Name: 脂質ベースの賦形剤の固体状態変化を調査するための確立された分析ツールのパッケージ (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-09T13:15:00.000+00:00
Duration: 11 min 27 s
Description: 学ぶ差走熱量測定法とX線回折を用いた脂質ベースの賦形剤の固体状態変化の解析手法。多形性や結晶成長の評価により、製剤の安定性と薬物放出特性を予測する。

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研究センター製薬工学(RCPE)は、BMK、BMDW、ランドシュタイヤーマーク、SFGによる優れた技術のためのコンピテンスセンターであるCOMETの枠組みの中で資金提供されています。COMETプログラムはFFGによって管理されています。

1.示差走査熱量測定(DSC)
<ol><li>楽器の準備<ol><li>イントラクーラー、オートサンプラー、および機器制御とデータ分析用のソフトウェアを備えた示差走査熱量計を使用してください。</li>
		<li>窒素ガス供給のスイッチを入れ、圧力を0.2〜0.5バールに設定し、DSC装置と自動サンプルチェンジャーの電源を入れます。</li>
		<li>ソフトウェアを開き、[ はい ]ボタンをクリックしてスタンバイモードをアクティブにします。デバイスの平衡化を少なくとも1時間許可する</li>
		<li>炉を窒素でパージし、[新しいメソッド]アイコンをクリックして、[メソッド定義]に移動します。概要ウィンドウで温度変調オプションをアクティブにします。 ヘッダー タブに移動し、「サンプル」をクリックしてメソッドを選択します。</li>
		<li>[温度プログラム]タブに移動し、[パージ2 MFC]と[保護MFC]を50 mL / minで選択します。</li>
		<li>次の測定方法を挿入します:20°Cでのスタンバイ、20°Cから脂質の融解温度以上まで5 K / minでの加熱サイクル、この温度で5分間の等温保持、5 K / minで0°Cへの冷却サイクル-20°C、プログラムの最高温度より10°C高い温度での最終緊急リセット温度、 最終待機温度は20°Cです。</li>
		<li>キャリブレーションタブに移動し、適切な温度と感度のファイルを選択します。メソッドを保存する</li>
	</ol></li>
	<li>サンプル調製と測定<ol><li>各サンプルの3〜4 mgをアルミニウムるつぼに計量します。各るつぼにロードされた正確な重量を記録し、穴を開けた蓋でアルミニウムるつぼを密封します。</li>
		<li>るつぼをオートサンプラートレイに置き、各サンプルのソフトウェアおよびロード関連の方法でオートサンプラーモードをアクティブにします。</li>
		<li>各サンプルのサンプル位置、サンプル名、重量、および参照るつぼの位置を[サンプルトレイビュー]ウィンドウに入力し、測定を開始します。</li>
	</ol></li>
	<li>データ分析<ol><li>データ分析用のソフトウェアを使用して生データを開き、「X時間/ X温度」ボタンをクリックして温度と熱流をプロットします。</li>
		<li>ポップアウトされたウィンドウで、「等温セグメントを非表示にする」をクリックします。画面の左側で、分析する曲線のみを選択します(たとえば、「追加」データの選択を解除します)。</li>
		<li>脂質の熱挙動を、温度の関数として、それぞれ熱の形で吸収または放出されたエネルギーの吸熱および発熱イベントとして確認します。</li>
		<li>曲線をクリックし、[評価]と[面積]の順にクリックして、融合エンタルピーを吸熱曲線下の面積として計算します。</li>
		<li>ピークの開始と終点の前後に摂氏2〜3度の周りに垂直線を移動して、積分境界を選択します。</li>
		<li>ピーク積分の線形ベースラインを選択します。曲線とベースラインの間の面積は、エンタルピーの変化に比例します。[適用]をクリックして計算を終了します。同様に、結晶化エンタルピーを発熱曲線下の面積として計算します</li>
		<li>融解温度の開始(To)を決定するには、解析する曲線をクリックし、次に評価と開始をクリックします。</li>
		<li>定量化境界を選択するには、垂直線を曲線の最も直線なセクションに移動します。これは通常、ピークの前後5〜10°Cです。次に、解析する曲線をクリックして融解温度を決定し、評価とピークの順に続きます。得られた値がピーク最大値である。</li>
	</ol></li>
</ol>2. 小角・広角X線散乱(SWAXS)
<ol><li>楽器の準備<ol><li>X線散乱装置を使用し、密閉管X線発生装置に固定され、制御ユニットと関連ソフトウェアを備えた点集束カメラを構成します。</li>
		<li>50 kV、1 mAのクーパー(λ = 1.54 Å)をX線源として使用し、2つの直線的に配置された高感度検出器を使用して、小角と広角の両方のX線散乱領域をカバーします。</li>
		<li>X線被曝から保護するための安全要件を確保してください。</li>
		<li>コントロールユニットの冷却水システム、真空ポンプ、ガスバルブ、および電源および安全制御システムの電源を入れます。</li>
		<li>検出器の電圧制御バルブとパージバルブを10〜20 mL/minのガス流量でオンにします。</li>
		<li>X線管とスタンバイオプションの電源を入れ、約10分待ちます。スタンバイモードをオフにし、X線管の電源を入れてフルパワー(>50kV)にし、少なくとも30分待ちます。</li>
		<li>制御ソフトウェアを起動し、[TPFのリセット]をクリックします。タグステンフィルターを選択し、位置を設定します。位置に移動して、タングステンフィルターの位置を固定します</li>
	</ol></li>
	<li>サンプル調製と測定<ol><li>サンプルが微粉末として入手可能であることを確認してください。必要に応じて、サンプルを低温で穏やかに粉砕して微粉末にします。</li>
		<li>外径約2 mmの特殊なガラスキャピラリーにサンプルを充填し、キャピラリーに空気が閉じ込められないようにします。ガラスキャピラリーをワックスで密封し、キャピラリーホルダーに注意深く入れます。</li>
		<li>サンプル回転のためにモーターのスイッチを入れ、圧力が5mbarを下回るまで真空バルブを閉じます。</li>
