1、現代藥物分析手冊（第二版）Handbook of Modern Pharmaceutical Analysis(2nd Edition) 作者：作者： Satinder Ahuja ：藥物分析化學博士，美國化學會會：藥物分析化學博士，美國化學會會員；在諾華公司擔任領導員；在諾華公司擔任領導25年，又是年，又是Ahuja咨詢公司總咨詢公司總裁。裁。 Stephen Scypinski：分析化學博士，施貴寶分析研：分析化學博士，施貴寶分析研究與發展公司任副總裁，國際著名的藥物分析化學專家。究與發展公司任副總裁，國際著名的藥物分析化學專家。現代藥物分析手冊（第二版）1. 現代藥物分析概述2. 固體藥

2、物表征固體藥物表征3. 候選藥物的降解產物和雜質分析4. 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮5. 質量設計（QbD）以及過程分析技術（PAT）在QbD中的重要性6. 藥物新劑型的分析7. 手性色譜分析的方法建立8. 藥用蛋白的表征和分析9. 處方前和早期階段的方法建立10. 生產過程控制試驗11.分析方法確證12. 穩定性試驗13. 分析方法學轉換14. 藥物分析相關文件一、分子水平下的藥物性質一、分子水平下的藥物性質二、顆粒水平下的藥物性質二、顆粒水平下的藥物性質三、批量水平下的藥物性質三、批量水平下的藥物性質2.固體藥物的表征一一分子水平下的藥物性

3、質分子水平下的藥物性質A. 紫外紫外-可見漫反射光譜可見漫反射光譜B. 振動光譜振動光譜C. 固體核磁共振光譜固體核磁共振光譜2.固體藥物的表征2.固體藥物的表征一、分子水平下的藥物性質一、分子水平下的藥物性質A. 紫外紫外-可見漫反射光譜可見漫反射光譜漫反射原理漫反射原理固體、粉末、乳濁液和混懸液固體、粉末、乳濁液和混懸液應用：原輔料相容性（顏色改變）、固體表面吸附應用：原輔料相容性（顏色改變）、固體表面吸附（物理吸附（物理吸附-譜帶位移；化學吸附譜帶位移；化學吸附-新的譜帶）新的譜帶）一、分子水平下的藥物性質一、分子水平下的藥物性質B. 振動光譜振動光譜1. 紅外光譜紅外光譜2. 拉曼光譜

4、拉曼光譜3. 近紅外光譜近紅外光譜2.固體藥物的表征一、分子水平下的藥物性質一、分子水平下的藥物性質B. 振動光譜振動光譜1. 紅外光譜紅外光譜：晶型評價晶型評價一水乳糖無水乳糖一水乳糖:無水乳糖=1:12.固體藥物的表征一、分子水平下的藥物性質一、分子水平下的藥物性質B. 振動光譜振動光譜2. 拉曼光譜：散射光譜拉曼光譜：散射光譜2.固體藥物的表征法莫替丁晶型法莫替丁晶型A和和B的拉曼光譜指紋區的拉曼光譜指紋區2.固體藥物的表征一、分子水平下的藥物性質一、分子水平下的藥物性質B. 振動光譜振動光譜3. 近紅外光譜：近紅外光譜：13,350cm-14000cm-1適合在線的過程分析，快速、準確

5、、無損樣品。適合在線的過程分析，快速、準確、無損樣品。在線測定水分在線測定水分2.固體藥物的表征一、分子水平下的藥物性質一、分子水平下的藥物性質C. 固體核磁共振光譜固體核磁共振光譜(SS-NMR)能夠反映化合物功能基團的化學環境，可用于評價原能夠反映化合物功能基團的化學環境，可用于評價原輔料相容性。輔料相容性。舉例：舉例：布洛芬以酸自由基形式和其成鹽形式的原料藥分別與尤特奇RL-100混合，通過SS-NMR分析，發現布洛芬酸與聚合物的作用要比其成鹽形式強很多。這個結論在體外溶出試驗中得到驗證，布洛芬酸和尤特奇混合后，溶出變慢。2.固體藥物的表征一、分子水平下的藥物性質一、分子水平下的藥物性質

