Name: 지질 기반 부형제의 고체 상태 변화를 조사하기 위해 확립된 분석 도구 패키지 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-09T13:15:00.000+00:00
Duration: 11 min 27 s
Description: 학습하세요 지질 기반 부형제의 고체 상태 변화를 조사하는 DSC와 X선 회절 분석 방법을. 이 기법은 다형성, 결정 성장 및 약물-지질 상호작용을 평가하여 제제 개발에 활용됩니다.

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연구 센터 제약 공학 (RCPE)은 BMK, BMDW, Land Steiermark 및 SFG의 COMET - Competence Centers for Excellent Technologies의 틀 내에서 자금을 지원합니다. COMET 프로그램은 FFG에서 관리합니다.

1. 시차 주사 열량계 (DSC)
<ol><li>기기 준비<ol><li>기기 제어 및 데이터 분석을 위해 인트라쿨러, 자동 시료 주입기 및 소프트웨어가 장착된 시차 주사 열량계를 사용하십시오.</li>
		<li>질소 가스 공급 장치를 켜고 압력을 0.2–0.5 bar 사이로 설정하고 DSC 기기와 자동 시료 주입기의 전원을 켭니다.</li>
		<li>소프트웨어를 열고 예 버튼을 클릭하여 대기 모드를 활성화하십시오. 최소 1 시간 동안 장치의 평형을 허용하십시오.</li>
		<li>용광로를 질소로 퍼지하고 새 방법 아이콘을 클릭하고 방법 정의로 이동하십시오. 개요 창에서 온도 변조 옵션을 활성화합니다.  헤더 탭으로 이동하여 "샘플"을 클릭하여 방법을 선택하십시오.</li>
		<li>온도 프로그램 탭으로 이동하여 퍼지 2 MFC 및 보호 MFC에서 모두 50mL/분으로 선택합니다.</li>
		<li>다음 측정 방법을 삽입하십시오 : 20 ° C에서 대기, 20 ° C에서 지질의 용융 온도 이상으로 5K / min의 가열 사이클,이 온도에서 5 분 동안 등온 유지, 5K / min에서 -20 ° C까지 0 ° C까지의 냉각 사이클, 프로그램의 최고 온도보다 10 ° C 높은 온도에서 최종 비상 재설정 온도, 및 20°C에서의 최종 대기 온도.</li>
		<li>보정 탭으로 이동하여 적절한 온도 및 감도 파일을 선택합니다. 메서드 저장</li>
	</ol></li>
	<li>시료 준비 및 측정<ol><li>각 샘플의 무게를 알루미늄 팬에 넣기 위해 3-4mg을 측정합니다. 각 도가니에 적재된 정확한 무게를 기록하고 알루미늄 도가니를 피어싱된 뚜껑으로 밀봉합니다.</li>
		<li>자동 시료 주입기 트레이에 팬을 놓고 소프트웨어에서 자동 시료 주입기 모드를 활성화하고 각 시료에 대한 관련 방법을 로드합니다.</li>
		<li>샘플 트레이 보기 창에서 각 샘플의 샘플 위치, 샘플 이름 및 무게와 기준 도가니의 위치를 입력하고 측정을 시작합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>데이터 분석<ol><li>데이터 분석을 위해 소프트웨어를 사용하여 원시 데이터를 열고 "X-time / X-temperature" 버튼을 클릭하여 온도 대 열 흐름을 플로팅합니다.</li>
		<li>튀어 나온 창에서 "등온 세그먼트 숨기기"를 클릭하십시오. 화면 왼쪽에서 분석할 곡선만 선택합니다(예: "추가" 데이터 클릭 취소).</li>
		<li>지질의 열 거동을 온도의 함수로서 각각 열의 형태로 흡수되거나 방출된 에너지의 흡열 및 발열 이벤트로 확인하십시오.</li>
		<li>곡선을 클릭한 다음 평가 및 면적을 클릭하여 융합 엔탈피를 흡열 곡선 아래 면적으로 계산합니다.</li>
		<li>피크의 시작과 끝점 전후에 수직선을 섭씨 2-3도 정도 이동하여 적분 경계를 선택합니다.</li>
		<li>피크 적분을 위한 선형 기준선을 선택합니다. 곡선과 기준선 사이의 면적은 엔탈피의 변화에 비례합니다. 적용을 클릭하여 계산을 완료합니다. 유사하게, 결정화 엔탈피를 발열 곡선 아래의 면적으로 계산하십시오.</li>
		<li>용융 온도(To)의 시작을 분석할 곡선을 클릭한 다음 평가 및 발병을 클릭하여 결정합니다.</li>
		<li>수직선을 곡선의 가장 직선 섹션으로 이동하여 수량화 경계를 선택합니다. 이것은 일반적으로 피크 전후에 약 5-10°C입니다. 그런 다음 분석할 곡선을 클릭하여 용융 온도를 결정한 다음 평가 및 피크를 클릭합니다. 얻은 값은 피크 최대 값입니다.</li>
	</ol></li>
</ol>2. 소각 및 광각 X선 산란(SWAXS)
<ol><li>기기 준비<ol><li>밀봉 튜브 X선 발생기에 고정되고 제어 장치 및 관련 소프트웨어가 장착된 포인트 포커싱 카메라를 구성하는 X선 산란 시스템을 사용합니다.</li>
		<li>50kV 및 1mA에서 쿠퍼(λ = 1.54Å)를 X선 소스로 사용하고 선형으로 배치된 2개의 민감한 검출기를 사용하여 소각 및 광각 X선 산란 영역을 모두 커버합니다.</li>
		<li>X선 노출로부터 보호하기 위한 안전 요구 사항을 보장합니다.</li>
		<li>제어 장치, 진공 펌프, 가스 밸브, 전원 및 안전 제어 시스템의 냉각수 시스템을 켭니다.</li>
		<li>10–20mL/min 사이의 가스 흐름에서 검출기의 전압 제어 및 퍼지 밸브를 켭니다.</li>
		<li>엑스레이 튜브와 대기 옵션을 켜고 약 10분 동안 기다립니다. 대기 모드를 끄고 엑스레이 튜브의 전원을 최대 전력(>50kV)으로 켜고 최소 30분 동안 기다립니다.</li>
		<li>제어 소프트웨어를 시작하고 TPF 재설정을 클릭합니다. 텅스텐 필터를 선택하고 위치를 설정합니다. 위치로 이동하여 텅스텐 필터의 위치를 고정합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>시료 준비 및 측정<ol><li>샘플이 미세 분말로 제공되는지 확인하십시오. 필요한 경우 샘플을 저온에서 부드럽게 분쇄하여 미세한 분말을 제공하십시오.</li>
