需要顯示原子、鍵和分子內相互作用的相對位置的三維晶體結構來了解穩(wěn)定性、反應性、溶解性以及最終的藥物用途適用性。藥物研究人員通常使用 X 射線衍射 (XRD) - 首選單晶 XRD - 來解析晶體結構。但是 XRD 通常需要大的(100 μm 或更大)、有序的晶體和數(shù)千種已知的活性藥物成分 (API)，它們只能作為不易形成大晶體的結晶粉末獲得。
“對于那些對確定晶體結構感興趣的人來說，生長大晶體是一個巨大的瓶頸，”作者、納米成像服務公司 MicroED 科學小組負責人杰西卡·布魯恩博士說。“MicroED 可以處理幾乎任何尺寸的晶體，因為將大晶體破碎成適合 MicroED 的尺寸通常相當簡單。”
自動數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)處理的發(fā)展導致人們對電子衍射作為 XRD 替代品的興趣增加。電子衍射類似于 XRD，不同之處在于它使用電子束而不是 X 射線來獲得結構。由于電子很容易與物質相互作用，MicroED 可以從亞微米尺寸的晶體中解析高分辨率晶體結構。這對于小分子藥物尤其令人興奮，其中許多藥物很容易形成微晶，當樣品數(shù)量極其有限時，該方法有助于藥物發(fā)現(xiàn)階段。在開發(fā)階段，研究人員可以使用它來確定反應產物和副產物的結構，這有助于指導合成策略并為生產決策提供信息。
“與當今的電子衍射相比，單晶 X 射線衍射更快、更便宜且更容易獲得，”布魯恩說。“然而，我確實希望看到電子衍射確定越來越多的 X 射線無法獲得的結構，例如瞬態(tài)多晶型結構，有助于擴大可以確定的晶體結構的范圍。”
多晶型物是具有相同化學成分但具有不同晶格特性的不同分子堆積的晶體結構，如金剛石和石墨。大多數(shù)活性藥物成分 (API) 被認為以不止一種多晶型形式存在，這會導致藥物特性截然不同。成功的藥物配方需要選擇最佳的多晶型物，這需要輕松解決結構問題。此外，當今開發(fā)的大多數(shù)藥物都表現(xiàn)出較差的溶解性。確定 API 可以采用的許多不同形式(包括多晶型物、共晶、水合物、溶劑化物等)的結構有助于研究人員更好地設計具有良好藥代動力學特性的最佳晶型。
標簽： 微晶電子衍射
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