药物结构分析

小角和广角X-射线散射（SWAXS）是表征含纳米层状结构样品的有力工具，这些结构在发展和表征新药配方方面扮演重要角色。 SAXS确定这些材料的自组装纳米结构即层状重复性距离和长程有序结构。WAXS确定原子水平的结晶度和这些材料特征性的指纹。 SAXSess mc² 精确且同时测试了药物辅料的小角和广角散射，最大2θ 散射角可到40 °。它可以在1分钟内同时确定纳米层状结构和原子结晶度。因为可以如此快的得到结构信息，所以它可以有效地用在医药生产过程中的质量控制（例如在加入其它辅料或乳化剂之后）或研究老化效果和其它性质。

药物制剂结构表征常用的技术有光学显微镜、电子显微镜等技术工具，但这些技术手段仅能给出制剂的表面特征，无法有效地表征其内部特征。X 射线具有波长短、分辨率高和穿透力强等特点，能够实现对样品内部结构进行成像，曝光时间短、效率高，可用于观察分析多种微观物理、化学变化以及微纳米结构，在生物医学、材料科学上有着广泛的应用。

赛默飞的离子阱技术有效解决了药物杂质研究难题，其高灵敏度和宽广的动态范围能够采集到药物中微量杂质的有效质谱信息；离子阱的多级质谱能力可以获得杂质的“指纹图谱”-- 离子树，结合强大的结构解析软件可以对工艺杂质或降解产物的结构进行深入有效的剖析；结合高效的色谱分离、深入的多级质谱分析和智能化的解析软件，赛默飞建立了基于离子阱质谱技术的药物杂质分析解决方案。

多肽合成方法可分为生物合成法及化学合成法，随着基因重组技术的发展，多肽生物合成法除传统的天然提取法，酶解法、基因重组法也在多肽合成逐步得到应用；多肽化学合成法通过氨基酸之间的缩合反应来实现氨基酸连接延长，以获得特定序列的多肽。化学合成法具有研发周期短、可快速生产等优点，逐渐成为主流。在多肽药物的开发和生产过程中需要对产品和工艺相关杂质进行检测和评估，以保证药物质量可靠并且安全有效；目前主要的参考指南有国家药品监督管理局（NMPA）药品审评中心于2023年2月颁布的《化学合成多肽药物药学研究技术指导原则（试行）》以及之前发布的《制备工艺和过程控制对合成多肽药物有关物质的影响》、《合成多肽药物质控及杂质谱研究》等，涉及到氨基酸的组成和序列分析、多肽的分子量、含量、纯度和结构表征等质控分析，可利用HPLC、LC-MS、Q-TOF、MALDI-TOF、Edman降解法等进行相关检测分析。

核酸药物因兼具基因修饰和传统药物的双重特点，近年来逐渐成为精准生物医学和疾病治疗的热点。作为主流核酸药物的合成寡核苷酸，在经过化学合成后会产生位置异构体及其他工艺相关杂质，这些杂质的分析和结构表征同等重要。液相色谱技术具有样品适用范围广、分离效率高、速度快等特点，已成为药物生产与质控分析必不可少的重要手段。东曹公司一直专注于生命科学领域相关液相色谱填料及色谱柱产品的研发与生产。本资料汇总了寡核苷酸/质粒分析时常用的色谱分离模式及适用的TSKgel色谱柱型号和应用实例。

近年来，以核酸药物为首的功能性核酸备受关注，在研发和评价这种功能性核酸时，热稳定性是很重要的指标，它是控制结构和功能的因素。此外，热稳定在基于核酸杂交的方法（如PCR和DNA微阵列）中也是必不可少的。本文使用紫外可见分光光度计UV-1900i和Tm分析系统（TMSPC-8）进行了核酸的解链温度测试，对于核酸药物热稳定性评价起到指导作用。