		<li>샘플을 외경이 약 2mm 인 특수 유리 모세관에 채워 모세 혈관에 공기가 끼지 않도록하십시오. 유리 모세관을 왁스로 밀봉하고 모세관 홀더에 조심스럽게 넣으십시오.</li>
		<li>샘플 회전을 위해 모터를 켜고 압력이 5mbar 미만이 될 때까지 진공 밸브를 닫습니다.</li>
		<li>소프트웨어에서 위치 분해능 1024를 선택하여 측정 설정을 수정합니다. 노출 시간을 1200초로 고정합니다.</li>
		<li>도구 탭을 클릭하여 에너지 제한을 설정한 다음 에너지 및 해상도를 클릭하고 다시 시작을 클릭합니다. 에너지 제한을 400-900 사이의 적절한 범위로 설정하십시오.</li>
		<li>안전 셔터를 열고 측정을 시작하십시오. 측정 창에 초당 최대 80개의 카운트가 표시되는지 확인합니다. 이것이 주어지지 않으면 필터 위치를 조정하십시오.</li>
	</ol></li>
	<li>데이터 분석<ol><li>데이터를 p00 파일로 내보냅니다. 데이터는 투과 및 흡수 강도 대 채널 번호 및 회절 각도로 구성됩니다.</li>
		<li>평가를 위해 데이터를 통계 소프트웨어로 전송하고 텅스텐 필터로 측정한 산란 질량을 사용하여 강도를 정규화하여 데이터를 수정합니다.</li>
		<li>회절각[(2Θ) 2xtheta]의 2배에 대한 정규화된 강도의 플롯을 생성합니다.</li>
		<li>"스크린 리더"기능을 사용하여 SAXS 및 WAXS 영역에서 회절 피크를 찾으십시오.</li>
		<li>브래그 방정식을 적용하여 최대 강도의 회절 피크를 각각 WAXS 및 SAXS 영역에 대한 짧은 d-간격과 긴 d-간격으로 계산합니다.</li>
		<li>SAXS 영역의 피크 위치의 비율을 계산하여 지질(예: 라멜라, 육각형, 입방체)의 결정 대칭을 알아냅니다.</li>
		<li>SAXS 영역의 주요 회절 피크를 사용하여 결정자 두께 (D)를 정량화합니다. 클래식 최소 제곱을 통해 피크를 가우스 함수에 맞추고 분석, 피크 및 기준선, 피크 분석기, 열기 대화 상자를 클릭하여 FWHM을 얻습니다.</li>
		<li>튀어 나온 창에서 "피크 프로 맞추기"옵션을 선택하십시오. y = 0 인 상수 기준선을 선택하고 SAXS 영역의 주 회절 피크를 선택하고 "피팅 컨트롤"을 클릭하여 피크 피팅 매개 변수를 선택합니다.</li>
		<li>가우스앰프 함수를 선택합니다. 파라미터 y_0, xc_1 및 A_1을 고정된 것으로 설정하고 피팅에서 FWHM을 얻습니다. Scherrer 방정식을 사용하여 결정자 두께를 계산합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>3. 용출시험
<ol><li>코팅된 다중 미립자 시스템에서 API 릴리스<ol><li>용해 연구를 위해 USP 장치 2 (패들)를 사용하십시오.</li>
		<li>용해 시험 용기를 인산염 완충제 pH 6.8로 채우고, 37°C로 가열한다.</li>
		<li>단일 용량의 API에 해당하는 코팅된 입자 샘플의 3배를 칭량하고 샘플을 용해 테스트 용기에 넣습니다.</li>
		<li>100rpm의 속도로 패들을 시작하십시오.</li>
		<li>자동 샘플러가 30분, 60분, 90분, 2시간, 4시간, 6시간, 8시간, 10시간, 12시간, 18시간 및 24시간 샘플링 지점에서 1mL의 샘플을 채취하도록 설정합니다.</li>
		<li>적합한 HPLC 방법 5,7,17을 통해 샘플을 분석한다.</li>
		<li>누적 API 릴리스 대 시간을 플로팅하여 데이터를 분석합니다.</li>
		<li>저장된 샘플에 대해 장기(25°C, 60% 상대 습도) 및 가속(40°C 및 70% 상대 습도) 하에 실험을 수행한다.</li>
	</ol></li>
	<li>고체 지질 나노 입자 (SLN)로부터의 API 방출<ol><li>Dulbecco의 인산염 완충 식염수 (D-PBS)에 0.02 % (w / w)의 디 팔미 토일 포스파티딜콜린을 다음 조성과 혼합하여 모의 폐액 (SLF)을 준비하십시오 : KCl (2.683 mM), KH 2 PO 4 (1.47 mM), NaCl (136.893 mM), Na2HPO4 · 2H2O(8.058 mM),CaCl2· 2H2O(0.884 mM), 및MgCl2· 6H2O(0.492 mM). 37 °C에서 예열하십시오.</li>
		<li>각 샘플에 대해 삼중으로 7,000Da의 제어된 컷오프의 셀룰로오스 멤브레인 백이 있는 투석 카세트를 사용하십시오.</li>
		<li>각 샘플링 시간에 대해 하나의 투석 카세트를 지정하십시오 : 0.5 시간, 1.5 시간, 3 시간, 5 시간, 7 시간 및 24 시간. 투석 카세트를 SLF에 담가 2분 동안 수분을 공급합니다. 그런 다음 부드러운 종이 타월로 표면을 조심스럽게 말리십시오.</li>
		<li>덱사메타손 600μg에 해당하는 3mL의 샘플(지질-나노현탁액)을 각 카세트에 주입합니다.</li>
		<li>각 카세트를 37°C(싱크 조건)에서 200mL의 SLF에 담그고 시스템을 125rpm으로 교반합니다.</li>
		<li>결정된 각 샘플링 시간에 주사기를 사용하여 카세트 내부에서 200mg 샘플을 채취합니다.</li>
		<li>개발된 HPLC-MS 방법18을 사용하여 API 함량을 결정한다.</li>
		<li>도 18에 따라 질량 균형으로 SLN에서 방출된 API를 SLN 내의 API 총량과 샘플링 후 남은 API 양의 차이로 간략하게 계산한다.</li>
		<li>저장된 샘플에 대해 이 과정을 반복합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>

