2022 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of low-frequency Raman spectra and its application to precision control of drug manufacturing process
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20K07002
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| Research Institution | Meiji Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
深水 啓朗 明治薬科大学, 薬学部, 教授 (20366628)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 低波数ラマン / 結晶構造 / 配向 / 異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低波数領域のラマン分光法は結晶格子の振動スペクトルであり，分子配列の状態を反映することから，医薬品原薬あるいは製剤の新たな品質管理手法として応用が期待されている．2022年度は球形晶析における析出過程をモニタリングする計画であったが，撹拌造粒のモニタリング，特に添加剤の影響について学会発表した際の評価が高かったことから，原薬の結晶形態および添加剤の種類やグレードを追加検討した．また，散乱ピークの帰属についてはGaussianやESPRESSOといったソフトウェアによる量子計算を行った．
近年，難水溶性の原薬に対して，水溶性の向上を目的とした塩やコクリスタルが原薬形態として選定されているが，湿式の造粒工程においては，水の添加時にフリー体原薬とカウンター物質（カルボン酸など）の解離が懸念されている．小型の撹拌造粒装置を用いて，原薬の分子状態をプローブ型の検出器でモニタリングしたところ，アセトアミノフェンのコクリスタル系列，またアミド塩の間で相対的な解離速度を評価することができた．また，ポリビニル系の崩壊剤について，粒子径（比表面積）や細孔分布の異なるグレードについても原薬の解離挙動を比較することができた．
これまで継続的に検討してきた散乱ピークの帰属について，市販の計算ソフトであるGaussianを導入し，アセトアミノフェンの結晶構造データから低波数領域におけるラマンスペクトルを予測した．cifファイルのコンフォメーションを元に構造最適化を行ったところ，ほとんど差は無く，結晶内で安定なコンフォメーションをとっていること，あるいは計算結果の妥当性が示唆された．ただし，分子の数が複数になるとリソース上の問題が生じたため，熊本大学の研究チームとともに，ESPRESSOを用いて検討したところ，高波数側へのシフトが認められるものの，主要な散乱ピークを反映した予測結果を得ることができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度に引き続き，新型コロナウイルスの感染対策が継続されており，研究活動を自粛あるいは制限せざる得ない状況が続いたものの，研究活動に対するエフォートは改善の傾向が認められているので，感染対策を継続しつつ，研究活動の全面的な再開，維持に努めていく．
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に続き，新型コロナウイルスの感染拡大により様々な活動が制限されているが，本学および当研究室では大学院生を中心に，基本的な対策を継続することで研究活動を維持している．研究室内の打ち合わせやセミナー等にWeb会議ソフトの活用が通常となり，学外ならびに海外の研究協力者，あるいは就職した卒業生とも交流を深められている．次年度は，本研究課題に直接的に取り組む大学院生が2名，学部生が2名，大学院研究生が2名，在籍していることから，継続して研究を推進できると考えている．学会発表の機会もオンラインから徐々にハイブリッド形式を含む現地開催へ移行されていることから，本課題の最終年度も積極的な公表に努める所存である．
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| Causes of Carryover |
前年度に続き，新型コロナウイルス感染拡大の影響による研究活動の制限にともない，当初の使用計画が順延されているため，次年度使用額が生じた．ただし，感染状況の改善とともに研究活動は再開できており，期待した結果も得られていることから，最終年度においては公表に重きを置いて予算を使用する計画である．
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