		<li>ソフトウェアで、位置分解能を1024に選択して測定設定を修正します。露光時間を1200秒に固定します。</li>
		<li>[ツール]をタップしてエネルギー制限を設定し、[エネルギーと解像度]をクリックして、[再起動]をクリックします。エネルギー制限を400〜900の適切な範囲に設定します。</li>
		<li>安全シャッターを開き、測定を開始します。測定ウィンドウに最大80カウント/秒が表示されていることを確認します。これが指定されていない場合は、フィルターの位置を調整します。</li>
	</ol></li>
	<li>データ分析<ol><li>データをp00ファイルとしてエクスポートします。データは、チャネル番号と回折角に対する透過と吸収の強度で構成されています。</li>
		<li>評価用のデータを統計ソフトウェアに転送し、タングステンフィルターで測定した散乱質量を使用して強度を正規化してデータを補正します。</li>
		<li>回折角[(2Θ)2xtheta]に対する正規化強度のプロットを作成します。</li>
		<li>「スクリーンリーダー」の機能を使用して、SAXSおよびWAXS領域の回折ピークを見つけます。</li>
		<li>ブラッグの式を適用して、WAXS領域とSAXS領域のそれぞれ短いd間隔と長いd間隔に最大強度の回折ピークを計算します。</li>
		<li>SAXS領域のピーク位置の比率を計算して、脂質の結晶対称性(例えば、層状、六方晶、立方晶)を調べる。</li>
		<li>SAXS領域のメイン回折ピークを使用して、結晶子の厚さ(D)を定量化します。古典的な最小二乗 法を介して ピークをガウス関数に適合させ、分析、ピークとベースライン、ピークアナライザー、ダイアログを開くをクリックしてFWHMを取得します。</li>
		<li>ポップアウトされたウィンドウで、「Fit Peaks Pro」オプションを選択します。y = 0の一定のベースラインを選択し、SAXS領域のメイン回折ピークを選択し、「フィットコントロール」をクリックしてピークフィットパラメータを選択します。</li>
		<li>ガウスアンプ関数を選択します。パラメータy_0、xc_1、A_1を固定として設定し、フィットからFWHMを取得します。シェラー方程式を使用して、結晶子の厚さを計算します。</li>
	</ol></li>
</ol>3. 溶出試験
<ol><li>コーティングされた多粒子システムからのAPIリリース<ol><li>溶解試験にはUSP装置2(パドル)を使用してください。</li>
		<li>溶出試験容器にpH 6.8のリン酸緩衝液を満たし、37°Cに加熱する。</li>
		<li>APIの単回投与に相当するコーティング粒子のサンプルを3倍秤量し、サンプルを溶出試験容器に入れます。</li>
		<li>100rpmの速度でパドルを始動します。</li>
		<li>次のサンプリングポイントで1mLのサンプルを採取するようにオートサンプラーを設定します:30分、60分、90分、2時間、4時間、6時間、8時間、10時間、12時間、18時間、および24時間。</li>
		<li>適切なHPLC法5、7、17を介してサンプルを分析します。</li>
		<li>累積 API リリースと時間をプロットしてデータを分析します。</li>
		<li>長期間(25°C、相対湿度60%)および加速(40°C、相対湿度70%)で保存されたサンプルの実験を実施します。</li>
	</ol></li>
	<li>固体脂質ナノ粒子(SLN)からのAPIリリース<ol><li>ダルベッコリン酸緩衝生理食塩水(D-PBS)に0.02%(w/w)のジパルミトイルホスファチジルコリンを混合し、次の組成で模擬肺液(SLF)を調製します:KCl(2.683 mM)、KH2 PO 4 (1.47 mM)、NaCl(136.893 mM)、Na2HPO4·2H2O(8.058 mM)、CaCl2·2H2O(0.884mM)、およびMgCl2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O26H2O(0.492 mM)。37°Cで予熱します。</li>
		<li>各サンプルについて、3連で7,000Daの制御されたカットオフのセルロースメンブレンバッグを備えた透析カセットを使用します。</li>
		<li>サンプリング時間ごとに1つの透析カセットを割り当てます:0.5時間、1.5時間、3時間、5時間、7時間、および24時間。透析カセットをSLFに浸して2分間水和します。次に、柔らかいペーパータオルで表面を慎重に乾かします。</li>
		<li>600 μgのデキサメタゾンに相当する3 mLのサンプル(脂質ナノ懸濁液)を各カセットに注入します。</li>
		<li>各カセットを37°C(シンク条件)の200 mLのSLFに浸し、125 rpmでシステムを攪拌します。</li>
		<li>決定された各サンプリング時間にシリンジを使用してカセット内から200mgのサンプルを採取します。</li>
		<li>開発されたHPLC-MSメソッド18を使用してAPI含有量を決定します。</li>
		<li>18に記載のマスバランスによりSLNから放出されたAPIを、SLN中のAPIの総量とサンプリング後のAPIの残量との差として簡単に計算する。</li>
		<li>保存されたサンプルに対してこのプロセスを繰り返します。</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol><li>Sato, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crystallization+behaviour+of+fats+and+lipids+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Engineering+Science%22%5BJournal%5D)">Crystallization behaviour of fats and lipids a review.</a> Chemical Engineering Science. 56 (7), 2255-2265 (2001).</li>
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著者は、あらゆる利益相反を開示します。