除了对已知晶型的定性定量分析外。对于一些无法获得合适尺寸单晶的药物分子

药物杂质因其可能对药品质量、安全性和有效性产生影响，目前成为国内外药品监管机构的重点关注内容之一。随着我国医药产品出口规模的扩大，了解国外法规市场的药物杂质控制要求、加强对药物杂质的分析与控制已成为国内药品生产企业共同关注的话题。任何影响药物纯度的物质统称为杂质，人用药物注册技术要求国际协调会（简称 ICH）对杂质的定义为药物中存在的，化学结构与该药物不一致的任何成分。药物中含有杂质会降低疗效，影响药物的稳定性，有的甚至对人体健康有害或产生其他毒副作用。因此，检测有关物质，控制纯度对确保用药安全有效，对保证药物质量非常重要。杂质谱分析是指研究药物中存在的已知和未知的杂质的分布情况，分析药物中杂质的来源和去向，通过杂质谱的研究，可以全面的评估药物的安全性。对于药物生产阶段，杂质谱研究可以在工艺过程中建立完整可靠的杂质分析方法，对工艺的关键步骤监控杂质的变化情况，验证杂质分析方法并转移到QA/QC，对于药物研发阶段，需要对艺研发过程中的杂质进行鉴定和表征并进一步确认杂质的来源，研发人员根据分析结果可以评价药物的安全性和与原研药的一致性，并根据杂质来源进一步优化工艺，降低或消除杂质的产生。

本应用简报介绍了使用 Agilent 1260 Infinity II SFC 对 4-EAPB、5-EAPB 和 6-EAPB 的所有六种可能异构体的分离以及仅对三种相应结构异构体的分离。摘要 本应用简报介绍了对安非他明相关药物的对映体及其位置异构体以及相同化合物 对映体的分离。使用手性柱和 Agilent 1260 Infinity II SFC 系统进行该分离。采用 Agilent 6495 三重四极杆质谱仪和 Agilent 6150 单四极杆质谱仪，实现对结构异构 体以及对映体的定性检测和定量测定。

化学原料药物（API，active pharmaceutical ingredient）的多晶型现象和粒度影响着药物的理化稳定性、制剂中药物的溶解度、溶出率、生物利用度以及生产工艺的可开发性。在新药研发和药物一致性评价中，API的晶型鉴别和粒度评价是其中关键一环。对于固体原料药和制剂中原料药的晶型分析，常用的方法为X射线粉末衍射法，其对粉末API样品的颗粒度有一定的要求，通常需要研磨处理。对于制剂中的API晶型分析时，由于某些常用辅料如甘露醇、乳糖、蔗糖等也存在多个晶型，可能会存在一定干扰，增加测试和分析难度。拉曼光谱技术是一种无需样品制备、非接触的快速分析技术，对于低频振动的检测具有明显的优越性，甚至可检测到分子的晶格振动，其谱带强度与待测物浓度的关系遵守比尔定律，也可用于化合物定量分析。与X射线粉末衍射法相比，制样简单，非接触检测，避免了制样过程对晶型的影响，从分子结构水平上识别物质及其晶型结构。赛默飞DXR2系列显微拉曼光谱仪具有先进的自动化光学控制系统、高灵敏度、智能化检测方式、优异的光谱分辨率和空间分辨率，轻松进行晶型鉴别、共晶分析、混晶定量等。此外，赛默飞DXR2xi显微拉曼成像光谱仪因其优异的空间分辨和高速的数据处理能力，不但可以满足晶型的常规鉴别分析，混晶、共晶分析，也可快速实现粒度统计及分布分析，提供更丰富的信息，助力仿制药一致性评价和新药研发。

许多固体药物可以以不同的物理形式存在。多晶型是药物晶格内部分子依不同方式排列或堆积产生的同质多晶现象。由于分子间力的差异可能引起药物各种理化性质的变化：由于其内部分子排列不同，很可能有不同的表观溶解度和溶解速率；内部晶格排列不一样，或是不定形态，对外界环境条件的反应是不一样的，所以稳定性也很可能不一样，例如不定形态由于结构松散，比较容易吸湿，所以稳定性较晶体形态要差，但相反，不定形态溶解度较好，通常会有更好的生物利用度；分子空间构象与排列规律不同，处于不同能量状态，在体内的溶解、吸收会有差异，很可能影响到药物的生物利用度，伴随地，药物体内代谢也会受到影响；不同表观溶解度、溶出速率、生物利用度和稳定性，导致其生物活性可能会有不同。