6、C. 固體核磁共振光譜固體核磁共振光譜實線：無水安比西林；實線：無水安比西林；虛線：三個結晶水的安比西林虛線：三個結晶水的安比西林2.固體藥物的表征一一分子水平下的藥物性質分子水平下的藥物性質二二顆粒水平下的藥物性質顆粒水平下的藥物性質三三批量水平下的藥物性質批量水平下的藥物性質2.固體藥物的表征二、顆粒水平下的藥物性質二、顆粒水平下的藥物性質A.顯微鏡顯微鏡B.X-ray衍射衍射C.熱分析熱分析2.固體藥物的表征二、顆粒水平下的藥物性質二、顆粒水平下的藥物性質A . 顯微鏡：顯微鏡：研究藥物的粒度分布、觀察藥物的結晶度。研究藥物的粒度分布、觀察藥物的結晶度。光學顯微鏡光學顯微鏡掃描電子顯微鏡

7、掃描電子顯微鏡(SEM): 是一種利用電子束掃描樣品表面從而獲得樣品信息是一種利用電子束掃描樣品表面從而獲得樣品信息的電子顯微鏡。它能產生樣品表面的高分辨率圖像，且的電子顯微鏡。它能產生樣品表面的高分辨率圖像，且圖像呈三維，能被用來鑒定樣品的表面結構。圖像呈三維，能被用來鑒定樣品的表面結構。2.固體藥物的表征二、顆粒水平下的藥物性質二、顆粒水平下的藥物性質B . X-ray衍射衍射典型應用：典型應用： 確定晶型結構，多晶型和溶劑化物評價，結晶度評價和相轉化研究。分類：分類： 單晶單晶X-射線衍射：射線衍射：能提供晶體內部晶體內部三維空間的電子云密度分布，晶體中分子的立體構型、構像、鍵長、鍵角。

8、功能強大，但獲取良好的晶型過程處理很復雜，不適合多晶型的常規評價。 粉末粉末X-射線衍射：射線衍射：測定立方晶系的晶體結構，常用于多晶型的研究。2.固體藥物的表征二、顆粒水平下的藥物性質二、顆粒水平下的藥物性質B . X-ray粉末衍射粉末衍射實線：法莫替丁晶型實線：法莫替丁晶型A虛線：法莫替丁虛線：法莫替丁晶晶型型B2.固體藥物的表征二、顆粒水平下的藥物性質二、顆粒水平下的藥物性質C . 熱分析熱分析用途：用途： 監控吸熱過程監控吸熱過程（熔點，升華，汽化，去溶劑化，固相-固相轉化和化學降解）和放熱過程和放熱過程（結晶化和氧化分解）。熱重分析熱重分析（Thermogravimetry，TG）

9、差熱分析差熱分析（Differential Thermal Analysis，DTA）差示掃描量熱分析差示掃描量熱分析（Differential Scanning Calorimetry，DSC） 2.固體藥物的表征二、顆粒水平下的藥物性質二、顆粒水平下的藥物性質C . 熱分析熱分析熱重法熱重法( (Thermogravimetry, TGThermogravimetry, TG) )：是在程序控溫下，測量物質的質量與溫度或時間的關系的方法。差示掃描量熱法差示掃描量熱法( (DSCDSC) )：是在程序控溫下，測量物質和參比物之間的能量差隨溫度變化關系的一種技術。2.固體藥物的表征二、顆粒水平