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</ol>

저자는 모든 이해 상충을 공개합니다.

분말 X 선 회절 및 DSC는이 원고에서 LBE의 고체 상태 분석을위한 황금 표준으로 설명되었습니다. 분말 X선 회절은 측정 중 샘플의 고체 조작을 최소화하면서 현장에서 측정을 처리하는 뛰어난 이점이 있습니다. 또한, 동일한 충전 모세관은 보관 중 고체 상태 변화를 조사하기 위해 초기 측정 후 다른 조건에서 보관할 수 있습니다. 이 작업에서는 X선의 광각 및 소각 영역에 중점을 두어 최대 약 100nm 치수의 구조 데이터를 제공할 수 있었습니다.
울트라 삭스(USAXS)는 더 큰 차원에서 결정성 나노플레이트(CNP)의 응집 및 결정 성장을 추적하는 데 사용할 수 있습니다. 상기 방법은 대략 100 내지 1,000 nm 15,26,27의 영역에서 CNP 크기를 분석하기 위해 특정 시스템에 성공적으로 ...

지질은 장쇄 지방족 탄화수소와 그 유도체를 포함하는 물질 종류입니다. 그들은 지방산, 아실 글리세롤, 스테롤 및 스테롤 에스테르, 왁스, 인지질 및 스핑 고지 질1을 포함한 광범위한 화학 구조를 다룹니다. 지질을 약제학적 부형제로서 사용하는 것은 지속 방출 제형을 제공하기 위해 왁스 매트릭스에 약물을 매립하기 위해 1960년에 시작되었다2. 그 이후로 지질 기반 부형제(LBE)는 변형된 약물 방출, 맛 마스킹, 약물 캡슐화 및 향상된 약물 생체 이용률과 같은 다양한 응용 분야에서 광범위한 관심을 받았습니다. LBE는 핫멜트 코팅, 분무 건조, 고체 지질 압출, 3D 프린팅, 타정 및 고압 균질화와 같은 다양한 제조 공정을 통해 광범위한 제약 제형에 적용될 수 있습니다. 정제, 경구 붕해 필름, 다중 미립자 시스템, 나노 및 미립자, 펠릿 및 3D 인쇄 형태와 같은 투여 형태는 결과 2,3,4입니다.
LBE는 "일반적으로 안전하다고 인정됨" 상태, 낮은 독성, 우수한 생체 적합성 및 개선된 환자 내성을 가지고 있습니다. 그들의 자연적인 기원과 광범위한 가용성은 친환경적이고 지속 가능한 제약 제조에 힘을 실어줍니다. 그럼에도 불구하고, LBE의 사용은 불안정한 투여 형태와 관련되어왔다. 저장 후 지질 기반 제품의 특성 변화가 널리 보고되었습니다. LBE의 고체 상태 및 지질 다형성의 존재는 지질 기반 투여 형태 5,6,7,8의 불안정성에 대한 주요 원인으로 간주됩니다.
지질의 기계적 및 물리적 특성은 결정화 특성 및 결정 네트워크의 구조와 밀접한 관련이 있으며, 이는 구조적 조직의 뚜렷한 계층 구조를 보여줍니다. 지질이 의약품 제조에 사용될 때, 결정 구조는 온도, 유기 용매, 전단 및 기계적 힘과 같은 적용된 공정 파라미터의 영향을받으며, 이는 의약품의 성능에 영향을 미칩니다 5,7,9,10,11,12 . 이러한 구조-기능 관계를 이해하려면 지질 결정화와 결정 구조의 기초와 이를 스크리닝하는 분석 방법을 아는 것이 중요합니다.
분자 수준에서 지질 결정의 가장 작은 단위를 "단위 세포"라고합니다. 단위 세포의 규칙적인 3 차원 반복은 결정 격자를 형성하며, 종방향보다 측면 방향에 따라 더 강한 분자 상호 작용을 수행하여 지질 결정의 층상 구성을 설명합니다. 탄화수소 사슬의 반복적인 단면 패킹은 서브 셀 1,12,13으로 알려져 있습니다(그림 1). 라멜라는 지질 분자의 측면 포장입니다. 결정 패키지에서, 상이한 라멜라 사이의 계면은 메틸 말단기로 이루어진 반면, 극성 글리세롤 기는 라멜라(14)의 내부 부분에 배치된다. 라멜라의 각 지방산 사슬을 구별하기 위해 단일 지방산 사슬로 구성된 하층을 나타내는 전단지라는 용어가 사용됩니다. 아실글리세롤은 이중(2L) 또는 삼중(3L) 소엽 사슬 길이(14)로 배열될 수 있다. 라멜라의 표면 에너지는 나노 결정자를 제공하기 위해 서로 에피 택셜 적으로 쌓이도록 유도합니다. 냉각 온도 및 속도와 같은 다양한 처리 요소는 적층 라멜라의 수에 영향을 미치므로 결정자 두께 (~ 10-100 nm)에 영향을 미칩니다. 결정자의 응집은 마이크로 스케일의 구형체의 형성을 유도하고, 구형체의 응집은 정의된 거시적 거동(13)을 갖는 LBE의 결정 네트워크를 제공한다.
고체 전이는 분자 수준에서 시작됩니다. 한 하위 셀에서 다른 하위 셀로의 기하학적 전환을 다형성이라고합니다. α형, β'형, β형의 세 가지 주요 다형체는 일반적으로 아실글리세롤에서 발견되며 증가된 안정성에 따라 정렬됩니다. 말단기에 대한 라멜라의 기울기는 다형성 전이 1,13 동안 발생합니다. 저장 및 용융 매개 다형성 전이는 LBE에 의해 경험됩니다. 저장 전이는 준 안정 형태가 용융 온도 이하로 저장 될 때 발생하는 반면, 용융 매개 전이는 온도가 준 안정 형태의 융점 이상으로 상승하여보다 안정한 형태의 용융 및 연속적인 결정화를 유발할 때 발생합니다.