化学原料药物（API，active pharmaceutical ingredient）的多晶型现象和粒度影响着药物的理化稳定性、制剂中药物的溶解度、溶出率、生物利用度以及生产工艺的可开发性。在新药研发和药物一致性评价中，API的晶型鉴别和粒度评价是其中关键一环。对于固体原料药和制剂中原料药的晶型分析，常用的方法为X射线粉末衍射法，其对粉末API样品的颗粒度有一定的要求，通常需要研磨处理。对于制剂中的API晶型分析时，由于某些常用辅料如甘露醇、乳糖、蔗糖等也存在多个晶型，可能会存在一定干扰，增加测试和分析难度。拉曼光谱技术是一种无需样品制备、非接触的快速分析技术，对于低频振动的检测具有明显的优越性，甚至可检测到分子的晶格振动，其谱带强度与待测物浓度的关系遵守比尔定律，也可用于化合物定量分析。与X射线粉末衍射法相比，制样简单，非接触检测，避免了制样过程对晶型的影响，从分子结构水平上识别物质及其晶型结构。赛默飞DXR2系列显微拉曼光谱仪具有先进的自动化光学控制系统、高灵敏度、智能化检测方式、优异的光谱分辨率和空间分辨率，轻松进行晶型鉴别、共晶分析、混晶定量等。此外，赛默飞DXR2xi显微拉曼成像光谱仪因其优异的空间分辨和高速的数据处理能力，不但可以满足晶型的常规鉴别分析，混晶、共晶分析，也可快速实现粒度统计及分布分析，提供更丰富的信息，助力仿制药一致性评价和新药研发。

关键词：NRS-5000，NRS-7000，色散拉曼，拉曼光谱，拉曼成像，热熔，DSC，XRD，药物分析，乙酰水杨酸，阿司匹林，晶体多态性，晶体结构，海藻糖，氨苄西林，β-内酰胺，TiO2，二氧化钛，吲哚美辛

赛默飞的离子阱技术有效解决了药物杂质研究难题，其高灵敏度和宽广的动态范围能够采集到药物中微量杂质的有效质谱信息；离子阱的多级质谱能力可以获得杂质的“指纹图谱”-- 离子树，结合强大的结构解析软件可以对工艺杂质或降解产物的结构进行深入有效的剖析；结合高效的色谱分离、深入的多级质谱分析和智能化的解析软件，赛默飞建立了基于离子阱质谱技术的药物杂质分析解决方案。

近年来，以核酸药物为首的功能性核酸备受关注。在研发和评价这种功能性核酸时，热稳定性是很重要的指标，它是控制结构和功能的因素。此外，热稳定性分析在基于核酸杂交的方法（如PCR和DNA微阵列）中也是必不可少的。本文使用紫外可见分光光度计UV-1900i和Tm分析系统（TMSPC-8）进行了核酸的热稳定性分析（Tm分析）。通过使用本系统，可以很容易地计算出核酸的Tm值。

生物技术药物正在利用基因组编辑和细胞融合等生物技术进行开发。近年来，由于有望有效治疗各种疾病，包括难治性疾病，其中一些药物已在世界范围内推广使用。众所周知，抗体药物，如单克隆抗体（mAb）和抗体偶联药物（ADC），由于其对靶向物质的特异性和亲和力，已知具有良好的治疗效果并可减少不良反应。然而，由于这些生物技术药物是使用动物细胞制造而成，确保药物结构的均一性，是要面临的挑战，这是化学合成小分子药物不曾遇到的。因此，生物技术药物在每个生产工艺中都需要合理的质量控制。例如，ICH-Q6B1),2)提出了生物制品的规范和测试规程，规定在生产过程中产品有关物质应进行分离和/或确定其百分含量。多数情况下，这些检测均使用液相色谱法进行分析。

• 本文评价了 Thermo Scientific Q Exactive GC Orbitrap 质谱仪针对用于药物活性成分生产的起始和中间原料中所含有的杂质进行定性和定量的测试能力。• 应用 TraceFinder 软件进行自动峰检测、谱图解卷积和推测杂质化学结构分析。最重要的是，本次实验中化合物的化学结构鉴定在参考 NIST 谱图库的碎片离子合理化匹配度评分之外，还采用了精确质量信息推测化合物的元素组成。• 绝佳的系统灵敏度结合宽动态范围的特性，使得 Q ExactiveGC 质谱仪可同时检测低浓度和高浓度水平的杂质，同时实现亚-ppm 级质量精度常规化，准确推算未知化合物的元素组成。除了以上性能特征，实验人员还可通过 MS/MS 测试进一步确认样品中检测到的杂质的化学结构。• 扫描速度完全符合气相色谱峰的要求，即使是在最高质量分辨率120,000 条件下，仍可不受高化学背景噪音干扰，实现良好的质谱峰提取，并对化合物进行可信的定量分析。• Q Exactive GC 系统作为一种通用型分析工具可快速完成 EI和 PCI 测试，这使得本分析平台在制药工业的研究和开发领域具有强大的应用优势。

