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2018 年度 実績報告書

低振動数スペクトルに現れる有機分子結晶中不純物分子の影響解明とその利用

研究課題

研究課題/領域番号 16H03882
研究機関静岡大学

研究代表者

佐々木 哲朗  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (20321630)

研究分担者 坂本 知昭  国立医薬品食品衛生研究所, 薬品部, 室長 (40311386)
大塚 誠  武蔵野大学, 薬学部, 教授 (90160548)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードテラヘルツ / 医薬品 / 不純物検出
研究実績の概要

微量不純物の検出において不純物分子を直接検出するのではなく、不純物分子が母結晶に与える影響として間接的に検出することで高感度化が実現することを利用し、テラヘルツ吸収スペクトルの周波数シフトを精密に計測することで、その周波数シフトから不純物量を定量評価することに成功した。これは医薬品の不純物検査で一般的に用いられている液体クロマトグラフィ(LC)が苦手とする主薬成分分子に近い分子種、分子量の不純物分子を測定対象にできるので、LCを補完する技術・装置となると期待される。この手法を実際に適用するのにふさわしい対象物質は、高い結晶性を持って鋭い吸収線を示すと共に、吸収線が他の吸収線に近接せずに存在することであり、このような吸収線を多数観測できれば不純物の種類まで定性評価できる可能性が高まる。そのような測定対象の探索を進めたところ、分子量400~4,000程度となる中分子医薬品分子は低温で鋭い吸収線を多数示すことを見出した。例えば、アモキシシリン三水和物やプロブコールはいずれも室温では明瞭なピークを示さないものの、10 Kの低温では最小の半値幅が約5 GHzと非常にシャープになり、多数の吸収線が現れることを見出した。分子量(≒分子中の原子数)が大きくなると振動モードの自由度が増えるためにシャープなスペクトルは観測されないという従来の定説を覆す発見となり、今後ペプチドやタンパク質などのより大きい分子へのテラヘルツ分光スペクトル測定に繋がる結果である。本年度はこれらの結果を査読付英文雑誌にて発表すると共に、派生的ではあるが探索時に測定した医薬品についてテラヘルツスペクトルとXRDスペクトルを対応させた「医薬品テラヘルツスペクトルデータベース」を構築してWEB公開した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 連続波テラヘルツレーザー分光測定による医薬品検査2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木哲朗、坂本知昭
    • 雑誌名

      PHARM TECH JAPAN

      巻: 35 ページ: 125-130

  • [雑誌論文] Sharp Absorption Peaks in THz Spectra Valuable for Crystal Quality Evaluation of Middle Molecular Weight Pharmaceuticals2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Tetsuo、Sakamoto Tomoaki、Otsuka Makoto
    • 雑誌名

      J Infrared Milli Terahz Waves

      巻: 39 ページ: 828-839

    • DOI

      10.1007/s10762-018-0494-2

    • 査読あり
  • [学会発表] Quantitative impurity measurement in pharmaceuticals by THz laser spectrometer2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Makoto Otsuka
    • 学会等名
      PITTCON 2019 Philadelphia, USA, 2019.3.17-21
    • 国際学会
  • [学会発表] 医薬品のテラヘルツ分光スペクトルデータベースの構築2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木 哲朗、坂本 知昭、大塚 誠
    • 学会等名
      日本薬学会 139年会(2019.3.20-23)千葉
  • [学会発表] 連続波テラヘルツレーザー分光測定による医薬品品質検査2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木 哲朗、坂本 知昭、大塚 誠、西澤 潤一
    • 学会等名
      学振182委員会研究会, 2019.2.12, えんてつ駅前貸会議室、浜松
    • 招待講演
  • [学会発表] High accuracy and high resolution terahertz spectroscopy for impurity detection in pharmaceutical drugs2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Makoto Otsuka
    • 学会等名
      the 4th International Conference on Nano Electronics Research Education 2018 (ICNERE 2018), 2018.11.28
    • 国際学会
  • [学会発表] A trial application of terahertz spectroscopy as a pharmaceutical process monitoring tool2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Biomedical Engineering (ISBE2018), 2018.11.9.
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative Impurity Measurement In Organic Crystals By Precise Measurements Of THz Absorption Frequencies2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Makoto Otsuka
    • 学会等名
      43rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2018), Nagoya, Japan, 2018.9.10 - 9.14
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of a-Cyclodextrin Hexahydrate Crystal by High Accuracy Terahertz Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Sasaki, Tomoaki Sakamoto, Makoto Otsuka
    • 学会等名
      ICS2018, 2018.4.29, Sophia Univ., Tokyo
    • 国際学会
  • [学会発表] 連続波テラヘルツ分光スペクトルを利用した医薬品分析2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木哲朗
    • 学会等名
      第24回 マイクロシステム融合研究会, 東北大学, 仙台, 2018.6.15
    • 招待講演
  • [備考] THz spectral database for Pharmaceuticals

    • URL

      https://www.rie.shizuoka.ac.jp/~thz/database/

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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