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2016 Fiscal Year Research-status Report

顕微ラマン分光法を用いた医薬品製剤中の一次粒子イメージング法の開発

Research Project

Project/Area Number 16K08213
Research InstitutionShujitsu University

Principal Investigator

森山 圭  就実大学, 薬学部, 講師 (60345163)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsラマン分光法 / 原薬 / 製剤 / 一次粒子 / イメージング / 結晶構造 / フェニトイン / 粒度分布
Outline of Annual Research Achievements

平成28年度には、これまでに当研究室で結晶構造やラマンスペクトル情報を十分に蓄積しているフェニトインを材料とし、研究目的としている原薬凝集塊中の一次粒子イメージングが実現可能な手法であることを明確にした。再結晶させたフェニトインを粉砕し分級することにより、各種粒子径のフェニトイン原薬を調製し、これらの粉末試料に対して直線偏光をもつ入射レーザー光を照射しながらラマンイメージングを行った。フェニトインの結晶軸方向と入射レーザーの偏光面のなす角度によってラマンスペクトルパターンが変化することについてはすでに当研究室で調査済みであり、その際の基本となるラマンスペクトル、つまり入射光の偏光面が結晶軸のa軸、b軸、c軸と平行になるときのラマンスペクトルを標準スペクトルとして、イメージングデータの解析を行った。その結果、当初の研究計画で予想した通り、フェニトインの凝集塊中の一次粒子形状が画像として得られることがわかった。これは一次粒子の境界面において、入射光の偏光面に対する結晶軸の方向が大きく変化することによるものと考えられる。この手法を応用し、フェニトイン製剤(アレビアチン錠100 mgおよびヒダントール錠100 mg)中におけるフェニトインの一次粒子形状のイメージングを成功させ、各種添加剤が共存する製剤中においても原薬一次粒子形状のイメージングが可能であることを示すことができた。なお、これらの成果については、日本薬剤学会第31年会(2016年5月、岐阜)、およびThe 1st Workshop for Japan-Korea Young Scientists on Pharmaceutics(2016年6月、京都)において発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の研究計画の通り、平成28年度にはフェニトインを材料とし、ラマンイメージングを応用して原薬凝集塊中の一次粒子イメージングが可能であることを示すことができた。また製剤中でのフェニトイン一次粒子イメージングについても、2社の市販製剤を用いて検証することができた。平成28年度の研究計画に挙げていたイメージング画像から画像解析ソフトウエアにより粒度分布測定を行うこと、また、市販製剤ではなく、調製したフェニトインの各種粒子径の原薬を用いたモデル製剤を自前で調製し、これに対してフェニトインの一次粒子イメージングを行うことの2点については、現在精力的に取り組んでいる状況であるが、まだ具体的な成果はあがっていない。一方で、平成30年度の研究計画としていた一次粒子イメージングと溶出挙動との関連性の調査に関しては、平成28年度中に簡易版の溶出試験装置を研究室に導入し、調製した各種粒子径のフェニトイン原薬の溶出速度測定をすでに実行している。以上のことを勘案して、本研究課題はおおむね順調に進展しているものと考える。

Strategy for Future Research Activity

フェニトインの一次粒子イメージングの画像解析から粒度分布測定を行う手法の確立、および各種粒子径のフェニトイン原薬を用いたモデル製剤の調製と一次粒子イメージングを早急に完了させる。また溶出試験を行うことのできる環境を研究室内に整えたので、上記の各種粒子径のフェニトインモデル製剤の溶出試験を行い、製剤中の一次粒子形状解析の結果と溶出挙動の関連性の調査(平成30年度計画としていたもの)にも平成29年度中から着手する。一方で、フェニトイン以外の医薬品原薬、例えばメトホルミン塩酸塩、レバミピド、シロスタゾールなどについても、フェニトインと同様に結晶構造解析からラマン分光法による原薬凝集塊中の一次粒子イメージングまでの過程を実行し、本研究課題の目的である製剤中の原薬一次粒子イメージングが広く汎用可能な手法であることを明示する。上記原薬を用いた各種ジェネリック製剤についても同様の解析を行い、先発製剤とジェネリック製剤について、一次粒子形状という観点からその差異を詳細に調査する。

Causes of Carryover

2017年3月に計画していた研究出張が取りやめになったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

同様の研究出張にて使用する予定。

  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Visualization of Protonation/Deprotonation of Active Pharmaceutical Ingredient in Solid State by Vapor Phase Amine-Selective Alkyne Tagging and Raman Imaging2017

    • Author(s)
      Moriyama, K., Yasuhara, Y., Ota, H.
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2017.03.006

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Advanced Applications of Raman Imaging for Deeper Understanding and Better Quality Control of Formulations2016

    • Author(s)
      Moriyama, K.
    • Journal Title

      Current Pharmaceutical Design

      Volume: 22 Pages: 4912-4916

    • DOI

      10.2174/1381612822666160726093637

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Raman Crystal Orientation Mapping: Visualization of Primary Particle of API in Formulations2016

    • Author(s)
      Moriyama, K.
    • Organizer
      The 1st Workshop for Japan-Korea Young Scientists on Pharmaceutics
    • Place of Presentation
      京都教育文化センター(京都府京都市左京区)
    • Year and Date
      2016-06-24 – 2016-06-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 薬学分野におけるラマン分光法応用研究の最先端2016

    • Author(s)
      森山 圭
    • Organizer
      最先端光計測とライフサイエンスの近未来
    • Place of Presentation
      東北大学青葉山キャンパス(宮城県仙台市青葉区)
    • Year and Date
      2016-06-18
  • [Presentation] 結晶配向性ラマンイメージングによりメトホルミン製剤中の原薬一次粒子イメージングと粒子径評価2016

    • Author(s)
      大西 宏来,森山 圭
    • Organizer
      日本薬剤学会第31年会
    • Place of Presentation
      長良川国際会議場(岐阜県岐阜市)
    • Year and Date
      2016-05-19 – 2016-05-21
  • [Remarks] 就実大学薬学部医薬品構造解析学講座ホームページ

    • URL

      http://moriyamalab.com

URL: 

Published: 2018-01-16  

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