使用HPLC对抗体药物的一级结构进行肽图分析时抗体药物研究中重要手段之一。具体方法是将抗体酶解后使用反相色谱柱进行分离，但该方法需要分离的峰非常多，因此近年来用于肽图分析的小粒径色谱柱和核-壳技术色谱柱得到广泛使用。并且为检测样品特性和变异，需要对洗脱峰进行比较，因此需要系统具有良好重复性。一体化Nexera-i是满足此类分析的理想系统。

我们借助于TSQ Altis的高灵敏度建立了一种基于沉淀酶解法的IgG-1类型单抗药物临床前生物分析的通用方法。该方法操作简单，价格低廉且具有高度通用性，可使用于临床前动物模型的所有生物基质。此外该方法还可以在测量体内药物浓度的同时监控单抗大分子药物的结构完整性。该方法广泛适用于药物开发的早期筛选以及药物的临床前研究阶段，提供注册必需的药代和药效动力学以及吸收/分布/代谢/排泄数据。该方法可为广大药企和CRO公司节约大量的方法开发时间， 并提供更多维的信息帮助制药工作者在早期判断候选抗体的成药可能性。

药物杂质因其可能对药品质量、安全性和有效性产生影响，目前已成为国内外药品监管机构的重点关注内容之一。药物中含有杂质会降低药物疗效，影响其稳定性，有的甚至对人体健康有害或产生其他毒副作用。因此，检测有关物质，控制纯度对确保用药安全有效，保证药物质量至关重要。赛默飞建立基于 Q Exactive Focus 的药物杂质分析解决方案，介绍了Q Exactive Focus 在药物杂质分析中的应用，从样品制备到结构解析帮助用户建立杂质分析工作流程和数据分析方法。Q Exactive Focus 是基于 Orbitrap 技术的台式高分辨质谱，将高性能四极杆的母离子选择能力与高分辨Orbitrap的精确质量数（HR/AM）检测技术相结合，提供优异性能和出色多功能性，并能进行高精度的目标杂质筛选或非目标杂质鉴定，高品质的数据可提供更可靠更灵敏的杂质定性和定量检测。本解决方案还列举了Q Exactive Series 应用于药物分析的部分客户文章，以及提供了药物杂质研究相关的网站和参考信息。为用户在药物杂质分析领域带来新的质谱检测体验。

抗体是一种结构复杂的生物大分子，由多个氨基酸组成。即便是天然的抗体，其结构也是各不相同。抗体药物中使用到的单克隆抗体(IgG)在生产工艺(细胞培养、分离纯化)与保存过程中易发生不均一性的变化，包括抗体蛋白的二聚体、多聚体、脱酰胺化、末端氨基酸突变以及糖链部分的结构差异。这些不均一性会使药物的药效、安全性方面受到影响。 而随着生产工艺及分析手段的进步，单克隆抗体类药物的质量控制将更加严格。高效液相色谱(HPLC)作为一种分离技术，在蛋白质、抗体等生物大分子的分离分析方面已得到越来越广泛的应用。近年来，东曹生物的科学家们一直致力于在生物药分离领域开发具有革新性的色谱分离介质，基于尺寸排阻、离子交换色谱等多种HPLC分离技术实现了对抗体多聚体、各种抗体异构体的高效分离，在抗体药物的质量控制方面提供了有效地监控手段。

我们借助于TSQ Altis的高灵敏度建立了一种基于沉淀酶解法的IgG-1类型单抗药物临床前生物分析的通用方法。该方法操作简单，价格低廉且具有高度通用性，可使用于临床前动物模型的所有生物基质。此外该方法还可以在测量体内药物浓度的同时监控单抗大分子药物的结构完整性。该方法广泛适用于药物开发的早期筛选以及药物的临床前研究阶段，提供注册必需的药代和药效动力学以及吸收/分布/代谢/排泄数据。该方法可为广大药企和CRO公司节约大量的方法开发时间， 并提供更多维的信息帮助制药工作者在早期判断候选抗体的成药可能性。