粉末X線回折とDSCは、LBEの固体分析のゴールドスタンダードとしてこの原稿に記載されています。粉末X線回折は、測定中のサンプルの固体操作を最小限に抑えながら、 その場で測定を処理するという優れた利点があります。さらに、同じ充填された毛細血管は、初期測定後に異なる条件下で保存して、保存中の固体変化を調べることができます。本研究では、X線の広角領域と小角領域に着目し、約100nmまでの寸法の構造データを提供することを可能にしました。
Ultra SAXS(USAXS)は、結晶子ナノプレートレット(CNP)の凝集と結晶成長をより大きな次元で追跡するために使用できます。この方法は、約100〜1,000nmの領域におけるCNPサイズを分析するために特定のシステムにおいて首尾よく適用されている15、26、27。液体系における脂質結晶の特性評価には、より高い分解能が必要です。放射光およびより...

脂質は、長鎖脂肪族炭化水素およびそれらの誘導体を含む材料のクラスです。それらは、脂肪酸、アシルグリセロール、ステロールおよびステロールエステル、ワックス、リン脂質、スフィンゴ脂質など、幅広い化学構造をカバーしています1。医薬品賦形剤としての脂質の使用は、徐放性製剤を提供するためにワックスマトリックスに薬物を包埋するために1960年に開始されました2。それ以来、脂質ベースの賦形剤(LBE)は、修飾薬物放出、味マスキング、薬物カプセル化、薬物バイオアベイラビリティの向上など、さまざまな用途で大きな注目を集めています。LBEは、ホットメルトコーティング、噴霧乾燥、固体脂質押出、3D印刷、打錠、高圧均質化など、用途の広い製造プロセスを介して、幅広い医薬品剤形に適用できます。錠剤、口腔内崩壊フィルム、多粒子系、ナノ粒子および微粒子、ペレット、および3Dプリント形態などの剤形は、結果2、3、4である。
LBEは、「安全と一般に認識されている」ステータス、低毒性、優れた生体適合性、および改善された患者耐性を備えています。それらの天然起源と幅広い入手可能性により、グリーンで持続可能な医薬品製造に力を与えることができます。それにもかかわらず、LBEの使用は不安定な剤形と関連している。保存後の脂質ベースの製品の特性の変化は広く報告されています。LBEの固体状態および脂質多型の存在は、脂質ベースの剤形の不安定性の主な理由と考えられている5、6、7、8。
脂質の機械的および物理的特性は、それらの結晶化特性およびそれらの結晶ネットワークの構造と密接に関連しており、構造組織の明確な階層を示しています。脂質が医薬品の製造に使用される場合、結晶構造は、温度、有機溶媒、せん断、機械的力など、適用されるプロセスパラメータの影響を受け、医薬品の性能に影響を与えます5,7,9,10,11,12 .この構造と機能の関係を理解するためには、脂質の結晶化や結晶構造の基礎と、それらをスクリーニングするための分析方法を知ることが重要です。
分子レベルでは、脂質結晶の最小単位は「単位格子」と呼ばれます。単位格子の規則的な3次元反復は、縦方向よりも横方向に沿って強い分子相互作用を伴う結晶格子を構築し、脂質結晶の層状構造を説明する。炭化水素鎖の繰り返し断面充填は、サブセル1、12、13として知られています(図1)。ラメラは脂質分子の横方向のパッキングです。結晶パッケージにおいて、異なるラメラ間の界面はメチル末端基からなる一方、極性グリセロール基はラメラ14の内部部分に配置される。ラメラ中の各脂肪酸鎖を区別するために、単一の脂肪酸鎖からなるサブ層を表すリーフレットという用語が採用される。アシルグリセロールは、二重(2L)または三重(3L)のリーフレット鎖長14で配置することができる。ラメラの表面エネルギーは、それらをエピタキシャル的に互いに積み重ねるように駆り立て、ナノ結晶子を提供する。冷却温度や速度などのさまざまな処理要因が、積層ラメラの数に影響を与え、それによって結晶子の厚さ(~10-100 nm)に影響します。微結晶の凝集はミクロスケールでの球晶の形成をもたらし、球晶の凝集は定義された巨視的挙動を持つLBEの結晶ネットワークを提供する13。
固体遷移は分子レベルから始まります。あるサブセルから別のサブセルへの幾何学的遷移は、ポリモーフィズムと呼ばれます。α型、β型、およびβ型の3つの主要な多形は、通常、アシルグリセロールに見られ、安定性の向上に従って順序付けられます。末端基に対するラメラの傾きは、多形転移の間に起こる1,13。貯蔵およびメルト媒介多型遷移は、LBEによって経験される。貯蔵転移は、準安定形態がその融解温度未満で貯蔵されるときに起こるが、融解媒介転移は、温度が準安定形態の融点を超えて上昇し、より安定な形態の融解および連続結晶化を引き起こすときに起こる。