10、下的藥物性質二、顆粒水平下的藥物性質C . 熱分析熱分析 亞穩定新化合物的亞穩定新化合物的DSC曲線曲線131亞穩態化合物熔解亞穩態化合物熔解133 轉晶成穩定形態轉晶成穩定形態146 穩定形態熔解穩定形態熔解2.固體藥物的表征二、顆粒水平下的藥物性質二、顆粒水平下的藥物性質C . 熱分析熱分析 二水硬脂酸鎂的二水硬脂酸鎂的DSC和和TGA曲線曲線TGADSC2.固體藥物的表征一一分子水平下的藥物性質分子水平下的藥物性質二二顆粒水平下的藥物性質顆粒水平下的藥物性質三三批量水平下的藥物性質批量水平下的藥物性質2.固體藥物的表征三、批量水平下的藥物性質三、批量水平下的藥物性質A.粒度分布粒度分布

11、在固體制劑進行到大生產階段，研究批量水平下粉末的物理性質會變得尤為重要。顆粒的形態：顆粒的形態：USP中顆粒形狀描述：針狀、圓柱狀、片狀、板狀，或是等分形狀等；對聚集狀態的描述：層狀、結塊、團狀、聚集體、顆粒狀和晶簇狀等。粒度分布粒度分布: 用特定的儀器和方法反映出粉體樣品中不同粒徑顆粒占顆粒總量的百分數。有區間分布區間分布和累積分布累積分布兩種形式。2.固體藥物的表征三、批量水平下的藥物性質三、批量水平下的藥物性質A.粒度分布的測定方法粒度分布的測定方法顯微鏡顯微鏡法和圖像分析：法和圖像分析：可以直接觀測到單個顆粒的形狀和粒度，但是會受到載玻片制備過程的影響。篩分篩分法：法：操作簡單，但是篩

12、孔尺寸難保一致（受生產批次和使用過程的影響），藥物黏在篩子上也會影響測定。激光散射法：激光散射法：應用廣泛，但受處理方法的影響，需要驗證。2.固體藥物的表征三、批量水平下的藥物性質三、批量水平下的藥物性質A.粒度分布的測定粒度分布的測定方法方法激光散射法激光散射法羧甲基淀粉鈉（分散在水中）的區間分布和累計分布圖累積分布累積分布區間分布區間分布d50：78.72.固體藥物的表征三、批量水平下的藥物性質三、批量水平下的藥物性質B、粉體學主要參數：比表面積，孔隙度和密度比表面積測定方法比表面積測定方法：一般以BET等溫吸附理論為基礎來測定比表面積，分為靜態吸附法和動態吸附法。比表面積測定儀4 基因毒

13、性物質和其他雜質分析過程中的考慮4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮1. 與標準雜質相關的基因毒性雜質的概念及當前與標準雜質相關的基因毒性雜質的概念及當前的法規方面的思考的法規方面的思考2. 奈非那韋基因毒性雜質污染事件奈非那韋基因毒性雜質污染事件3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計4.分析方法的挑戰分析方法的挑戰5.總結和結論總結和結論4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮1. 與標準雜質相關的基因毒性雜質的概念及當前的法規方與標準雜質相關的基因毒性雜質的概念及當前的法規方面的思考面的思考PDE：Permitted Daily Exposur

14、e, 允許日接觸量TTC ： Threshold of Toxicological Concern 毒理學關注域值GTIs： genotoxic impurities基因毒性雜質PGIs：potentially genotoxic impurities有潛在基因毒性的雜質CHMP：Committee for Medical Products for Human Use人用藥品委員會SWP：Safety Working Party安全工作小組QbD：quality by design,質量源于設計ADI: Acceptable Daily Intake 每日允許攝入量4 基因毒性物質和其他雜質分

15、析過程中的考慮1. 與標準雜質相關的基因毒性雜質的概念及當前的法規方與標準雜質相關的基因毒性雜質的概念及當前的法規方面的思考面的思考EMEAGUIDLINE ON THE LIMITS OF GENOTOXIC IMPURITIES Questions and answers on the Guideline on the limits of genotoxic impurities該指南為限制新活性物質中的基因毒性雜質提供了解該指南為限制新活性物質中的基因毒性雜質提供了解決問題的框架和具體做法。決問題的框架和具體做法。4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮1. 與標準雜質相關的基因毒性雜

