型的轉變。
1.2單晶衍射單晶衍射是國際上公認的確證多晶型的最可靠方法，利用該方法可獲得對晶體的各晶胞參數，進而確定結晶構型和分子排列，達到對晶型的深度認知。而且該方法還可用於結晶水/溶劑的測定，以及對成鹽藥物鹼基、酸根間成鍵關係的確認。然而，由於較難得到足夠大小和純度的單晶，因此該方法在實際操作中存在一定困難。
2．紅外吸收光譜法
不同晶型藥物分子中的某些化學鍵鍵長、鍵角會有所不同，致使其振動-轉動躍遷能級不同，與其相應的紅外光譜的某些主要特徵如吸收帶頻率、峰形、峰位、峰強度等也會出現差異，因此紅外光譜可用於藥物多晶型研究。目前已知的由於晶型不同引起紅外光譜不同的藥物有甲苯咪唑等20多個品種。
紅外光譜法常用的樣品製備方法有KBr壓片法、石蠟糊法、漫反射法以及衰減全反射法（attenuated total reflection, ATR）等。考慮到研磨可能會導致藥物晶型的改變，所以在用紅外光譜法進行藥物晶型測定時多採用石蠟油糊法，或採用擴散反射紅外傅立葉變化光譜法（DRIFT）。近些年來，隨著計算機及分析軟體的發展，近紅外傅立葉變換拉曼光譜法（NIR-FTRS）也套用在藥物多晶型的定性、定量研究中，它融合了NIR速度快、不破壞樣品，不需試劑、可透過玻璃或石英線上測定的優勢[6]和拉曼光譜不需專門製備樣品以及對固體藥物晶型變化靈敏的特點，可視為傳統紅外光譜法研究藥物多晶型的一種延伸。
紅外光譜法較為簡便、快速，然而對於部分晶型不同而紅外圖譜相同或差別不大的藥物，紅外光譜就難以區分了，如苯乙阿托品的晶型I和晶型II的紅外光譜一致；而且有時圖譜的差異也可能是由於樣品純度不夠，晶體的大小，研磨過程的轉晶等導致的分析結果偏差。這時就需要同時採取其他方法共同確定樣品的晶型。
3 .熔點法和熱台顯微鏡法
如上所述，藥物晶型不同，熔點可能會有差異，除常見的毛細管法和熔點測定儀方法外，熱台顯微鏡也是通過熔點研究藥物多晶型存在的常見方法之一，該方法能直接觀察晶體的相變、熔化、分解、重結晶等熱力學動態過程，因此利用該工具照藥典規定進行熔點測定可初步判定藥物是否存在多晶現象。
部分藥物多晶型之間熔點相差幅度較小，甚至無差別，故以熔點差異確定多晶型，只是初步檢測方法之一。一般來說，晶型穩定性越高熔點也越高；兩種晶型的熔點差距大小，可以相對地估計出它之間的穩定性關係。如果兩種晶型熔點相差不到1℃時，則這兩種晶型在結晶過程中就可以同時析出，且兩者的相對穩定性較難判別。兩者熔點越接近，不穩定的晶型越不易得到。
4.熱分析法
不同晶型，升溫或冷卻過程中的吸、放熱也會有差異。熱分析法就是在程式控溫下，測量物質的物理化學性質與溫度的關係，並通過測得的熱分析曲線來判斷藥物晶型的異同。熱分析法主要包括差示掃描量熱法、差熱分析法和熱重分析法。
4.1 差示掃描量熱法（differential scanning calorimeter, DSC） DSC是在程式控制下，通過不斷加熱或降溫，測量樣品與惰性參比物（常用α-Al2O3）之間的能量差隨溫度變化的一種技術。DSC多用於分析樣品的熔融分解情況以及是否有轉晶或混晶現象。
4.2 差熱分析法（differential thermal analysis, DTA） DTA和DSC較為相似，所不同的是，DTA是通過同步測量樣品與惰性參比物的溫度差來判定物質的內在變化。各種物質都有自己的差熱曲線，因此DTA是物質物理特性分析的一種重要手段。