さらに、相分離および結晶成長も起こり得る。相分離は、初期の多相結晶化および1相以上の成長によって駆動される。焼結、分子相互作用、微細構造的特徴、および異物を含む粒子間相互作用も、結晶成長を引き起こす可能性があります1,5。
LBEの固体転移と剤形の性能への影響を監視することは非常に重要です。とりわけ、示差走査熱量測定(DSC)とX線回折、特に同時小広角X線散乱(SWAXS)は、脂質固体を評価するための2つのゴールドスタンダードです。
DSCは、時間と温度の関数として熱流に関連する対象材料のエンタルピー変化を測定するために一般的に使用されます。この方法は、融解および結晶化の可能な経路、異なる多形形態の対応する温度およびエンタルピー、ならびに脂質組成の微量画分および主要画分などの脂質の熱挙動のスクリーニングに広く使用されている。これらのデータは、不均一性、多相、および脂質多型5、7、13を描写するために使用することができる。
X線回折技術は、固体状態での構造決定のための最も強力な方法です。ラメラが繰り返される秩序あるナノ構造を持つ脂質結晶からのX線ビームの反射は、ブラッグの法則を使用して調査できます。
d = λ/2sinθ (式 1)
ここで、λは1.542 ÅのX線波長、θは散乱ビームの回折角、dは繰り返し層の面間間隔であり、脂質のラメラ長として定義されます。X線の小角領域は、長い間隔のパターンを検出し、ラメラの長さ(d)を計算するために完全に使用できます。繰り返し距離dが大きいほど、dはsinθに反比例するため、散乱角(1-15°、小角領域)は小さくなります。脂質のサブセル配置は、X線回折の広角領域における短い間隔パターンとして特徴付けることができる。脂質の長い間隔と短い間隔の両方のパターン(ラメラ長とサブセル配置)を使用して、モノトロピック多型変換を示すことができます。たとえば、α形(六角形)は、鎖の傾斜角の変化により、ラメラの長さ(ロングスペーシングパターン、小角領域、1〜15°)および断面パッキングモード(ショートスペーシングパターン、広角領域、16〜25°)の変化により、β(三斜晶)に変更できます(図2)。
SAXS領域から得られた情報は、シェラー式15を介してその厚さ(D)を測定することにより、結晶成長を調べるためにさらに使用できます。
D = Kλ/FWHMcosθ (式 2)
ここで、FWHMは、バックグラウンドとピークの間の中間の高さで測定された回折極大のラジアン単位の幅であり、一般に半値全幅(FWHM)として知られています。θは回折角です。λはX線波長(1.542 Å)であり、K(シェラー定数)は結晶の形状に関する情報を提供する無次元数です(詳細な形状情報がない場合、K = 0.9が適切な近似値です)。Scherrer方程式は、ピークの広がりが結晶子サイズに反比例するため、最大約100nmの平均結晶サイズを推定できることに注意してください。したがって、その応用は、ナノプレートレットの厚さ、および間接的に凝集ラメラの数を決定するのに有用である。医薬製剤開発における脂質の結晶特性および対応する製品性能の不安定性をスクリーニングするためにこの周知のアプローチを使用する例は、5、12、16、17、18に見出すことができる。
確立された分析技術を通じて、各開発段階におけるLBEの固体状態を監視することは、高性能製造プロセスと安定した脂質ベースの医薬品を設計するための効果的な戦略を提供します。
この出版物は、固体の変化と、医薬品剤形からの医薬品有効成分(API)の放出プロファイルの変化との相関を監視するためのLBEの包括的な固体分析の重要なアプリケーションを示しています。ホットメルトコーティング による 脂質コーティングAPI結晶に基づく多粒子システム、および高圧均質化 によって 生成されたナノ脂質懸濁液がケーススタディとして取り上げられています。この出版物の焦点は、分析ツールとしての粉末X線回折とDSCの応用です。最初の2つの例は、コーティングされたサンプルからのAPI放出の変化に対する多形変換と結晶成長の影響をそれぞれ示しています。最後の例は、脂質の安定した固体状態と、脂質被覆多粒子系およびナノ脂質懸濁液における医薬品の安定した性能との間の相関関係を明らかにしている。