또한 상 분리 및 결정 성장도 발생할 수 있습니다. 상 분리는 초기 다상 결정화 및 한 상 이상의 성장에 의해 주도됩니다. 소결, 분자 상호 작용, 미세 구조적 특징 및 이물질을 포함한 입자-입자 상호 작용도 결정 성장 1,5를 유발할 수 있습니다.
LBE의 고체 전이와 투여 형태의 성능에 미치는 영향을 모니터링하는 것은 매우 중요합니다. 무엇보다도 시차 주사 열량계(DSC)와 X선 회절, 특히 동시 소각 및 광각 X선 산란(SWAXS)은 지질 고체 상태를 평가하기 위한 두 가지 황금 표준입니다.
DSC는 일반적으로 시간 및 온도의 함수로 열 흐름과 관련된 관심 물질의 엔탈피 변화를 측정하는 데 사용됩니다. 이 방법은 용융 및 결정화의 가능한 경로, 상이한 다형성 형태의 상응하는 온도 및 엔탈피뿐만 아니라 지질 조성물의 마이너 및 주요 분획과 같은 지질의 열 거동의 스크리닝에 널리 사용된다. 이들 데이터는 이질성, 다중상, 및 지질 다형성 5,7,13을 묘사하는데 사용될 수 있다.
X 선 회절 기술은 고체 상태에서 구조를 결정하는 가장 강력한 방법입니다. 반복되는 라멜라가있는 정렬 된 나노 구조를 가지고 있으며, 지질 결정으로부터의 X 선 빔의 반사는 브래그의 법칙을 사용하여 조사 할 수 있습니다.
d = λ/2sinθ (식 1)
여기서 λ는 1.542 Å의 X 선 파장이고, θ는 산란 빔의 회절 각이며, d는 지질의 라멜라 길이로 정의 된 반복 층의 평면 간 간격입니다. X선의 작은 각도 영역은 긴 간격 패턴을 감지하고 라멜라 길이(d)를 계산하는 데 완벽하게 사용할 수 있습니다. 반복 거리 d가 클수록 d는 sin θ에 반비례하므로 산란각(1-15°, 작은 각도 영역)이 작아집니다. 지질의 서브-셀 배열은 X선 회절의 광각 영역에서의 짧은 간격 패턴으로서 특성화될 수 있다. 지질의 긴 간격과 짧은 간격 패턴(라멜라 길이 및 하위 세포 배열)을 모두 사용하여 단방성 다형성 변환을 나타낼 수 있습니다. 예를 들어, α형(육각형)은 체인의 기울기 각도 변화로 인해 라멜라 길이(긴 간격 패턴, 작은 각도 영역, 1-15°) 및 단면 패킹 모드(짧은 간격 패턴, 광각 영역, 16-25°)의 변경으로 인해 β(삼사정)로 변경될 수 있습니다(그림 2).
SAXS 영역에서 얻은 정보는 Scherrer 방정식15를 통해 두께 (D)를 측정하여 결정 성장을 조사하는 데 추가로 사용할 수 있습니다.
D = Kλ/FWHMcosθ (방정식 2)
여기서, FWHM은 배경과 피크 사이의 중간 높이에서 측정된 회절 최대값의 라디안 단위의 폭이며, 일반적으로 반-최대에서 전폭(FWHM)으로 알려져 있고; θ는 회절각이고; λ는 X 선 파장 (1.542 Å)이고 K (Scherrer 상수)는 결정의 모양에 대한 정보를 제공하는 무 차원 숫자입니다 (자세한 모양 정보가없는 경우 K = 0.9가 좋은 근사치입니다). Scherrer 방정식은 피크 확장이 결정자 크기에 반비례하기 때문에 최대 약 100nm의 평균 결정 크기를 추정하는 데 사용할 수 있습니다. 따라서, 그 적용은 나노 platelet의 두께 및 간접적으로 응집 된 라멜라의 수를 결정하는 데 유용합니다. 약제학적 제형 개발에서 지질의 결정 특성을 스크리닝하고 제품 성능의 상응하는 불안정성을 스크리닝하기 위해 이러한 공지된 접근법을 사용하는 예는 5,12,16,17,18에서 확인할 수 있다.
잘 정립 된 분석 기술을 통해 각 개발 단계 내에서 LBE의 고체 상태를 모니터링하면 고성능 제조 공정 및 안정적인 지질 기반 의약품을 설계하기위한 효과적인 전략을 제공합니다.
이 간행물은 고체 상태의 변화와 제약 제형에서 활성 제약 성분(API)의 방출 프로파일 변경과의 상관 관계를 모니터링하기 위한 LBE의 포괄적인 고체 상태 분석의 중요한 적용을 제시합니다. 핫멜트 코팅 을 통한 지질 코팅 API 결정을 기반으로 하는 다중 미립자 시스템과 고압 균질화를 통해 생성된 나노 지질 현탁액을 사례 연구로 사용합니다. 이 간행물의 초점은 분말 X 선 회절 및 DSC를 분석 도구로 적용하는 것입니다. 처음 두 예는 코팅된 샘플의 API 방출 변경에 대한 다형성 변환 및 결정 성장의 효과를 각각 보여줍니다. 마지막 예는 지질의 안정적인 고체 상태와 지질 코팅 다중 미립자 시스템 및 나노 지질 현탁액에서 제약 제품의 안정적인 성능 사이의 상관 관계를 보여줍니다.

