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賽默飛世爾科技智能制造與過程分析

應用介紹|蒙脫石散晶型鑒定、雜質分析和晶型一致性評價

時間:2025-7-7 閱讀:80
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蒙脫石散作為臨床常用的止瀉藥和消化道黏膜保護劑,藥效核心是其強大的吸附能力(吸附毒素、細菌、病毒等)和黏膜覆蓋保護能力。不同的晶型(如蒙脫石的不同礦物亞型或處理工藝導致的細微結構差異)會顯著影響這些能力。

另外,蒙脫石散的原料蒙脫石是一種天然層狀硅酸鹽礦物,具有復雜的結構和組成。原料中可能含有石英、方英石、方解石、長石等伴生礦物。這些雜質不僅可能影響吸附性能,其中的結晶型二氧化硅(石英、方英石)吸入具有致癌風險,需控制其在成品中的含量。

 

采用XRD(X-Ray Diffractometer,X射線衍射儀)進行晶型鑒定是評估和比較不同原料來源和加工質量一致性的重要手段。因此,晶型鑒定、雜質分析和晶型一致性評價在蒙脫石散的生產和質量控制中具有極其重要的意義。


本次應用中,使用的是賽默飛公司(Thermo Scientific)的ARL EQUINOX Pro X射線衍射儀進行的分析工作。

 

圖片

 


實驗原理

1

蒙脫石晶體特性




化學組成:

(Na,Ca)?.?(Al,Mg)?Si?O??(OH)?·nH?O


晶體結構:

2:1型層狀硅酸鹽(單斜晶系,空間群C2/m)


特征衍射:

(001)晶面(~5.8° 2θ)對應層間距(約15Å),隨水化狀態(tài)改變


2

XRD檢測原理




布拉格方程:nλ = 2 d sinθ


根據2025版《中國藥典》中,(001)、(020)、(060)等特征峰位判斷晶型


樣品制備

制樣方法


取樣品4g,加水50ml,攪拌、濾過、濾渣于105℃干燥,取細粉適量,置于載樣架上,將載樣架放于干燥皿器(含飽和氯化鈉溶液,20℃時相對濕度約75%)中約12h后取出。


取適量樣品采用背裝法裝入XRD樣品杯


樣品分析

1

晶型鑒定



測試參數和XRD圖譜

項目

參數

XRD儀器

賽默飛ARL EQUINOX Pro
           

波長

Cu Kα (λ=1.5406 Å)

管電壓

/電流

40kV/40mA

發(fā)散狹縫

1mm

索拉狹縫

2.5°

濾光片

200um Ni

掃描范圍

2°~80° (2θ)

掃描模式

連續(xù)掃描,步長0.02°,0.2s/步

樣品

蒙脫石散樣品

參考標準

2025版《中國藥典》二部、四部

參考卡片

ICDD:00-072-0368
           


圖片

圖1.蒙脫石散原料藥實測XRD圖(點擊查看大圖)


如圖1,根據2025版《中國藥典》二部中蒙脫石散XRD晶型鑒定規(guī)范和《USP》43-NF38<856>X-ray Diffraction規(guī)范,蒙脫石存在以下三個特征峰:


(001)峰:

5.8°(d=15.2Å,層間水分子特征峰)


(020)峰:

19.8°(d=4.48Å,八面體層特征峰)


(060)峰:

61.9°(d=1.50Å,四面體層有序度指標)


晶型分析

由圖2,對實測蒙脫石散的原料藥進行尋峰處理,并對實測衍射峰和參考峰位置進行對比,根據2025版《中國藥典》四部(0451粉末X射線衍射法),如表1,該原料藥的三個特征峰示差值均在±0.2°允許誤差范圍內,說明該原料藥符合蒙脫石晶體結構特征。

圖片

圖2.蒙脫石散原料藥尋峰圖(點擊查看大圖)


表1.蒙脫石散原料藥特征峰比對表

實驗峰(2θ °)
           

藥典參考峰(2θ °)

示差值

(2θ °)

晶面

指數

5.8447

5.8

0.0447

(001)

19.8293

19.8

0.0293

(020)

61.8782

61.9

-0.0218

(060)


2

蒙脫石中方石英及其它雜質分析



測試參數和XRD圖譜

項目

參數

XRD儀器

賽默飛ARL EQUINOX Pro
           

波長

Cu Kα (λ=1.5406 Å)

管電壓

/電流

40kV/40mA

發(fā)散狹縫

1mm

索拉狹縫

2.5°

濾光片

200um Ni

掃描范圍

15°~35° (2θ)

掃描模式

連續(xù)掃描,步長0.02°,0.2s/步

樣品

蒙脫石散樣品

參考標準

2025版《中國藥典》二部、四部

參考卡片

ICDD:00-072-0368

ICDD:01-087-7049

圖片

圖3.蒙脫石散樣品15~35°慢掃圖(點擊查看大圖)


方石英定性分析

由圖4,方石英在15~35°范圍內存在三個特征峰,而實驗譜上并為在方石英理論出峰處存在明顯的衍射峰,說明該樣品中不含有方石英雜質。

圖片

圖4.方石英定性分析圖(點擊查看大圖)


其它雜質定量分析

由圖5,扣除背景后,可得譜圖各峰的凈強度。并在圖5上標記上了蒙脫石樣品XRD譜上各衍射峰強和相對百分比,以及其它雜質峰的峰強。通過相對百分比可知,各單個雜質峰的峰高除上蒙脫石的特征峰峰高得出的比值均<70%,該比值滿足《藥典》二部關于蒙脫石散雜質相含量的要求。

圖片

圖5.蒙脫石散樣品中其它雜質分析圖(點擊查看大圖)


蒙脫石晶型一致性評價

按照2023年3月24日,CDE發(fā)布的《化學藥品創(chuàng)新藥III期前會議藥學共性問題相關技術要求》以及ICH Q11等指導原則,需要加強原料藥生產結晶工藝研究和工藝控制,關注批量放大過程對結晶工藝的影響,保持批間原料藥晶型的一致。要求自研制劑中的晶型應與原研一致。如晶型不一致,則通過實驗數據證明對質量和療效無影響。


市場上有很多生產蒙脫石散的品牌,如圖6,將某蒙脫石散生產樣與原料藥的XRD譜圖疊加,如果兩個圖的衍射峰重合,則說明生產樣與參照樣的晶型一致。

圖片

圖6.蒙脫石散生產樣與參照品的XRD譜圖疊加對比圖(點擊查看大圖)



結論


XRD可以快速鑒定蒙脫石散的晶型。


根據《中國藥典》要求,利用XRD可以準確確認蒙脫石中是否方石英雜質,以及其它雜質分析是否超標。


對于不同品牌或者不同批次蒙脫石樣品,XRD也可以快速給出一致性的評估。


 

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