<table><tbody><tr><td>CaCl2&middot;2H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>223506</td><td></td></tr><tr><td>カセット セルロースメンブレンバッグ付き カットオフ 7000 Da、Thermo Scientific Slide-A-Lyzer 7K</td><td>Fisher Scientific Inco, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>X線装置</td><td>HECUS専用住宅装置</td><td></td><td></td></tr>の<tr><td>制御ソフトウェア X線装置</td><td>HECUS専用住宅装置</td><td></td><td></td></tr><tr><td>の制御ユニット示差走査熱量計(DSC)アルミニウム製るつぼと蓋</td><td>Netzsch(ドイツ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>) 示差走査熱量計 DSC 204 F1 Phoenix(NETZSCH、ドイツ)。</td><td>Netzsch, ドイツ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ジパルミトイルホスファチジルコリン (DPPC)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>850355P</td><td></td></tr><tr><td>Dissolution paddle apparatus II, Erweka DT 828 LH</td><td>Erweka GmbH, Langen, Germany</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dynasan 116</td><td>IOI OLEO</td><td></td><td>Tripalmitin</td></tr><tr><td>Geleol</td><td>Gattefosse</td><td></td><td>Glyceryl monosterarate&nbsp;</td></tr><tr><td>KCl&nbsp;</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>529552</td><td></td></tr><tr><td>KH2PO4</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P0662</td><td></td></tr><tr><td>コリファー P 188</td><td>BASF Chem Trade</td><td></td><td>ポロキサマー 188&nbsp;</td></tr><tr><td>MgCl2&middot;6H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M2670</td><td></td></tr><tr><td>Na2HPO4&middot;2H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9763</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9888</td><td></td></tr><tr><td>Netzsch DSC 204F1 ソフトウェア Version 8.0.1</td><td>Netzsch, Germany</td><td>6.239.2-64.51.00</td><td></td></tr><tr><td>Origin Pro (OriginLab, Northampton, MA) (統計ソフトウェア</td><td>OriginLab, Northampton, MA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Proteous Analysis Software</td><td>Netzsch, Germany</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tween 65</td><td></td><td></td><td>ポリソルベート 65</td></tr><tr><td>ウィテプソール PMF 1683</td><td>IOI OLEO</td><td></td><td>ステアラチン酸/パルミチン酸のトリグリセロールエステル (部分エステル化)</td></tr><tr><td>ウィテプソール PMF 282</td><td>IOI OLEO</td><td></td><td>ステアリン酸のジグリセロールエステル&nbsp;</td></tr><tr><td>ポイントフォーカスカメラと直線配置された2つの高感度検出器で構成されるX線HECUSシステム</td><td>HECUS専用ハウス機器</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

脂質ベースの賦形剤の固体状態変化を調査するための確立された分析ツールのパッケージ

A Package of Established Analytical Tools to Investigate the Solid-State Alteration of Lipid-Based Excipients

脂質ベースの賦形剤(LBE)は、低毒性、生体適合性、天然ベースであり、その用途は医薬品製造の持続可能性をサポートします。しかしながら、主要な課題は、それらの不安定な固体であり、医薬品の安定性に影響を与える。溶融温度や粘度、レオロジーなど、脂質の加工に不可欠な物理的特性は、その分子構造と結晶性に関連しています。添加剤、ならびに製造プロセスに関与する熱的および機械的ストレスは、脂質の固体状態、ひいてはその医薬品の性能に影響を与えます。したがって、固体の変化を理解することは非常に重要です。この研究では、粉末X線回折と示差走査熱量測定(DSC)の組み合わせが、脂質の固体状態の特性評価のゴールドスタンダードとして紹介されています。X線回折は、多形と結晶成長をスクリーニングするための最も効率的な方法です。多形配列とラメラ長は、それぞれX線回折の広角領域と小角領域で特徴付けられます。小角X線散乱(SAXS)領域は、結晶成長を調べるためにさらに使用できます。相転移および分離を示すことができる。DSCは、脂質の熱挙動をスクリーニングし、脂質マトリックス中の添加剤および/または医薬品有効成分(API)の混和性を推定し、状態図を提供するために使用されます。LBEをコーティング材料またはカプセル化マトリックスとして使用して、脂質コーティングされた多粒子システムおよび脂質ナノ懸濁液をそれぞれ提供する4つのケーススタディが提示されています。脂質の固体状態と保存中のその潜在的な変化が調査され、APIリリースの変化と相関します。偏光顕微鏡や走査型電子顕微鏡などの定性的顕微鏡法は、ミクロレベルの結晶化を調べるための補完的なツールです。選択した製造プロセスに基づいて、さらに分析方法を追加する必要があります。構造-機能-加工性の関係を注意深く理解して、堅牢で安定した脂質ベースの医薬品を設計する必要があります。

