KURZBESCHREIBUNG DER LÖSUNG
Hochdurchsatz-Screening
mit THz-Raman
Herausforderung
Die schnelle und zuverlässige Identifizierung von Polymorphen bei der Entwicklung von Arzneimitteln ist sowohl für die Patentanmeldung als auch für neue Entdeckungen entscheidend. Die Verwendung von Platten mit Vertiefungen für das Hochdurchsatz-Screening (HTS) verbessert die Effizienz. Allerdings können innerhalb einer einzigen Vertiefung Kristallisationen und Formveränderungen auftreten, die zu irreführenden Ergebnissen führen. Genaue Ergebnisse sind entscheidend, um die potenziellen finanziellen Erträge zu maximieren und den Wettbewerb zu begrenzen.
Traditionelle Lösungen
PXRD ist der derzeitige Standard für die quantitative Analyse von Kristallinität und strukturellen Unterschieden, eignet sich aber nicht für HTS oder Proben mit geringem kristallinen Anteil. Spektroskopie im ss-NMR-Verfahren ist empfindlicher für Kristallinität, aber teuer und langsam. Die Ramanspektroskopie wird häufig eingesetzt, da sie nur minimale Anforderungen an die Probenhandhabung stellt. Allerdings können die kleinen Bandenverschiebungen, die durch Form- und Kristallinitätsänderungen entstehen, in der traditionellen Fingerprint-Region (200–1.800 cm-1) nur schwer zuverlässig nachgewiesen werden.
Lösungen von Coherent
Coherent THz-Raman®-Systeme erweitern den Bereich der Ramanspektroskopie auf den THz-/Niederfrequenzbereich (5–200 cm-1), in dem Kristallgittermoden gefunden werden, die der Molekularstruktur und Phasenänderungen entsprechen. THz-Raman® bietet ein höheres SNR als herkömmliches Raman, was zu kürzeren Erfassungszeiten und einer verbesserten Erkennungssicherheit führt und Arbeitsabläufe mit höherem Durchsatz ermöglicht.
Das neue Well Plate System (TR-WPS, Abb. 1) von Coherent kann automatisch hochauflösende Daten über die Zusammensetzung und Form sowohl von Well-Platten als auch von Tabletten erfassen. Als Beispiel wurde das TR-WPS zur Abbildung einer Excedrin-Tablette verwendet (Abb. 2). Die Hauptkomponentenanalyse (PCA) und das Clustering wurden verwendet, um die drei Bestandteile (Acetaminophen, Aspirin und Koffein) sowie Mischungen in den Grenzregionen zu identifizieren. Gleichzeitig wurden Bilder mit polarisiertem Lichtmikroskop (PLM) für die Region aufgenommen und dann zum visuellen Vergleich mit der Raman-Karte überlagert. Die entsprechenden Spektren (Abb. 3) veranschaulichen die hohe Qualität der Daten und zeigen die Fähigkeit des TR-WPS, Materialien oder Polymorphe schnell zu identifizieren und zu unterscheiden und sowohl visuelle als auch spektrale Daten zu erfassen.
Anwendungsfeld
Raman, Hochdurchsatz-Screening, Polymorphe, Kristallinität, Polarisationslichtmikroskopie, Pharmazeutika, Biopharma.
Abbildung 1: Das TR-WPS ist ein vollautomatisches THz-Raman-System, das für das Hochdurchsatz-Screening und die Charakterisierung von Polymorphien und der Kristallinität von Materialien wie pharmazeutischen Wirkstoffen (APIs) entwickelt wurde.
Abbildung 2: Rapid Tablet Mapping-Bild einer Excedrin-Tablette in einer Vertiefung, basierend auf > 27.000 spektralen Datenpunkten, die über einen Bereich von 3,5 mm Durchmesser der Tablette in 9 Minuten gesammelt wurden.
Abbildung 3: Einzelne Komponentenspektren der Excedrin-Tablette Bemerkenswert sind die außergewöhnlich starken Signale und die klare Differenzierung im niederfrequenten/THz-Raman-Bereich.