4.3 熱重分析法（thermogravimetric analysis, TGA） TGA是在程式控制下，測定物質的質量隨溫度變化的一種技術，適用於檢查晶體中溶劑的喪失或樣品升華、分解的過程，可推測晶體中含結晶水或結晶溶劑的情況，從而可快速區分無水晶型與假多晶型。
熱分析法所需樣品量少，方法簡便，靈敏度高，重現性好，在藥物多晶型分析中較為常用。
5.偏光顯微鏡法
偏光顯微鏡除了含有一般光學顯微鏡的結構外，最主要的特點是裝有兩個偏光零件，即裝在載物台下方的起偏鏡(又稱下偏光鏡)和裝在鏡筒中的分析鏡(又稱上偏光鏡)。兩鏡均由人工合成偏光片組成，通過角度的調整，可將射入光源轉換成正交偏光。正因為如此，該方法主要適用於透明固體藥物。
透明固體藥物的觀測一般是在正交偏光下進行。由於晶體結構不同和偏光射入時的雙折射作用，在偏光顯微鏡上、下偏光鏡的正交作用下，晶體樣品置於載物台上鏇轉360º時，則晶體顯現短暫的隱失和閃亮，晶體隱失時晶體與偏振器振動力向所成的交角稱為消光角，通過不同的消光角，即可決定晶體所屬的晶型。
偏光顯微鏡法還可研究晶型間的相變，可以準確測定晶體熔點；對於具有各項向異性的動植物材料(如纖維蛋白、澱粉粒)的結構，具有特殊的鑑定作用。
6.核磁共振法
不同晶型結構中分子中的原子所處化學環境存在細微差異，類似核對施加的外磁場即產生不同的回響，致使類似核在不同化學位移處發生共振，因此其13C—NMR譜圖不同，通過對不同晶型圖譜的對比，即可判斷藥物是否存在多晶現象，通過與已知晶型的13C—NMR比較，也可獲得測試樣品的具體晶型。尤其是近年來出現的固態13C—NMR、高效質子去耦合、交叉極化(CP)、幻角自鏇(CAS)等新技術的套用，使得我們能獲得高解析度的13C—NMR譜，這種譜圖能給出有關動力學和局部化學環境的詳細原子水平的信息，因此利這種高解析度的13C—NMR譜圖可進行多晶型的混晶分析以及某種特徵晶型的測定。
掃描隧道顯微鏡法
掃描隧道顯微鏡可使人類能夠直接觀察到晶體表面上的單個原子及其排列狀態，並能夠研究其相應的物理和化學特性；可以直接觀測晶體的晶格和原子結構、晶面分子原子排列、晶面缺陷等。因此STM用於藥物多晶型研究非常有利，具有廣闊的套用前景。
7.溶解度方法
如前所敘，藥物的不同晶型的自由能不同，導致了其溶解度不同，一般說來，自由能越大，晶型越不穩定，溶解度越大；反之則小。在實踐中常測定各晶型再不同溫度下的溶解度，並繪製出溶解度（Cs）-溫度（T）曲線。通過測定Cs-T曲線，可以區分出不同的晶型，如有相交的曲線，還可得到其熱力學轉變溫度（Tp）
8.藥物多晶型計算機輔助預測
近年來，隨著計算機技術的發展，計算機輔助預測藥物晶型也有了較大進展。例如，在固體藥物結構已知的前提下，運用商業程式Polymorph Predictor, 通過計算點陣能量最小化方法尋找能量上可能的晶體結構和分子排列規律，並將它們按能量大小排列，計算出不同潔淨條件下的最可能生成的晶型。但該方法在藥物中的成功率目前還較低。
除上述常見的的幾種方法外，還可根據不同晶型藥物因分子或原子在晶格空間排列不同所導致在密度、折射率、吉布斯自由能等方面的差異，通過測定藥物的密度、折光率或採用磁性異向儀和膨脹計等儀器進行不同晶型的確定；對於存在色多晶型藥物，還可通過觀察藥物的顏色，推測藥物動物晶型。另外隨著科學技術的進步，隨著對化學物質細微結構認識的加深，相信還會有新的技術手段可用於藥物晶型的研究。