脂質コートAPI結晶における脂質多形転移とAPI放出の相関: モノステアリン酸グリセロールでコーティングされたAPI結晶は、コーティング直後、および加速条件下(40°C、相対湿度75%)7で3か月保存した後にDSCおよびX線 で 測定されます。モノステアリン酸グリセリルは、40%〜55%のモノグリセリド、30%〜45%のジグリセリド、および5%〜15%のグリセリド、主にトリステアリン19を含む多相系である。サブα、α、βプライム、およびβの多型形態は、モノステアリン20について報告されています。トリステアリンおよび1,2−ジステアリンは、α、β素数、およびβ多型形態を示す14。
T0サンプルおよび加速条件下で保存されたサンプルのDSCデータを 図3Aに示します。T0試料上の加熱...

この出版物は、脂質ベースの賦形剤(LBE)の固体状態を調査するためのゴールドスタンダードとしてのX線回折および示差走査熱量測定の応用を示しています。LBEの固体状態変化とその医薬品の性能への影響を理解することは、堅牢な脂質ベースの剤形を製造するための重要な要素です。

Lipid-based excipients (LBEs) are low-toxic, biocompatible, and natural-based, and their application supports the sustainability of pharmaceutical ...

示差走査熱量測定とX線回折の組み合わせは、脂質ベースの医薬品の固体状態変化を研究するためのゴールドスタンダードです。組み合わせた方法論は、脂質の多型、結晶成長、顔面転移をスクリーニングするための強力なツールであり、スクリーニング、最終挙動、および脂質マトリックスによる薬物の可視性と組み合わされます。この方法論は、脂質の固体状態と彼の医薬品の性能との間の相互作用を理解するために使用することができます。このような製品は、ナノ脂質製剤からマトリックス錠剤までの範囲であり得る。この手順は、ゲルフリート・ルシン・エベングロイトによって実行されます。ゲルフリートは私たちの研究室の科学者です。開始するには、窒素ガス供給のスイッチを入れ、圧力を0.2〜0.5バールに設定します。示差走査熱量測定装置またはDSC装置と自動サンプルチェンジャーの電源を入れます。ソフトウェアを開き、をクリックしますはいボタンをクリックしてスタンバイモードをアクティブにし、[信号の表示]をクリックします。少なくとも1時間、デバイスのキャリブレーションを許可します。炉を窒素でパージします。新しいメソッドアイコンをクリックして、メソッド定義に移動します。概要ウィンドウが開いたら、温度変調オプションをアクティブにします。ヘッダータブに移動し、サンプルをクリックしてメソッドを選択します。タブ温度プログラムに移動します。2 つの MFC と保護 MFC の両方を毎分 50 ミリリットルでパージすることを選択します。摂氏20度で待機し、摂氏20度から脂質等温の融解温度以上まで毎分5ケルビンで加熱サイクルし、この温度で5分間保持します。毎分5ケルビンで摂氏0度まで冷却サイクルします。最終緊急リセット温度をプログラムの最高温度より摂氏10度高く、最終待機温度を摂氏20度に設定します。キャリブレーションタブに移動し、適切な温度と感度のファイルを選択します。メソッドを保存します。各サンプルの3〜4ミリグラムをアルミニウムるつぼに計量し、各るつぼにロードされた正確な重量を記録します。アルミるつぼを穴の開いた蓋で密封します。るつぼをオートサンプラートレイに置き、ソフトウェアでオートサンプラーモードをアクティブにし、各サンプルの関連する方法でロードします。サンプル位置、各サンプルのサンプル名と重量、およびサンプルトレイビューウィンドウの参照るつぼの位置を入力します。測定を開始します。データ分析用のソフトウェアを使用して生データを開き、ボタンをクリックして温度と熱流を植えます X時間、X温度.ポップアップウィンドウで、[等温セグメントを非表示]をクリックします。画面の左側で、解析するカーブのみを選択します。脂質の熱挙動を、温度の関数としてそれぞれ熱の形で吸収または放出されたエネルギーの吸熱イベントと発熱イベントとして確認します。曲線をクリックしてから、評価と面積の順にクリックします。融解エンタルピーを吸熱曲線下の面積として計算する。ピークの開始と終点の前後に摂氏2〜3度の周りに垂直線を移動して、積分境界を選択します。ピーク積分の線形ベースラインを選択します。曲線とベースラインの間の面積は、エンタルピーの変化に比例します。[適用]をクリックして計算を終了します。同様に、結晶化のエンタルピーを発熱曲線下の面積として計算します。融解温度の開始またはT開始を決定するには、解析する曲線をクリックします。そして、評価と発症について。定量化境界を選択するには、垂直線を曲線の最も直線なセクションに移動します。これは通常、ピークの前後の摂氏約5〜10度です。次に、解析する曲線をクリックして、溶融温度またはTMを決定します。続いて評価をピークとし、得られた値がピーク最大値となる。密閉管X線発生装置に固定し、制御ユニットと関連ソフトウェアを備えた点集束カメラで構成されるX線散乱システムを使用します。直線的に配置された2つの高感度検出器を使用して、小角と広角の両方のX線散乱領域をカバーします。