A polimorfizmus vizsgálata DSC segítségével

a "Diamonds are a girl´s best friend" egy híres musical- és filmdal (a "Gentlemen Prefer Blondes" című filmre vezethető vissza Marilyn Monroe-val), amely a gyémántok drágaságát célozza meg - bár kémiai szempontból a gyémánt csak szénből áll. Azt a jelenséget, hogy a kémiai elemek ugyanazon a fázison belül különböző formában, azaz különböző szerkezeti módosulásokban fordulhatnak elő, allotrópiának nevezzük. A kémiai vegyületekre vonatkozó általánosabb kifejezés a PolimorfizmusA polimorfizmus egy szilárd anyag azon képessége, hogy különböző kristályszerkezeteket (szinonimák: formák, módosulások) alakít ki.polimorfizmus. Ez egy szilárd anyag azon képességét jelenti, hogy egynél több formában vagy kristályszerkezetben létezik. A kristályos formához közvetlenül kapcsolódik számos anyagi tulajdonság, mint például (1)

• Stabilitás (pl. eltarthatóság, oldatból való kicsapódás)
• Oldhatóság és biológiai hozzáférhetőség
• Mechanikai viselkedés (pl. a tabletta összenyomása esetén) vagy
• Fizikai-kémiai jellemzők (pl. higroszkóposság, oldódási sebesség, SűrűségA tömegsűrűséget a tömeg és a térfogat arányaként határozzák meg. sűrűség, olvadáspont)

A kristálymódosítás és az Olvadási hőmérsékletek és EnthalpiákEgy anyag fúziós entalpiája, más néven látens hő, annak az energiabevitelnek, jellemzően hőnek a mértéke, amely ahhoz szükséges, hogy egy anyag szilárd állapotból folyékony állapotba kerüljön. Egy anyag olvadáspontja az a hőmérséklet, amelyen szilárd (kristályos) állapotból folyékony (izotróp olvadék) állapotot vált.olvadáspont közötti kapcsolat miatt a differenciál pásztázó kalorimetria (DSC ) kiválóan alkalmas a különböző polimorf formák megkülönböztetésére.

Monotrópia és enantiotrópia

A hőmérséklet megváltoztatásával előfordulhat, hogy a polimorf formák (vagy módosulások) egymásba alakulnak át. Ha ez az átalakulás csak egy irányban történik, akkor monotrópiáról beszélünk. Ha azonban az átalakulás reverzibilis, akkor enantiotrópiáról beszélünk. Az ilyen fázisátalakulások gyakran DSC-vel is vizsgálhatók.

A Ritonavir-történet - avagy miért fontos a polimorf szűrés elvégzése

Az ilyen módosítási változás lehetséges súlyos következményeit a ritonavir példája nagyon szemléletesen mutatja (az irodalmi források alapján (2)-(4)). A ritonavir (egy antiretrovirális gyógyszer) 1996-ban került orvosi használatba, és eredetileg szájon át szedhető közönséges kapszulaként került forgalomba. Abban az időben az egyetlen létező módosítás az volt, amelyet ma I. formának nevezünk. 1998-ban azonban megjelent egy másik módosítás, a II. forma, amely rosszabb oldhatóságot mutatott, és ezért sokkal kisebb terápiás hatással rendelkezett. Sajnos ez a II. forma termodinamikailag stabilabb volt, és így a II. forma nyomokban is katalizálta a biológiai hatóanyag átalakulását az I-ből a II. formába, amelynek biohasznosulása sokkal alacsonyabb volt. A történet vége az lett, hogy a kapszulaformulát ki kellett vonni a forgalomból. A megoldást egy átdolgozott formuláció (tabletta) jelentette, amelyet az FDA 2000-ben hagyott jóvá. További információ a polimorfizmusról itt található. Irodalom: (1) F. Bauer, Polymorphism - A Critical Consideration in Pharmaceutical Development, Manufacturing, and Stability, Journal of Validation Technology, 2008 (2) https://flexikon.doccheck.com/de/Polymorphie_(Chemie) (3) F. Bauer et al. (2001), "Ritonavir: An Extraordinary Example of Conformational Polymorphism". Gyógyszerkutatás. 18 (6): 859-866 (4) https://en.wikipedia.org/wiki/Ritonavir