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應(yīng)用介紹|蒙脫石散晶型鑒定、雜質(zhì)分析和晶型一致性評(píng)價(jià)

來源:賽默飛世爾科技智能制造與過程分析   2025年07月07日 15:40  

蒙脫石散作為臨床常用的止瀉藥和消化道黏膜保護(hù)劑,藥效核心是其強(qiáng)大的吸附能力(吸附毒素、細(xì)菌、病毒等)和黏膜覆蓋保護(hù)能力。不同的晶型(如蒙脫石的不同礦物亞型或處理工藝導(dǎo)致的細(xì)微結(jié)構(gòu)差異)會(huì)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(fù)雜的結(jié)構(gòu)和組成。原料中可能含有石英、方英石、方解石、長(zhǎng)石等伴生礦物。這些雜質(zhì)不僅可能影響吸附性能,其中的結(jié)晶型二氧化硅(石英、方英石)吸入具有致癌風(fēng)險(xiǎn),需控制其在成品中的含量。

 

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


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

 

圖片

 


實(shí)驗(yàn)原理

1

蒙脫石晶體特性




化學(xué)組成:

(Na,Ca)?.?(Al,Mg)?Si?O??(OH)?·nH?O


晶體結(jié)構(gòu):

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(duì)應(yīng)層間距(約15Å),隨水化狀態(tài)改變


2

XRD檢測(cè)原理




布拉格方程:nλ = 2 d sinθ


根據(jù)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(xì)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(shí)相對(duì)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(cè)試參數(shù)和XRD圖譜

項(xiàng)目

參數(shù)

XRD儀器

賽默飛ARL EQUINOX Pro
           

波長(zhǎng)

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(zhǎng)0.02°,0.2s/步

樣品

蒙脫石散樣品

參考標(biāo)準(zhǔn)

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(shí)測(cè)XRD圖(點(diǎn)擊查看大圖)


如圖1,根據(jù)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(gè)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(biāo))


晶型分析

由圖2,對(duì)實(shí)測(cè)蒙脫石散的原料藥進(jìn)行尋峰處理,并對(duì)實(shí)測(cè)衍射峰和參考峰位置進(jìn)行對(duì)比,根據(jù)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(gè)特征峰示差值均在±0.2°允許誤差范圍內(nèi),說明該原料藥符合蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)特征。

圖片

圖2.蒙脫石散原料藥尋峰圖(點(diǎn)擊查看大圖)


表1.蒙脫石散原料藥特征峰比對(duì)表

實(shí)驗(yàn)峰(2θ °)
           

藥典參考峰(2θ °)

示差值

(2θ °)

晶面

指數(shù)

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(zhì)分析



測(cè)試參數(shù)和XRD圖譜

項(xiàng)目

參數(shù)

XRD儀器

賽默飛ARL EQUINOX Pro
           

波長(zhǎng)

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(zhǎng)0.02°,0.2s/步

樣品

蒙脫石散樣品

參考標(biāo)準(zhǔn)

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(diǎn)擊查看大圖)


方石英定性分析

由圖4,方石英在15~35°范圍內(nèi)存在三個(gè)特征峰,而實(shí)驗(yàn)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(zhì)。

圖片

圖4.方石英定性分析圖(點(diǎn)擊查看大圖)


其它雜質(zhì)定量分析

由圖5,扣除背景后,可得譜圖各峰的凈強(qiáng)度。并在圖5上標(biāo)記上了蒙脫石樣品XRD譜上各衍射峰強(qiáng)和相對(duì)百分比,以及其它雜質(zhì)峰的峰強(qiáng)。通過相對(duì)百分比可知,各單個(gè)雜質(zhì)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(guān)于蒙脫石散雜質(zhì)相含量的要求。

圖片

圖5.蒙脫石散樣品中其它雜質(zhì)分析圖(點(diǎn)擊查看大圖)


蒙脫石晶型一致性評(píng)價(jià)

按照2023年3月24日,CDE發(fā)布的《化學(xué)藥品創(chuàng)新藥III期前會(huì)議藥學(xué)共性問題相關(guān)技術(shù)要求》以及ICH Q11等指導(dǎo)原則,需要加強(qiáng)原料藥生產(chǎn)結(jié)晶工藝研究和工藝控制,關(guān)注批量放大過程對(duì)結(jié)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(yīng)與原研一致。如晶型不一致,則通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明對(duì)質(zhì)量和療效無影響。


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

圖片

圖6.蒙脫石散生產(chǎn)樣與參照品的XRD譜圖疊加對(duì)比圖(點(diǎn)擊查看大圖)



結(jié)論


XRD可以快速鑒定蒙脫石散的晶型。


根據(jù)《中國藥典》要求,利用XRD可以準(zhǔn)確確認(rèn)蒙脫石中是否方石英雜質(zhì),以及其它雜質(zhì)分析是否超標(biāo)。


對(duì)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(píng)估。


 

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