コントロールユニットの冷却水システム、真空ポンプ、ガスバルブ、および電源および安全制御システムの電源を入れます。次に、毎分10〜20ミリリットルのガス流量で検出器の電圧制御バルブとパージバルブをオンにします。X線管とスタンバイオプションをオンにして、約10分待ちます。スタンバイモードをオフにし、X線管の電源を50キロボルトを超えるフルパワーにします。少なくとも30分待ちます。制御ソフトウェアを起動し、[TPFのリセット]をクリックします。次に、タングステンフィルターを選択して位置を設定します。位置に移動して、タングステンフィルターの位置を固定します。外径約2ミリメートルの特殊なガラスキャピラリーにサンプルを充填し、キャピラリー内の空気の閉じ込めを回避します。ガラスキャピラリーをワックスで密封し、キャピラリーホルダーに注意深く入れます。サンプル回転のためにモーターのスイッチを入れ、真空バルブを閉じて、圧力が5ミリバールを下回るまで待ちます。ソフトウェアで、両方の検出器の位置分解能を1024に設定し、露光時間を1, 200秒に設定します。タップツールをクリックしてエネルギー制限を設定し、[エネルギー制限と解像度の設定]をクリックして再起動します。エネルギー制限を400〜900の適切な範囲に設定します。安全シャッターを開き、測定を開始します。測定ウィンドウに最大80カウント/秒が表示されていることを確認します。これが指定されていない場合は、フィルターの位置を調整します。データを P00 ファイルとしてエクスポートします。データは、チャネル番号に対する透過と吸収の強度で構成されます。評価用のデータを統計ソフトウェアに転送し、タングステンフィルターで測定した散乱質量を使用して強度を正規化してデータを補正します。回折角の2倍に対する正規化強度のプロットを作成します。スクリーンリーダーの機能を使用して、小角X線散乱またはSAXS領域と広範囲X線散乱またはWAXS領域の両方で回折ピークを見つけます。自慢方程式を適用して、最大強度に達した回折ピークを相互作用または間隔に計算します。SAXS領域のピーク位置の比率を計算して脂質の結晶対称性を調べ、SAXS領域のメイン回折ピークを使用して結晶子の厚さを定量化します。古典的なリース正方形を介してピークをガウス関数に適合させ、分析ピークとベースライン、ピークアナライザー、オープンダイアログをクリックして、最大半分の全幅を取得します。ポップアップウィンドウで、オプションを選択します ピークプロを合わせる Yがゼロに等しい定数ベースラインを選択します。SAXS領域の主回折ピークを選択する。フィットコントロールをクリックして、ピークフィットパラメータを選択します。ガウスアンプ機能を選択します。パラメータYゼロXC1とA1を固定として設定し、データを適合させます。はめあいから半値で全幅を求めます。最後に、より確実な式を使用して結晶の厚さを計算します。トリアシルグリセロール分子、サブセル、ラメラ、および結晶性血小板のチューンフォークと椅子の構成をここに示します。代表的な画像は、トリパルミチンおよびWAXSおよびSAXS領域のアルファ型の短い間隔および長い間隔のパターンを示しています。ベータフォームについても同じことがこの画像に示されています。モノステアリン酸グリセロールでコードされた医薬品有効成分またはAPI結晶は、コーティング直後および加速条件下での3か月の保存後にDSCおよびX線を介して測定されます。加速下で3ヶ月間保存した後のサンプルのDSCデータは、T開始時の吸熱が摂氏55.7度に等しく、残りのアルファ型の融解が摂氏60.2度、TMで摂氏63.8度がベータ型の融解のメインイベントとして2つの重複イベントであることを示しています。多形転移は、分子の傾きによるラメラの厚さの減少と組み合わされたベータ型に典型的な短いD間隔を検出することによってX線データで確認されます。放出プロファイルの有意な変化も観察され、これは、より密なサブセル配置を伴うアルファ型からベータ型への明らかな多形変換によって説明でき、撥水性表面をもたらす。ここでは、PG13C16C18で部分的にコーディングされたAPI CrystalsのDSCデータ、X線データ、およびAPIリリースプロファイルをコーディング直後および加速条件下で3か月保存した後に示します。保存されたサンプルのDSC分析により、多型や相分離のない変化のないサーモグラムが明らかになりました。PG3C16C18部分の安定な固体状態はX線パターンにより確認された。WAXS領域は、アルファ形態に関連する保存されたサンプルにおいて4.15オングストロームおよびT0に等しいDの短い間隔に対応するピークを示す。SAXS領域は、2つのL配置を持つラメラ構造に対応する63.7オングストロームに等しいDの長いD間隔で変化していないメインピークを明らかにしました。脂質マトリックスの安定した固体状態は、コーディングからのAPIの安定した放出プロファイルをもたらします。高品質のX線データを提供するには、キャピラリーを充填するときに粒子間の閉じ込めを避けることが重要です。また、サンプルの種類と利用可能な機器に基づいて露光時間を選択します。新規医薬品の開発では、脂質の固体状態とAPIとの相互作用をスクリーニングして、適切な製造プロセスを選択し、製品の安定性を予測します。