<table><tbody><tr><td>CaCl2&middot; 2H2O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>223506</td><td></td></tr><tr><td>Cassettes with a cellulose membrane bag with a cellulose membrane bag with cut-off of 7000 Da, Thermo Scientific Slide-A-Lyzer 7K</td><td>Fisher Scientific Inco, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>X-ray 시스템</td><td>HECUS 전용 주택 장비의</td><td></td><td></td>제어</tr><tr><td>소프트웨어 X-ray 시스템</td><td>HECUS 전용 주택 장비의</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>제어 장치시차 주사 열량계(DSC) 알루미늄 도가니 및 뚜껑</td><td>Netzsch, 독일</td><td></td><td></td></tr><tr><td>시차 주사 열량계 DSC 204 F1 Phoenix(NETZSCH, 독일).</td><td>Netzsch, 독일</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>850355P</td><td></td></tr><tr><td>용해 패들 장치 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>시그마-알드리치</td><td>529552</td><td></td></tr><tr><td>KH2PO4</td><td>시그마-알드리치</td><td>P0662</td><td></td></tr><tr><td>콜리포르 P 188</td><td>BASF Chem Trade</td><td></td><td>Poloxamer 188&nbsp;</td></tr><tr><td>MgCl2&미드닷; 6H2O</td><td>시그마-알드리치</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 소프트웨어 버전 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) (통계 소프트웨어</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>Polysorbate 65</td></tr><tr><td>Witepsol PMF 1683</td><td>IOI OLEO</td><td></td><td>스테아라틱/팔미트산의 트리글리세롤 에스테르 (부분적으로 에스테르화됨)</td></tr><tr><td>Witepsol PMF 282</td><td>IOI OLEO</td><td></td><td>스테아르산의 디글리세롤 에스테르&nbsp;</td></tr><tr><td>포인트 포커싱 카메라와 선형으로 배치된 2개의 민감한 검출기로 구성된 X선 HECUS 시스템</td><td>HECUS 전용 주택 장비</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

지질 기반 부형제의 고체 상태 변화를 조사하기 위해 확립된 분석 도구 패키지

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

지질 기반 부형제(LBE)는 저독성, 생체 적합성 및 천연 기반이며 그 적용은 제약 제조의 지속 가능성을 지원합니다. 그러나 주요 과제는 불안정한 고체 상태이며 의약품의 안정성에 영향을 미칩니다. 용융 온도 및 점도, 유변학 등과 같은 가공을 위한 지질의 중요한 물리적 특성은 분자 구조 및 결정성과 관련이 있습니다. 첨가제는 제조 공정에 관여하는 열적 및 기계적 스트레스뿐만 아니라 지질의 고체 상태에 영향을 미치므로 제약 제품의 성능에 영향을 미칩니다. 따라서 솔리드 스테이트의 변화를 이해하는 것이 중요합니다. 이 연구에서는 분말 X선 회절과 시차 주사 열량계(DSC)의 조합이 지질의 고체 상태 특성화를 위한 황금 표준으로 도입되었습니다. X선 회절은 다형성 및 결정 성장을 스크리닝하는 가장 효율적인 방법입니다. 다형성 배열 및 라멜라 길이는 각각 X 선 회절의 광각 및 소각 영역에서 특성화된다. 소각 X선 산란(SAXS) 영역은 결정 성장을 조사하는 데 추가로 사용할 수 있습니다. 상 전이 및 분리를 나타낼 수 있습니다. DSC는 지질의 열 거동을 스크리닝하고, 지질 매트릭스에서 첨가제 및/또는 활성 제약 성분(API)의 혼화성을 추정하고, 상 다이어그램을 제공하는 데 사용됩니다. LBE가 코팅 재료 또는 캡슐화 매트릭스로 사용되어 각각 지질 코팅 다중 미립자 시스템과 지질 나노 현탁액을 제공하는 4 가지 사례 연구가 제시됩니다. 지질 고체 상태 및 저장 중 잠재적 인 변경이 조사되고 API 릴리스의 변경과 상관 관계가 있습니다. 편광 현미경 및 주사 전자 현미경과 같은 정성 현미경 방법은 마이크로 레벨 결정화를 조사하기 위한 보완적인 도구입니다. 선택한 제조 공정을 기반으로 추가 분석 방법을 추가해야합니다. 구조-기능-가공성 관계는 견고하고 안정적인 지질 기반 의약품을 설계하기 위해 신중하게 이해되어야 합니다.

지질 코팅 API 결정에서 지질의 다형성 전이와 API 방출 간의 상관 관계: 글리세롤 모노스테아레이트로 코팅된 API 결정은 코팅 직후와 가속 조건(40°C, 75% 상대 습도)에서 3개월 보관 후 DSC 및 X선을 통해 측정됩니다7. 글리세릴 모노스테아레이트는 40%-55% 모노글리세리드, 30%-45% 디글리세리드 및 5%-15% 글리세리드, 주로 트리스테아린19를 포함하는 다상 시스템입니다. 서브-α, α, β-프라임 및 β의 다형성 형태는 모노스테아린20에 대해 보고됩니다. 트리스테아린과 1, 2-디스테아린은 α, β-프라임 및 β 다형성형태 14를 나타낸다.
T0 샘플 및 가속 조건에서 저장된 샘플의 DSC 데이터는 <strong class="xfi...

