需要显示原子、键和分子内相互作用的相对位置的三维晶体结构来了解稳定性、反应性、溶解性以及最终的药物用途适用性。药物研究人员通常使用 X 射线衍射 (XRD) - 首选单晶 XRD - 来解析晶体结构。但是 XRD 通常需要大的(100 μm 或更大)、有序的晶体和数千种已知的活性药物成分 (API)，它们只能作为不易形成大晶体的结晶粉末获得。
“对于那些对确定晶体结构感兴趣的人来说，生长大晶体是一个巨大的瓶颈，”作者、纳米成像服务公司 MicroED 科学小组负责人杰西卡·布鲁恩博士说。“MicroED 可以处理几乎任何尺寸的晶体，因为将大晶体破碎成适合 MicroED 的尺寸通常相当简单。”
自动数据收集和数据处理的发展导致人们对电子衍射作为 XRD 替代品的兴趣增加。电子衍射类似于 XRD，不同之处在于它使用电子束而不是 X 射线来获得结构。由于电子很容易与物质相互作用，MicroED 可以从亚微米尺寸的晶体中解析高分辨率晶体结构。这对于小分子药物尤其令人兴奋，其中许多药物很容易形成微晶，当样品数量极其有限时，该方法有助于药物发现阶段。在开发阶段，研究人员可以使用它来确定反应产物和副产物的结构，这有助于指导合成策略并为生产决策提供信息。
“与当今的电子衍射相比，单晶 X 射线衍射更快、更便宜且更容易获得，”布鲁恩说。“然而，我确实希望看到电子衍射确定越来越多的 X 射线无法获得的结构，例如瞬态多晶型结构，有助于扩大可以确定的晶体结构的范围。”
多晶型物是具有相同化学成分但具有不同晶格特性的不同分子堆积的晶体结构，如金刚石和石墨。大多数活性药物成分 (API) 被认为以不止一种多晶型形式存在，这会导致药物特性截然不同。成功的药物配方需要选择最佳的多晶型物，这需要轻松解决结构问题。此外，当今开发的大多数药物都表现出较差的溶解性。确定 API 可以采用的许多不同形式(包括多晶型物、共晶、水合物、溶剂化物等)的结构有助于研究人员更好地设计具有良好药代动力学特性的最佳晶型。
标签： 微晶电子衍射
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