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我々は、グラミシジンチャネル活性の尺度としての蛍光消光の速度を監視し、高速蛍光ベースのアッセイをご紹介。グラミシジンのチャンネルは、タンパク質にまたがる二重層により検知されたとして、脂質二重層の特性の変化を監視するための分子力変換器として使用されています。...

グラミシジンベースの蛍光アッセイ、脂質二重層のプロパティの変更の可能性小分子を決定するための

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のためのツールと​​してのリポソームカプセル化された近赤外蛍光体の蛍光消光インビボ光学イメージング

私たちは、原子間力顕微鏡と力分光法を使用して、支持脂質二重膜の調製とその特性評価のためのプロトコルを記述します。...

原子間力顕微鏡イメージングおよびサポートされている脂質二重層のフォーススペクトロスコピー

多くの予測された(リン酸化)リパーゼは、その基質特異性と生理学的機能に関して十分に特徴付けられていません。ここでは、酵素活性を最適化し、天然基質を探索し、これらの酵素の生理学的機能を提案するためのプロトコルを提供します。...

リパーゼ及びホスホリパーゼ候補者のための基質特異性を定義します

本研究では、ナノリポソーム調製の薄い脂質膜法を用いた古典的な水和を説明し、続いてナノ粒子の特性を説明する。47...

生体活性親水性球状タンパク質の捕捉に対するナノリポソームの調製と特性解析

このプロトコルは、リポソームの作製と、蛍光顕微鏡を用いて表面上に固定化し、個々に画像化する方法について説明します。これにより、集団の単一リポソーム間のサイズおよび組成不均一性の定量が可能になる。...

個々のリポソーム間の組成不均一性を検出するための定量的蛍光顕微鏡ベースの単一リポソームアッセイ

このプロトコルの目的は、蛍光標識されたリポソームを合成し、フローサイトメトリーを使用して細胞レベルでリポソームのin...

蛍光色素標識リポソームのin vivo組織特異的細胞取り込みの調製、投与、および評価

本論文では、脂質膜の中性子スピンエコー(NSE)研究におけるサンプル調製、データ削減、データ解析のプロトコルについて述べる。脂質の重水素標識は、重要な生物学的プロセスが起こるメソスコピック長および時間スケール上の異なる膜動力学へのアクセスを可能にする。...

脂質膜動態と膜タンパク質相互作用に対するユニークなプローブとしての中性子スピンエコー分光法

このプロトコルは、ユニ脂質および多脂質小胞、支持脂質二重層、および懸濁された脂質二重層を模倣する細胞の形成を記述する。これらの in vitro モデルは、様々な脂質タイプを組み込むために適応することができ、様々な分子および高分子相互作用を調査するために使用することができる。...

分子相互作用研究のための細胞模倣支援及び懸濁脂質二重層モデルの組み立て

ドラッグデリバリーアプリケーションに使用されるオイルは、患者の脂質プロファイルを乱す可能性があり、これは心血管疾患では望ましくありません。オメガ3脂肪酸が豊富なオイルは、従来のオイルの健康的な代替品であり、自己乳化薬物送達システムにとって大きな可能性を秘めています。...

親油性薬物の溶解性を高めるための健康油の自己ナノ乳化

学ぶ差走熱量測定法とX線回折を用いた脂質ベースの賦形剤の固体状態変化の解析手法。多形性や結晶成長の評価により、製剤の安定性と薬物放出特性を予測する。

脂質ベースの賦形剤の固体状態変化を調査するための確立された分析ツールのパッケージ

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