Electron and NMR nano-crystallography for pharmaceutical formulation
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20K05483
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Nishiyama Yusuke 国立研究開発法人理化学研究所, 科技ハブ産連本部, ユニットリーダー (20373342)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 3D電子回折 / 固体NMR / 結晶構造 / API / 結晶多形 / microED / 水素結合 / 原子間距離 / 3D ED / NMR crystallography / 微結晶 / 製剤 / 電子回折 / 低分子医薬品 |
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| Outline of Research at the Start |
本課題にて、錠剤や散剤といった製剤に含まれる医薬品有効成分(API: active pharmaceutical ingredient)の微結晶から、直接精密な水素位置を含めた結晶構造を解明する。これにより、未知の結晶形や共結晶を検出・同定する手法を確立する。さらに水素位置から水素結合構造が明らかになり、塩・共結晶が同定される。
構造決定には電子回折(microED)と固体NMRを用いる。APIのみに特異的に含まれる元素を用い電子顕微鏡像でAPIを同定する手法および、その結晶粒からのNMR信号を選択的に観測する手法を開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have developed a novel method to determine crystalline structures of API in pharmaceuticals without any prior information/assumption. 3D electron diffraction (ED) or microED solves the crystalline structure, while solid-state NMR gives detailed local structures. First, we have developed the method to selectively observe solid-state NMR signals of API in pharmaceutical forms. Then, we have developed the methods to determine internuclear distances between 1H and X precisely. By combining these methods, we successfully solve the crystalline structure including hydrogen positions. In addition, the methods are applied to pharmaceutical (quinine) samples and further amorphous materials.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
日常の投薬に必須となる低分子医薬品の品質管理において、製剤から直接結晶構造を決定することは必須の技術である。しかしながら、従来法は粉末X線や13C CPMAS固体NMR法を用いたfinger printing法(事前に得たスペクトルとの比較)であり、直接構造決定はできなかった。本課題により、事前にスペクトルや構造を得ることなく、製剤から直接結晶構造の決定が可能となった。これにより研究開発の現場から品質管理に至るまで幅広い製薬現場で、また製薬以外の物質化学の分野での活用が期待される。
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Report
(4 results)
Research Products
(62 results)
