Микрокристаллическая электронная дифракция открывает новые возможности в разработке лекарств

Трёхмерные кристаллические структуры, показывающие относительное положение атомов, связи и внутримолекулярные взаимодействия, необходимы для понимания стабильности, реакционной способности, растворимости и, в конечном итоге, пригодности вещества в качестве фармацевтического препарата. Традиционно для определения кристаллических структур используется рентгеновская дифракция (XRD), предпочтительно на монокристалле. Однако XRD обычно требует крупных (100 мкм и более), хорошо упорядоченных кристаллов, в то время как несколько тысяч известных активных фармацевтических субстанций (API) доступны только в виде кристаллических порошков, которые не образуют крупных кристаллов.

Решение проблемы с помощью MicroED

Микрокристаллическая электронная дифракция (MicroED) может работать с кристаллами практически любого размера, так как крупные кристаллы можно разбить до размера, подходящего для MicroED. Этот метод использует пучок электронов вместо рентгеновских лучей. Поскольку электроны легко взаимодействуют с веществом, MicroED позволяет определять высококачественные кристаллические структуры по субмикронным кристаллам.

Преимущества для фармацевтики

• Открытие лекарств: Метод особенно полезен для малых молекул, многие из которых легко образуют микрокристаллы, и когда количество образца крайне ограничено.
• Разработка: Позволяет определять структуры продуктов реакции и побочных продуктов, что помогает оптимизировать синтез.
• Полиморфизм: Большинство API могут существовать в нескольких полиморфных формах (как алмаз и графит), которые обладают разными свойствами. MicroED может определять структуры переходных полиморфов, недоступных для XRD, помогая выбрать оптимальную кристаллическую форму с хорошими фармакокинетическими свойствами.

Рост и поддержка метода

Количество структур, определённых с помощью электронной дифракции, в Кембриджской структурной базе данных (CSD) растёт. По состоянию на июнь 2021 года в CSD было представлено более 100 уникальных наборов данных, определённых этим методом. За последние три года их число увеличивается быстрее, и Cambridge Crystallographic Data Centre (CCDC) поддерживает учёных, размещающих и делящихся своими данными MicroED.

Как отметила Сюзанна Уорд, руководитель отдела баз данных CCDC: «Электронная дифракция — одна из самых захватывающих и быстро развивающихся областей структурной науки. Она может ускорить разработку новых лекарств, и мы с нетерпением ждём, как это повлияет на объём и разнообразие данных в CSD».