이 간행물은 지질 기반 부형제(LBE)의 고체 상태를 조사하기 위한 황금 표준으로 X선 회절 및 시차 주사 열량측정법의 적용을 보여줍니다. LBE의 고체 상태 변화와 제약 제품의 성능에 미치는 영향을 이해하는 것은 강력한 지질 기반 제형을 제조하기 위한 핵심 요소입니다.

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

시차 주사 열량계와 X선 회절의 조합은 지질 기반 의약품의 고체 상태 변화를 조사하기 위한 황금 표준입니다. 결합된 방법론은 지질 매트릭스를 사용한 약물의 다형성, 결정 성장 및 얼굴 전이를 스크리닝, 말단 거동 및 가시성과 결합된 지질의 스크리닝을 위한 강력한 도구입니다. 이 방법론은 지질의 고체 상태와 그의 제약 제품의 성능 사이의 상호 작용을 이해하는 데 사용할 수 있습니다.이러한 생성물은 나노지질 제형으로부터 매트릭스 정제에 이르기까지 다양할 수 있다. 절차는 Gerfried Luschin-Ebengreuth가 수행합니다. Gerfried는 우리 연구실의 과학자입니다.시작하려면 질소 가스 공급 스위치를 켜고 압력을 0.2와 0.5 bar 사이로 설정하십시오. 시차 주사 열량계 또는 DSC 기기와 자동 시료 주입기의 전원을 켭니다. 소프트웨어를 열고 예 버튼을 클릭하여 대기 모드를 활성화 한 다음 신호보기를 클릭하십시오.최소 1시간 동안 장치를 보정할 수 있습니다. 퍼니스를 질소로 퍼지하십시오. 새 메서드 아이콘을 클릭하고 메서드 정의로 이동합니다.개요 창이 열리면 온도 변조 옵션을 활성화합니다. 헤더 탭으로 이동하여 샘플을 클릭하여 방법을 선택하십시오. 탭 온도 프로그램으로 이동하십시오.분당 50밀리리터로 두 개의 MFC와 보호 MFC 퍼지를 선택합니다. 섭씨 20도에서 대기를 설정하고 섭씨 20도에서 이 온도에서 지질 등온 유지의 용융 온도 이상까지 분당 5켈빈으로 가열 주기를 설정합니다. 분당 5켈빈에서 섭씨 0도까지 냉각 주기.최종 비상 재설정 온도를 프로그램의 최고 온도보다 섭씨 10도 높은 온도로 설정하고 최종 대기 온도를 섭씨 20도로 설정합니다. 보정 탭으로 이동하여 적절한 온도 및 감도 파일을 선택합니다. 메서드를 저장합니다.각 샘플의 3-4 밀리그램을 알루미늄 팬에 넣고 각 도가니에 적재 된 정확한 무게를 기록합니다. 알루미늄 팬을 피어싱 된 뚜껑으로 밀봉하십시오. 자동 샘플러 트레이에 팬을 놓고 소프트웨어에서 자동 샘플러 모드를 활성화하고 각 샘플에 대한 관련 방법을 로드합니다.샘플 트레이 보기 창에서 샘플 위치, 각 샘플의 샘플 이름 및 무게, 참조 도가니의 위치를 입력합니다. 측정을 시작합니다. 데이터 분석용 소프트웨어를 사용하여 원시 데이터를 열고 X 시간, X 온도 버튼을 클릭하여 온도 대 열 흐름을 심습니다.팝업 창에서 등온 세그먼트 숨기기를 클릭합니다. 화면 왼쪽에서 분석할 곡선만 선택합니다. 지질의 열 거동을 온도의 함수로서 각각 열의 형태로 흡수되거나 방출된 에너지의 흡열 및 발열 이벤트로 확인합니다.곡선을 클릭한 다음 평가 및 면적을 클릭합니다. 융합 엔탈피를 흡열 곡선 아래의 면적으로 계산합니다. 피크의 시작과 끝점 전후에 수직선을 섭씨 2-3도 정도 이동하여 적분 경계를 선택합니다.피크 적분을 위한 선형 기준선을 선택합니다. 곡선과 기준선 사이의 면적은 엔탈피의 변화에 비례합니다. 적용을 클릭하여 계산을 완료합니다.유사하게, 결정화 엔탈피를 발열 곡선 아래의 면적으로 계산합니다. 분석할 곡선을 클릭하여 용융 온도 또는 T-시작의 시작을 결정합니다. 그리고 평가와 발병에.수직선을 곡선의 가장 직선 섹션으로 이동하여 수량화 경계를 선택합니다. 이것은 일반적으로 피크 전후에 섭씨 5도에서 10도 정도입니다. 그런 다음 분석할 곡선을 클릭하여 용융 온도 또는 TM을 결정합니다.평가 및 피크가 뒤 따르며, 얻어진 값은 피크 최대 값입니다. 밀봉된 튜브 X선 발생기에 고정되고 제어 장치 및 관련 소프트웨어가 장착된 포인트 포커싱 카메라로 구성된 X선 산란 시스템을 사용하십시오. 선형으로 배치된 두 개의 민감한 검출기를 사용하여 소각 및 광각 X선 산란 영역을 모두 커버합니다.제어 장치, 진공 펌프, 가스 밸브, 전원 및 안전 제어 시스템의 냉각수 시스템을 켭니다. 그런 다음 분당 10-20 밀리리터의 가스 흐름에서 검출기의 전압 제어 및 퍼지 밸브를 켭니다. 엑스레이 튜브와 대기 옵션을 켜고 약 10분 동안 기다립니다.대기 모드를 끄고 X선관의 전원을 50킬로볼트 이상의 최대 전력으로 켭니다. 30분 이상 기다립니다. 제어 소프트웨어를 시작하고 TPF 재설정을 클릭하십시오.그런 다음 텅스텐 필터를 선택하고 위치를 설정하십시오. 위치로 이동하여 텅스텐 필터의 위치를 고정합니다. 샘플을 약 2mm의 외경을 가진 특수 유리 모세관에 채워 모세관에 공기가 끼지 않도록 합니다.