热点关注:  
X射线 3D打印 中广核技 中国同辐 太赫兹 新冠疫情 粒子加速器 质子治疗 电子束辐照 放射性同位素 辐照交联 辐射剂量 直线加速器

技术装备 > 核分析技术 > 正文

X射线衍射在药物分析中起什么作用?

X射线衍射 X射线安检 X射线晶体学
发布:2021-04-09 15:02:47    

当局数十年来一直使用X射线技术来预防犯罪并确保人们的安全。它们最著名的用途也许是用于检测危险和违禁物品或物质,以防止它们进入受控区域,例如机场或飞机,政府大楼,火车站或火车,文化地标和其他高风险的危险区域位置。禁止使用的物质可能包括枪支,炸药或毒品。

在本文中,我们将深入研究在药物检测和分析中使用X射线方法。除了将其用作安全方法以控制非法药物的移动外,X射线技术还被用于鲜为人知的应用中,用于开发和发现新的药物。

在这些应用中已经建立了X射线衍射方法。下面,我们讨论X射线衍射在两种不同环境下分析药物时所起的作用。


 图片来源:Isuaneye / Shutterstock.com

机场安检

近年来,在机场使用的X射线技术变得越来越复杂,并且仅凭图像就能识别藏在行李中的毒品。X射线技术不仅可以检测金属和非金属之间的差异,就像当初将其作为安全元素时一样,但是现在,随着X射线衍射的发展,它可以识别某些元素的存在和物质。特定元素的原子结构对暴露于x射线波长具有独特的响应,从而产生独特的波长,该波长具有可识别的能级。该反射的波长用作元素的指纹,并可以识别乘客可能试图越过边界的非法药物的存在。

可以对X射线衍射方法进行编程以搜索特定的原子组成,例如识别可卡因或其他麻醉品的原子组成。现代X射线衍射仪可以生成行李或容器内部结构的高速3D图像,这些图像可以给出每个点原子排列的详细信息。尽管仍然需要进一步开发这些方法以提高其清晰度和准确性,但X射线衍射已成为一种可靠的方法,可用于快速识别杂物场景中的物质,例如手提箱,其中时间和安全性至关重要。

药物发现与开发

X射线晶体学是X射线衍射的一种形式,用于揭示晶体或粉末颗粒的原子和分子结构。该技术依赖于以下事实:样品中的晶体原子会根据物质的特性以特定方式衍射入射X射线束。

上个世纪以来,X射线晶体学技术得到了发展,现已成为一种以原子分辨率确定样品分子结构的牢固确立的方法。最近,在过去的二十年中,X射线晶体学在新的药物共晶体创新研究和开发领域得到确立。这些物质是含有活性药物成分和共形成剂的结晶固体。药物共晶体在改善药物活性成分的性质和递送方面起着至关重要的作用,这就是为什么对其进行准确有效的分析至关重要。

X射线晶体学通常用于研究结晶固体的单晶,其中通过单晶进行的X射线衍射测量表明该物质的特性,这对于定性和定量分析均有用。该方法可用于成功分析药物物质的相纯度。

由于易于生产和具有稳定物质的优点,通常通常首先将药物制成固体形式。但是,如果药物的固体形式面临关键问题,例如溶解性,渗透性,吸湿性,稳定性溶出速率或任何其他理化性质问题,那么药物开发人员通常会寻求以其他形式生产药物,例如以盐,共晶或溶剂化物/水合物的形式存在。药物开发人员面临的挑战在于需要以不同的形式生产药物,同时能够控制和预测其各种特征,确保可以计算出正确的剂量,并突出潜在的副作用。

实践证明,使用X射线晶体学分析结晶固体对于获得有关药物众多特征的准确信息,促进开发更有效的替代药物至关重要。X射线晶体学在药物中的使用还有助于缩短开发时间,在短时间内获得必要的见解,帮助科学家了解在进入临床试验阶段之前,他们需要对正在开发的药物进行哪些修改。与其他方法相比,速度更快。

推荐阅读

科学家使用X射线衍射技术发现一种新型的分子结

来自曼彻斯特大学的一个团队采用了3x3交织的分子网格作为中间和关键结构-他们在Diamond的I19光束线上使用单晶X射线衍射技术解决了这个关键结构。 2020-12-18

我国科学家发现一种新型氢水合物的形成过程以及结构性质

记者29日从中科院合肥物质科学研究院获悉,该院固体物理所计算物理与量子材料研究部极端环境量子物质中心团队利用金刚石对顶砧高压实验技术,结合原位拉曼光谱实验技术、原位X射线衍射实验技术以及第一性原理,计算研究了一种新型氢水合物的形成过程以及结构性质。研究成果发表在国际著名期刊《物理学评论快报》上。 2020-12-30

揭示微吸收:为什么XRD中的荧光抑制作用有害无益

当样品在X射线衍射(XRD)实验过程中发荧光时,定量结果中产生的误差可能使实验毫无意义。在用铜X射线管对含铁的样品进行测量时,荧光尤其常见。 2021-01-06

借助同步辐射X射线衍射技术对半水合氨样品进行研究

科研人员通过拉曼光谱探测,结合同步辐射X射线衍射技术以及第一性原理计算,对超过120万大气压的半水合氨样品进行了研究,相当于天王星 海王星约9870 8085公里深处压力。 2021-01-19

巴西全新同步辐射光源天狼星使用普发真空产品

天狼星 (Sirius) 不仅是夜空中最亮的恒星,也是巴西这座全新同步辐射光源的名字。它是世界上最早建成的一批第四代同步辐射光源之一,也是巴西有史以来建造的最复杂的科研设施——一座进行尖端科学研究以及为健康、农业、能源和环境等领域的全球问题寻找解决方案的战略基础设施。 2021-02-23
阅读排行榜