16、質的概念及當前的法規方與標準雜質相關的基因毒性雜質的概念及當前的法規方面的思考面的思考FDAGuidance for IndustryGenotoxic and Carcinogenic Impurities in Drug Substances and Products：Recommended Approaches指南發布的指南發布的背景背景原料藥和制劑中的基因毒性雜質生成的預防辦法原料藥和制劑中的基因毒性雜質生成的預防辦法基因毒性雜質的分析方法、處理方法和減少方法基因毒性雜質的分析方法、處理方法和減少方法上市申請和臨床研究申請的可接受限度上市申請和臨床研究申請的可接受限度草藥原料藥和制劑中

17、基因毒性雜質評估指南草藥原料藥和制劑中基因毒性雜質評估指南1. 與標準雜質相關的基因毒性雜質的概念及當前的法規方與標準雜質相關的基因毒性雜質的概念及當前的法規方面的思考面的思考2. 奈非那韋基因毒性雜質污染事件奈非那韋基因毒性雜質污染事件3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計4.分析方法的挑戰分析方法的挑戰5.總結和結論總結和結論4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計GTI風險評估和控制策略設計風險評估和控制策略設計4 基因毒性物質和其

18、他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計階段一：毒理學評估：分析合成路線和化學結構階段一：毒理學評估：分析合成路線和化學結構多元評估小組：工藝化學家，分析化學家，毒理學家多元評估小組：工藝化學家，分析化學家，毒理學家結構評估：起始物料，試劑，中間體，副產物和雜質結構評估：起始物料，試劑，中間體，副產物和雜質綜合電腦模擬工具，文獻數據庫，專家意見進行評估綜合電腦模擬工具，文獻數據庫，專家意見進行評估4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計階段一：毒理學評估：分析

19、合成路線和化學結構階段一：毒理學評估：分析合成路線和化學結構The Carcinogenic Potency Database (CPDB)/cpdb/cpdb.html里面有1574種致癌物質的列表，結構式，CAS號，作用部位，TTC值等等一系列信息。乙酰胺乙酰胺CPDP4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計階段一：毒理學評估：分析合成路線和化學結構階段一：毒理學評估：分析合成路線和化學結構 OncologicOncologic： 計算機輔助評估化合物的致癌性 ht

20、tp://oppt/sf/pubs/oncologic.htm LeadScope; LeadScope; FDA databasesFDA databasesOncologicOncologic4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計設計階段二：風險評估和控制策略階段二：風險評估和控制策略4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計階段二：風險評估和控制策略階段二：風險評估和控制策略母核結構母核結構: 對風險評估有直接的影響

21、，具有非常高基因毒性的結構基團，它們即使被攝入低于TTC值的量也會面臨非常高的基因毒性風險(1類：黃曲霉素類、N-亞硝基物和偶氮類化合物 ）。 通常需要達到更為嚴格的控制水平（有些情況低于1.5ug/天）。需要根據治療的疾病進展，評估藥物收益和潛在GTI所帶來的風險。4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計階段二：風險評估和控制策略階段二：風險評估和控制策略疾病情況和特殊人群疾病情況和特殊人群癌癥化療，在這些情況下用“合理可行的最低限量”原則（ALARP原則）的控制策略可能會產生更合理的控制限度，該限度要比TTC高。

22、在后續轉化反應中的化學耐受能力在后續轉化反應中的化學耐受能力化學活性高，在后續幾步中不穩定的GTI要比化學惰性的雜質風險低。4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計階段二：風險評估和控制階段二：風險評估和控制策略策略臨床劑量和接觸時間臨床劑量和接觸時間直接影響GTI的接受限度。基于TTC的控制限度，高劑量和較長的服藥時間的TTC值要低。合成步驟中出現的階段和與合成步驟中出現的階段和與API結構的相似度結構的相似度在合成API前，進入合成路線超過4步的GTI，比在最后步驟中出現的中間體和API合成步驟中引入的雜質，風險