유리 모세관을 왁스로 밀봉하고 모세관 홀더에 조심스럽게 넣으십시오. 샘플 회전을 위해 모터를 켜고 진공 밸브를 닫고 압력이 5밀리바 미만이 될 때까지 기다립니다. 소프트웨어에서 두 검출기 모두에 대해 1024의 위치 분해능을 선택하고 노출 시간을 1, 200 초로 설정하십시오.탭 도구를 클릭하여 에너지 제한을 설정한 다음 에너지 제한 및 해상도 설정을 클릭하고 다시 시작하십시오. 에너지 제한을 400에서 900 사이의 적절한 범위로 설정하십시오. 안전 셔터를 열고 측정을 시작합니다.측정 창에 초당 최대 80개의 카운트가 표시되는지 확인합니다. 이것이 주어지지 않으면 필터 위치를 조정하십시오. 데이터를 P00 파일로 내보냅니다.데이터는 전송 및 흡수 강도 대 채널 번호로 구성됩니다. 평가를 위해 데이터를 통계 소프트웨어로 전송하고 텅스텐 필터로 측정한 산란 질량을 사용하여 강도를 정규화하여 데이터를 수정합니다. 정규화된 강도 대 회절각의 2배의 플롯을 생성합니다.스크린 리더의 기능을 사용하여 소각 X선 산란 또는 SAXS와 광역 X선 산란 또는 WAXS 영역 모두에서 회절 피크를 찾을 수 있습니다. 자랑 방정식을 적용하여 최대 강도에 도달한 회절 피크를 상호 작용 또는 간격으로 계산합니다. SAXS 영역의 피크 위치의 비율을 계산하여 지질의 결정 대칭을 확인하고 SAXS 영역의 주 회절 피크를 사용하여 결정자 두께를 정량화합니다.고전적인 임대 제곱을 통해 피크를 가우스 함수에 맞추고 분석 피크와 기준선, 피크 분석기, 열린 대화를 클릭하여 최대 절반의 전체 너비를 얻습니다. 팝업 창에서 피크 프로 맞춤 옵션을 선택합니다. Y가 0인 상수 기준선을 선택합니다.SAXS 영역의 주요 회절 피크를 선택하십시오. fit 컨트롤을 클릭하여 피크 피팅 파라미터를 선택합니다. 가우스 앰프 기능을 선택합니다.매개변수 Y 제로 XC1 및 A1을 고정으로 설정하고 데이터를 피팅합니다. 피팅에서 최대 절반의 전체 너비를 얻습니다. 마지막으로 surer 방정식을 사용하여 결정 두께를 계산합니다.트리아실글리세롤 분자, 하위 세포, 라멜라 및 결정질 혈소판의 튠 포크 및 의자 구성이 여기에 표시됩니다. 대표 이미지는 트리팔미틴과 WAXS 및 SAXS 영역의 알파 형태의 짧은 간격과 긴 간격 패턴을 보여줍니다. 이 이미지에는 베타 양식에 대해서도 동일한 내용이 표시됩니다.글리세롤 모노스테아레이트로 코딩된 활성 제약 성분 또는 API 결정은 코팅 직후 및 가속 조건에서 3개월 보관 후 DSC 및 X선을 통해 측정됩니다. 가속 상태에서 3개월 동안 보관한 후 샘플의 DSC 데이터는 T-onset 시 흡열이 섭씨 55.7도에 같고 나머지 알파 형태가 녹는 경우 섭씨 60.2도에서 두 개의 겹치는 이벤트가 있고 TM에서 베타 형태가 녹는 주요 이벤트로 섭씨 63.8도임을 보여줍니다. 다형성 전이는 분자 기울기로 인한 라멜라 두께의 감소와 결합된 베타 형태의 전형적인 짧은 D 간격을 감지하여 X선 데이터로 확인됩니다.방출 프로파일의 현저한 변화가 또한 관찰되었으며, 이는 발수성 표면을 초래하는 더 조밀한 서브 세포 배열을 갖는 알파 형태의 베타 형태로의 명백한 다형성 변환에 의해 설명될 수 있다. DSC 데이터, X선 데이터 및 PG13C16C18 부분 코딩 직후 및 가속 조건에서 3개월 보관 후 부분적으로 코딩된 API 크리스탈의 API 릴리스 프로파일이 여기에 표시됩니다. 저장된 샘플의 DSC 분석 결과 변하지 않은 서모그램이 나타났으며, 이는 다형성 및 상 분리를 나타내지 않습니다.PG3C16C18 부분의 안정적인 고체 상태를 엑스레이 패턴으로 확인하였다. WAXS 영역은 알파 형태와 연관된 저장된 샘플에서 4.15옹스트롬 및 T0와 동일한 D의 짧은 간격에 해당하는 피크를 나타낸다. SAXS 영역은 D의 긴 D 간격에서 변경되지 않은 주 피크를 나타 냈으며 2 개의 L 구성을 갖는 라멜라 구조에 해당하는 63.7 옹스트롬과 같습니다.지질 매트릭스의 안정한 고체 상태는 코딩으로부터 API의 안정한 방출 프로파일을 초래한다. 고품질 X선 데이터를 제공하려면 모세관을 채울 때 입자 사이의 끼임을 방지하는 것이 중요합니다. 또한 샘플 유형 및 사용 가능한 장비에 따라 노출 시간을 선택합니다.새로운 의약품을 개발하는 동안 고체 상태의 지질 및 API와의 상호 작용을 스크리닝하여 적합한 제조 공정을 선택하고 제품 안정성을 예측합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

우리는 그램이시딘 채널 활동의 조치로 형광 담금질의 속도를 모니터링 빠른 형광 기반의 분석을 소개합니다. 그램이시딘 채널 지질 이중층 속성의 변화로 이중층 스패닝 단백질에 의해 감지를 모니터링하는 분자 힘 변환기로 사용됩니다.

