Aplikace RTG difrakčních metod ve farmaceutickém průmyslu

prof. RNDr. Bohumil Kratochvíl, DSc.
Ing. Jan Čejka, Ph.D.
Ing. Václav Eigner, Ph.D.
Yelizaveta Naumkina, MSc. (PGS)

Rtg. difrakce práškových materiálů, teoretické výpočty krystalové struktury

doc. Dr. Ing. Michal Hušák
Ing. Jan Rohlíček, Ph.D.

Rtg. difrakce monokrystalu a farmaceutický screening

Skupina se zabývá aplikací RTG strukturní a fázové analýzy ve farmaceutickém výzkumu, vývoji, výrobě a kontrole. Je vybavena moderním RTG monokrystalovým difraktometrem, pořízeným v rámci programu KvaLab, Bruker D8 Venture s dvěma zdroji Incoatec microfocus Mo a Cu a detektorem Photon 100(Obr. 1.) a starším difraktometrem Xcalibur PX (Obr. 2.). Má k dispozici, ve spolupráci s Laboratoří RTG difraktometrie CL VŠCHT Praha (Dr. Jaroslav Maixner), i několik RTG práškových difraktometrů (Seifert XRD3000P, Bruker AXS, Philips X'Pert). Skupina spolupracuje s několika farmaceutickými výrobci v ČR (Teva Czech Industries s.r.o., Zentiva k.s. , Chemopharma a.s. a další).  

                  Obr. 1.: Bruker D8 Venture                                                                    Obr. 1.: Xcalibur PX

Skupina se zabývá monitorováním polymorfie aktivních farmaceutických substancí metodami RTG difrakční analýzy a rozvojem této metodiky (nově: řešení krystalových struktur substancí z RTG práškových dat). Výsledky studií jsou aplikovány pro sledování molekulárního pakování polymorfů, dále pro výzkum flexibility/rigidity biologicky aktivních molekul, v modelování kavit v krystalových strukturách substancí a ve studiu jejich zaplnění molekulami solventů, ve vývoji specializovaného krystalografického software, v modelování interakcí některých substancí s receptory, ve vybraných krystalizacích a v mikroskopických pozorováních.

Screening nových forem aktivních farmaceutických látek (API)

Pro screening nových forem aktivních farmaceutických látek je využívána široká škála dostupných i méně obvyklých metod. Počínaje krystalizací z roztoku, slurry experimenty, přes techniky krystalizace z taveniny, pomocí mletí, sublimace (depozice par), včetně robotizace.

Rtg. difrakce práškových materiálů, teoretické výpočty krystalové struktury

Vyřešení struktury molekul ixazomibu a selexipagu z práškových  difrakčních dat

Z práškových difrakčních dat získaných měřením na Evropském synchrotronovém zdroji v Grenoblu, se podařilo vyřešit struktury 3 relativně složitých farmaceutických látek - 2 modifikací ixazomib a selexipagu. Práce je zajímavá tím, že z hlediska složitosti jde o rekordní případy struktur, řešených pouze z práškové difrakce.

Verifikace řešení krystalové struktury přes kvantově mechanické výpočty založené na DFT teorii

Skupina se zabývá vývojem metod na ověření správnosti řešení krystalové struktury srovnáním s výpočtem založeným na DFT teorii. Tímto způsobem lze třeba rozlišit soli od kokrystalů, nebo detekovat špatně vyřešené struktury.  Vzhledem k náročnosti výpočtů využíváme superpočítačové vybavení národního centra IT4innovations v Ostravě.