利用岛津LCMS-9030四极杆飞行时间液相色谱-质谱仪和分析软件LabSolutions Insight Explore，可分析药物中杂质的结构。本流程有望用于食品、化工等其他领域产品中痕量杂质的分析。

赛默飞的离子阱技术有效解决了药物杂质研究难题，其高灵敏度和宽广的动态范围能够采集到药物中微量杂质的有效质谱信息；离子阱的多级质谱能力可以获得杂质的“指纹图谱”-- 离子树，结合强大的结构解析软件可以对工艺杂质或降解产物的结构进行深入有效的剖析；结合高效的色谱分离、深入的多级质谱分析和智能化的解析软件，赛默飞建立了基于离子阱质谱技术的药物杂质分析解决方案。

赛默飞的离子阱技术有效解决了药物杂质研究难题，其高灵敏度和宽广的动态范围能够采集到药物中微量杂质的有效质谱信息；离子阱的多级质谱能力可以获得杂质的“指纹图谱”-- 离子树，结合强大的结构解析软件可以对工艺杂质或降解产物的结构进行深入有效的剖析；结合高效的色谱分离、深入的多级质谱分析和智能化的解析软件，赛默飞建立了基于离子阱质谱技术的药物杂质分析解决方案。

药物代谢和药代动力学 (DMPK) 研究通常需要通过质谱 (MS) 鉴定药物代谢物，并在药物开发的后期阶段，通过 NMR 确认代谢物结构。为此，可能需要对代谢物进行纯化。在本应用简报中，将安捷伦自动纯化软件与 Agilent 1260 分析型纯化系统相结合对安非他酮药物代谢物进行纯化。使用通过 Agilent 6540 精确质量四极杆飞行时间 (Q-TOF) 液质联用系统和 Mass-MetaSite 软件采集到的高分辨率精确质量 MS 和 MS/MS 数据对代谢物进行鉴定。

本文阐述了如何用DSC分析方法应用于药物学开发 因为晶型结构的药物一般具有较好的储存稳定性，制药公司一般偏好采用结晶的化合物作为新药的配方组成成分。然而通常遇到的问题是药物容易形成多种结晶结构的多晶型。因为多晶型在物理性质上存在很大的差异，例如由溶解速率的不同而导致的生物活性上的不同，因此控制药物的浓度和晶型形式就显得尤为重要。

结合了单克隆抗体 (mAb) 特异性与细胞毒性分子效能的抗体药物偶联物 (ADC) 已获得了越来越多的关注，它作为一种极具前景的方法可用于实现选择性更强的癌症治疗。由于潜在药物结合位点众多且在这些位点中的占位形式多样，因此 ADC 与未修饰的生物治疗抗体相比具有更高复杂性与异质性。为获得 ADC 分子的完全表征，本研究进行肽谱分析实验以获得关于 ADC 结合位点的详细位点特异性信息。本应用简报介绍了结合采用 Agilent AssayMAP Bravo 样品前处理平台的自动化蛋白质酶解、采用高分辨率精确质量数 Agilent 6550 iFunnel Q-TOF 系统的 LC/MS 分析以及 Agilent BioConfirm 软件的 ADC 肽谱分析工作流程。T-DM1 获得的序列覆盖率为 98.7%。采用药物偶联物可鉴定出 29 个以上的赖氨酸位点。

X射线衍射技术在药物分析中有着广泛的应用。X射线衍射技术是一种用于研究物质结构的分析方法，它通过测量X射线在晶体中的衍射角度，来确定晶体的结构。

赛默飞的离子阱技术有效解决了药物杂质研究难题，其高灵敏度和宽广的动态范围能够采集到药物中微量杂质的有效质谱信息；离子阱的多级质谱能力可以获得杂质的“指纹图谱”-- 离子树，结合强大的结构解析软件可以对工艺杂质或降解产物的结构进行深入有效的剖析；结合高效的色谱分离、深入的多级质谱分析和智能化的解析软件，赛默飞建立了基于离子阱质谱技术的药物杂质分析解决方案。