그램이시딘 기반의 형광 분석, 지질 이중층의 속성을 수정하는 작은 분자 잠재 결정

이 비디오는 단백질과 지질 이중층의 결합을 조사하기 위한 소산 미세중량 측정 기술을 보여줍니다. 작은 단층 소포(unilamellar vesicles)가 추가되어 마이크로 저울의 석영 센서 표면을 코팅합니다. 표적 인지질 결합 단백질의 이중층에 대한 칼슘 이온 의존적 결합을 활용하여 센서의 진동 빈도 변화와 진동의 소실을 모니터링하여 단백질-지질 이중층 결합의 특성을 결정합니다.

단백질-지질 이중층 상호작용을 연구하기 위한 소산 미세중량 측정 기법

생체 내 이미징을 위한 형광단의 사용은 옵소니화, 빠른 제거, 낮은 검출 감도 및 숙주에 대한 세포 독성 효과로 인해 크게 제한될 수 있습니다. 필름 수화 및 압출에 의한 리포솜 내 형광단의 캡슐화는 형광 소멸 및 보호로 이어져 높은 검출 감도로 in vivo 이미징을 가능하게 합니다.

위한 도구로 리포좀 캡슐화 된 근적외선 형광의 형광 담금질 생체 광학 이미징

원자력 현미경 및 힘 분광법을 사용하여 지원되는 지질 이중층의 준비 및 특성화를 위한 프로토콜을 설명합니다.

원자 힘 현미경 이미징 및 지원 지질 이중층의 힘 분광학

많은 예측된 (포스포) 리파제는 기질 특이성 및 생리학적 기능과 관련하여 제대로 특성화되지 않았습니다. 여기에서 우리는 효소 활성을 최적화하고, 천연 기질을 검색하고, 이러한 효소에 대한 생리학적 기능을 제안하는 프로토콜을 제공합니다.

리파제 및 포스 후보자에 대한 기질 특이성을 정의

본 연구는 나노리포솜 제제에 대한 얇은 지질 막 방법을 이용한 고전적인 수분 공급에 대해 설명하고 나노입자 특성화에 이어. 47 kDa-친수성 및 구형 단백질인 타린(tarin)은 안정성을 개선하고, 빠른 클리어런스를 피하며, 통제된 방출을 촉진하는 전략으로 성공적으로 캡슐화되었습니다. 이 방법은 소수성 분자 캡슐화에 적응될 수 있다.

생리 활성 친수성 구형 단백질의 함정에 대한 나노 리포좀의 준비 및 특성화

이 프로토콜은 리포솜의 제조를 설명하고 이들이 어떻게 표면에 고정되고 형광 현미경 검사법을 사용하여 거대한 병렬 방식으로 개별적으로 심상될 수 있는지 설명합니다. 이는 집단의 단일 리포좀 들 사이의 크기 및 조성 불균질의 정량화를 허용한다.

개별 리포좀 간의 조성 불균질성을 검출하기 위한 정량적 형광 현미경 검사법 기반 단일 리포좀 분석

이 프로토콜의 목표는 형광 표지된 리포솜을 합성하고 유세포 분석을 사용하여 세포 수준에서 리포솜의 생체 내 국소화를 식별하는 것입니다.

형광 염료 표지 리포솜의 In Vivo Tissue-Specific Cellular Uptake의 준비, 투여 및 평가

이 논문은 지질 막의 중성자 스핀 에코 (NSE) 연구에서 샘플 준비, 데이터 감소 및 데이터 분석을위한 프로토콜을 설명합니다. 지질의 현명한 중테리움 라벨링은 중요한 생물학적 과정이 발생하는 중전 길이와 시간 척도에 대한 다양한 막 역학에 접근할 수 있게 합니다.

지질 막 역학 및 막 단백질 상호 작용을 위한 독특한 프로브로 중성자 스핀 에코 분광법

이 프로토콜은 유니 지질 및 다중 지질 소포, 지원지질 이중층 및 일시 중단 된 지질 이중 층을 모방 하는 세포의 형성을 설명 합니다. 이러한 체외 모델은 다양한 지질 유형을 통합하도록 조정할 수 있으며 다양한 분자 및 거대 분자 상호 작용을 조사하는 데 사용할 수 있습니다.

분자 상호 작용 연구를 위한 세포 모방 지원 및 중단된 지질 이중층 모델의 조립

약물 전달 응용 분야에 사용되는 오일은 환자의 지질 프로필을 방해할 수 있으며, 이는 심혈관 질환에서 바람직하지 않습니다. 오메가-3 지방산이 풍부한 오일은 기존 오일의 건강한 대안이며 자가 유화 약물 전달 시스템에 대한 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다.

친유성 약물의 용해도를 향상시키기 위한 건강한 오일의 자체 나노 유화

학습하세요 지질 기반 부형제의 고체 상태 변화를 조사하는 DSC와 X선 회절 분석 방법을. 이 기법은 다형성, 결정 성장 및 약물-지질 상호작용을 평가하여 제제 개발에 활용됩니다.

지질 기반 부형제의 고체 상태 변화를 조사하기 위해 확립된 분석 도구 패키지

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