理化性质研究

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理化性质研究

研究目的

对药物数据库的研究表明,成功的药物往往具有“类药性质”。在体内水平上看,“类药性质”主要是指 PK 特征和安全性。其体内的数据呈现可以看作是 SPR(structure-property relationship)与 SAR(structure-activity relationship)相互作用与平衡的结果。药物的 SPR 研究是一种新兴的药物发现策略,如溶解度、脂溶性、解离常数(pKa)、稳定性等特性研究对体外和体内药理学有重要影响。比如在药物筛选早期阶段,科学家通过理化特性可以理解和优化更多影响实验的变量,帮助确定化合物优先级和结构优化方向,并向研究团队通报影响开发损耗的因素,最后通过结构修饰优化改善性能以获得更多的成功。如下图所示,药物的理化性质,在整个 ADME 研究中都是不可忽略的重要因素。

高通量筛选服务类型

溶解度
检测项目
动力学溶解度热力学溶解度
方法
摇瓶法
脂溶性
检测项目
Log D 或者 Log P
方法
摇瓶法,色谱法,电位滴定法
pKa
检测项目
pKa
方法
电位滴定法紫外分光光度法
稳定性
检测项目
Buffer 稳定性(pH 1.2 至 11)胃肠道稳定性 (SIF,SGF,etc.)
方法
摇板法(手动和自动化)

方法介绍

溶解度

溶解度是药物发现过程中指导先导化合物选择和优化的重要参数之一。早期溶解度筛选的优点是在进行更昂贵的筛选实验前,及时排除因溶解度差带来的吸收或生物利用度差的化合物,因此,溶解度数值的确定应在药物研发过程中尽可能早地进行。不同的研发阶段需要不同类型的溶解度数据进行表征,在研发早期,由于筛选量大而化合物量少,动力学溶解度是用来进行化合物排序的重要方法之一,随着化合物进入开发阶段,通常选择不同的晶型进行研究,热力学溶解度是该阶段常用的方法,药明康德药性评价部提供这两种溶解度检测的高通量筛选方法,具体实验体系如下:

动力学溶解度测试方法
理化性质研究-动力学溶解度测试方法
热力学溶解度测试方法
理化性质研究-热力学溶解度测试方法

脂溶性

化合物的亲脂性决定其分配系数,亲脂性是化合物优先在非极性脂相中分配,而不在水相中分配的一种趋势。它对药物的其它大部分特征具有重要的决定作用,并也是一种快速而有效的用于药性初步评估的工具:如药物通过与体内存在的特定受体相互作用发挥其治疗作用 ; 药物的物理化学性质如亲脂性和水溶性在使药物在靶部位 - 药物受体相互作用方面起着至关重要的作用。药明康德药性评价部提供高通量脂溶性检测的服务,方法如下:

Log D 测试方法
理化性质研究-Log D 测试方法
Log P 测试方法
理化性质研究-Log P 测试方法

pKa

化合物的解离常数(pKa)影响药物在体液中的存在方式,对解离常数(pKa)的认知和理解在药物的发现和开发阶段具有重要的意义,如影响受体与细胞膜的结合以及盐型筛选的策略,并且 pKa,溶解度,脂溶性三者互有联系,对于有相应 pKa 的化合物,可利用 pH 调节的方法来改善化合物的溶解度。药明康德药性评价部采用电位滴定法和分光光度法两种方法来检测 pKa,使用 Sirius T3 仪器进行 pKa 的检测。

pKa 测试方法
理化性质研究-pKa 测试方法

介质稳定性

从生理学的角度,药物的稳定性受体内环境特别是胃肠道 pH 的影响,因此,药物在不同 pH 环境下的稳定性是非常重要的信息。在体内过程中,化合物应具有足够的稳定性,以确保其在胃肠道体系中不被降解,从而有足够的时间通过胃肠道进入血液循环,并带来理想的生物利用度。药明康德药性评价部提供化合物在水性缓冲盐或模拟生理介质中稳定性的研究方法,具体如下:

稳定性测试方法
理化性质研究-稳定性测试方法

验证数据示例

团队建立脂溶性检测体系时,采用商品化化合物建立团队内部的数据体系,从而提供更为有效和准确的数据。

对于脂溶性数值 Log P 0 至 5 的化合物,常规的摇瓶法是经典方法,其方法的特点是快速准确。但随着研究的化合物的性质越来越复杂化,高脂溶性如 Log P 大于 5 的化合物日益增加。针对此类化合物,团队建立了两种色谱法检测高脂溶性的化合物方法,从而可以快速准确的获得高脂溶性化合物数值,验证数据如下:

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