上述所提及的藥物晶型確定方法多數僅能反映藥物不同晶型某一方面的物理性質，因此，不同測試手段的綜合運用，可達到對藥物晶型的全面認識。近年來出現的紅外與熱顯微鏡法，以及差示掃描量熱法與熱台顯微鏡法聯用方法即是該思路的一種體現。
三、藥物晶型多態性及效應2
1.1 藥物晶型多態性對新藥研發生產的影響
1.1.1
在新藥研發生產過程中，藥物自身的晶型類型極為關鍵。多晶型藥物根據其穩定性可分為穩定型、亞穩定型和不 穩定型。穩定型熔點高、化學穩定性較好，但溶出速率慢，溶 解度小；不穩定型則溶出速率快、溶解度大，但化學穩定性相 對較差；亞穩定型介於穩定型和不穩定型之間，儲存一段時間 會向穩定型轉變。在新藥研發生產的過程中，需重點關注藥 物的晶型類型，探究藥物晶型多態性產生的機制，根據其各晶 型類型的穩定性特徵，採取必要的工藝技術，保障原料和製劑 在生產與貯藏過程中的晶型一致。我國自20世紀70年代開 始關注固體化合物的多晶型現象，尤其是在藥物研究方面，但現在絕大多數藥物晶型研究仍沒有系統化。
1.2 藥物晶型多態性對臨床療效的影響
1.1.2
藥物晶型多態性對臨床療效的影響是目前藥學界比較關 注的問題。同一種藥物在療效上存在差異，其原因除了因生 產工藝不同而產生的質量差異外，另一個可能原因就是藥物
晶型對生物利用度的影響。藥物因晶型不同（晶型自由能差 異以及分子間作用力不同）導致其生物利用度不同，進而影響 藥物在體內的吸收，產生藥效差異。有研究表明，造成仿製 藥與原研藥、不同企業生產的同種藥物、同一企業同種藥物的 不同生產批次臨床療效差異的原因，大多數是由於固體藥物 的晶型物質存在狀態變化。如，那格列奈的S晶型與臨床使用 的H晶型溶解度均明顯>B晶型；阿司匹林有晶型Ⅰ和晶型 Ⅱ，相同給藥劑量下服用Ⅱ型的血藥濃度超出Ⅰ型達70%。
目前，文獻對於藥物晶型的報導大多集中在藥物晶型制 備和表征及其多晶型的存在形式上，而對藥物不同晶型間生 物利用度的差異研究則較少涉及。這提示我們需進一步掌 握各種固體藥物的晶型種類，發現其優勢晶型，摸索引起晶型 變化的各種控制條件，保證藥物晶型的穩定性，改善藥物的溶 出速率和生物利用度，從而提高臨床療效和安全性。
四、優勢晶型的特徵3
1.質量可靠：晶型物質穩定型或亞穩型
2.有效：最佳的吸收和臨床治療效果
3.安全：毒副作用最小 影響晶型藥物產品質量的因素
五、晶型原料 3
晶型種類：選優勢晶型藥物為原料藥。
晶型數量：藥用晶型可一種或多種。
晶型純度：晶型藥物生產可達到的純度生產批間的晶型質量一致。
晶型比例：原料藥含有兩種以上的晶型需要提供。
晶型含量：其晶型含量應與臨床質量作用相關。
晶型標準：原料藥含晶型物質的限量範圍。
單一控制：晶型有效定量檢測技術，可用多種方法。
混合控制：使用混合晶型物質時需考慮每種晶型物質的質控方法與綜合檢測方法
參考文獻
【1】《藥物晶型的分析方法》 李志萬 (國家藥品監督管理局藥品審評中心，北京 10003)
【2】《藥物晶型多態性及其測定、評價方法》金朝輝，顧錦建，鄭明琳，趙淼 文章編號 1001-0408（2016）30-4318-03
【3】《晶型藥物質量控制》百度文庫 專業資料 醫藥衛生
