帶著問題看答案：在固態(tài)藥物研發(fā)中，我們經(jīng)常遇到的一個(gè)問題是，如何更高效地進(jìn)行鹽型篩選？
目前，有50%的市售藥物是鹽型。鹽型可以改變活性成分溶解度、溶解速率、pH值、吸濕性、化學(xué)穩(wěn)定性、熔點(diǎn)和加工性能等等。有一句話“changing the salt is changing the drug”完美地概括了鹽型的重要性。
不同鹽型的美托洛爾藥物。酒石酸美托洛爾片為普通片劑，而琥珀酸美托洛爾為緩釋制劑，琥珀酸的溶解度較酒石酸的小，可使藥物在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)以零級(jí)速率釋放，使血藥濃度穩(wěn)定，峰谷波動(dòng)小。
因此，在化合物開發(fā)初期階段，就有必要用少量化合物進(jìn)行鹽型篩選，并整理收集其理化特性，以便選擇優(yōu)勢(shì)鹽型用于后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)。
鹽型篩選方法
近年來，隨著高通量/自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，鹽型篩選技術(shù)也得以廣泛應(yīng)用。目前常用的三種方法，原位鹽篩選（混懸打漿法）、飽和溶液法和冷卻-蒸發(fā)法。不同方法各有利弊，先看結(jié)論。
有學(xué)者對(duì)鹽型篩選常用的3種方法進(jìn)行了研究對(duì)比，總結(jié)出了以下2點(diǎn)：
1.原位鹽篩選法適用于水溶性不高的原料藥，且是為了提高溶解度而篩選鹽型；
2.飽和溶液法和冷卻-蒸發(fā)法適用于形成不同鹽型的篩選。
最重要的一點(diǎn)是，選擇哪種鹽型篩選方法取決于藥物的物理特性、開發(fā)階段和篩選目的。
接下來我們就了解下為什么
實(shí)驗(yàn)人員選擇了溶解度差異較大的阿立哌唑和去甲文拉法辛兩個(gè)藥物作為模型分子，對(duì)這3種鹽型篩選方法進(jìn)行比較，目的在于研究不同鹽型篩選方法的特點(diǎn)，便于根據(jù)化合物理化性質(zhì)對(duì)篩選方法進(jìn)行排序。
阿立哌唑（左）及去甲文拉法辛（右）結(jié)構(gòu)式
阿立哌唑溶解性較差，水溶性僅為7.8ug/mL，最強(qiáng)堿性位點(diǎn)的pKa為7.5。而去甲文拉法辛的水溶性為1.4mg/mL，比阿立哌唑高出近200倍，最強(qiáng)堿性位點(diǎn)的pKa為8.9。實(shí)驗(yàn)共選取了17種常用的酸，如硫酸、苯磺酸、富馬酸、檸檬酸、酒石酸等，具體種類及pKa值見下圖。
圖：實(shí)驗(yàn)所選的17種酸及其pKa值
原位鹽篩選法（混懸打漿法）
將2種原料藥分別加入對(duì)應(yīng)的酸溶液中，混合打漿5天。通過NMR、TGA和DSC等技術(shù)對(duì)所得的鹽型進(jìn)行表征。詳細(xì)操作流程如下圖：
圖：原位鹽篩選技術(shù)步驟
飽和溶液法
制備2種原料藥的飽和溶液，取少量飽和溶液加入酸溶液，在高溫下攪拌并以10°C/h的降溫速率降至5°C。詳細(xì)操作流程如下圖：
圖：飽和溶液法篩選技術(shù)步驟
冷卻-蒸發(fā)法
將微量結(jié)晶溶劑加入樣品中，使用Crystal16進(jìn)行溫度循環(huán)，加熱至60°C打漿1h，然后冷卻至5°C，降溫速率為10°C/h，老化2天。如果沒有固體析出，則揮發(fā)溶液直至溶劑揮發(fā)完。
高通量篩選通常使用有機(jī)溶劑，在選擇溶劑時(shí)既不用考慮原料藥的溶解度，也不用考慮酸的溶解度，可以同時(shí)探索成鹽及成鹽后的多態(tài)性。在篩選過程中，使用多種酸和不同溶劑可以得到不同固體，冷卻-蒸發(fā)法不僅探索藥物的鹽形式，還能夠揭示所生成鹽的多晶型。
圖：通過三種方法得到的阿立哌唑（左）和去甲文拉法辛（右）產(chǎn)物列表
從以上實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)原位鹽篩選法阿立哌唑可以與多種酸形成鹽，包括水合物、無水物，此外，還有阿立哌唑水合物形式的游離堿及游離堿與鹽的混合物。而去甲文拉法辛在加入酸后并未析出的固體，作者認(rèn)為可能是由于其高溶解度導(dǎo)致溶液未達(dá)到飽和。但對(duì)于溶解度高的化合物，也有可能存在過飽和但未析出的情況。
相比之下，從飽和溶液法得到了13種潛在的鹽型，且其中8種鹽為結(jié)晶型，物理性質(zhì)穩(wěn)定，且只有一個(gè)熔點(diǎn)。去甲文拉法辛則沒有析出固體，將未析出固體的溶液蒸發(fā)干燥后得到的也只是油狀物質(zhì)。
通過冷卻-蒸發(fā)法，2種化合物所得的鹽型種類最多，阿立哌唑從17種酸里得到15個(gè)鹽型，去甲文拉法辛也發(fā)現(xiàn)了9種鹽型。與其他方法相比，2種化合物所得新鹽型都較多。
總結(jié)
總結(jié)一下，化合物的溶解度是影響鹽型生成的關(guān)鍵因素。三種方法各有利弊，沒有一個(gè)方法是明顯優(yōu)于其他方法。 原位鹽篩選法
雖然快速獲得了多種潛在成鹽的信息和成鹽后的溶解性信息，但是生成的多為水合物，適用于早期鹽型篩選、溶解度不高的藥物，為了提高溶解度而篩選鹽型。 飽和溶液法
析出的鹽型穩(wěn)定性相比冷卻-蒸發(fā)結(jié)晶法更好，但是如果化合物的溶解度比較大，鹽的溶解度也相應(yīng)會(huì)比較大，找到合適的溶劑體系是關(guān)鍵。 冷卻-蒸發(fā)法
所得鹽型最全，但由于快速析出固體，容易產(chǎn)生鹽型穩(wěn)定性問題，需要控制蒸發(fā)速率，此外，該方法所得樣品量較少，無法用于完整的表征及其他研究（如PXRD、TGA、DSC、HPLC等），需要進(jìn)行重復(fù)結(jié)晶和放大才能用于后續(xù)研究。
圖：三種鹽型篩選方法對(duì)比