23、要低。4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計階段三：階段三：控制策略：實行和驗證控制策略：實行和驗證工藝化學元素和分析測試良好配合。毒性很大或是含分類1結構的GTI，要考慮改變合成路線，避免使用或形成。1、治療威脅生命疾病的藥品中、治療威脅生命疾病的藥品中GTI的控制的控制采用ALARP原則。分析方法適合限度測試和半定量測定。與監管部門對話：采用的策略，擬定的限度等。4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計階段三：階段三：控制策略：實行和

24、驗證控制策略：實行和驗證2.在最后一步或倒數第二步存在的在最后一步或倒數第二步存在的GTI分析方法靈敏度低于TTC限度（ppm水平）采用經過驗證的方法，進行過程控制，而非終產品原料藥檢測。如果不能控制在TTC限度以下，需要在API質量標準中規定檢測GTI。以小試規模產品的GTI致死和耐受數據（fate and tolerance data）作為控制策略的科學基礎。如果要做臨床研究，需要有大生產規模試驗數據的支持。4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計階段三：階段三：控制策略：實行和驗證控制策略：實行和驗證3.在在A

25、PI合成合成3-4步前引入的步前引入的GTI在上游進行控制。GTITTC,需要有充足的研究來證明上游控制策略的合理性。包括致死和耐受性數據（fate and tolerance data）,GTI在后幾步的化學活性。分析方法靈敏度：ppm水平、ICH檢測限。4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計階段三：階段三：控制策略：實行和驗證控制策略：實行和驗證4. 在在API合成合成4步前引入的步前引入的GTI除了1類GTI，控制策略應關注化學機理，而不是痕量水平的GTI測試，通過充足的致死和耐受性數據，分析GTI在后續幾步

26、的化學活性，來支持上游控制的合理性。1類GTI，需要驗證測試。4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計階段四：階段四：GTI風險和控制策略的再評估風險和控制策略的再評估新的中間體和使用新的試劑，需要做毒理學評估。改變劑量和臨床接觸時間，會影響GTI限度，分析控制手段要滿足修改后的限度要求。提供GTI雜質的綜合致死和耐受數據，以支持注冊資料上的控制策略。4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮1. 與標準雜質相關的基因毒性雜質的概念及當前與標準雜質相關的基因毒性雜質的概念及當前的法規方面的思考的法規方面的思考2. 奈

27、非那韋基因毒性雜質污染事件奈非那韋基因毒性雜質污染事件3.基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計基因毒性雜質的風險評估和控制策略設計4.分析方法的挑戰分析方法的挑戰5.總結和結論總結和結論4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮4.分析挑戰分析挑戰分析方法開發，驗證和轉移至QC或生產基地的過稱中保證方法的靈敏度、選擇性，耐用性和重現性。靈敏度：靈敏度：ng/ml專屬性：專屬性：在GTI測試水平下，有很多降解產物和雜質，潛在的假陽性增加。濃度范圍濃度范圍：幾mg/ml-ppm，貫穿藥物開發的早期、后期和上市階段，GTI濃度可能發生變化。多個方法：多個方法：需要開發別的方法來確定在合成過程不同步驟

28、的GTI水平，以支持GTI的控制策略。4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮4.分析挑戰分析挑戰4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮4.分析挑戰分析挑戰GTI測試的分析策略測試的分析策略在合成過程中建立分析方法監控在合成過程中建立分析方法監控GTI水平：水平：可以對工藝性能（尤其是耐受性）有更好的了解，可以提供數據支持在工藝上游階段測試的GTI水平或高于TTC的水平。使用反應動力學數據：使用反應動力學數據：可以顯示GTI在工藝過程中的降解情況，如果能減少至安全關注水平以下，在建立控制策略和致癌性試驗中也是很有價值的。4 基因毒性物質和其他雜質分析過程中的考慮4.分析挑戰分析挑戰GTI測試的