乳果糖是临床应用十分广泛的经典药用糖类,凭借安全温和的药理特性,常用于便秘、肝性脑病等病症的治疗,也可作为药用辅料、食品添加剂广泛落地,制剂研发需求持续走高。
乳果糖属于典型的多羟基糖类化合物,虽然具有较强的亲水性,但实际样品则呈现高粘度的粘稠液体状态,在常规条件下很难获得尺寸、完整性和衍射质量都满足单晶检测要求的高质量单晶,也很难获得其准确的三维空间结构。
类似乳果糖的药物还有山梨醇、乳糖醇等,这类低熔点API、油状药物、长柔性链分子、离子液体型API,以及高柔性天然产物,都面临着同样的单晶培养和结构解析难题。
乳果糖这类分子的结构解析难点主要体现在以下四点:
1. 高亲水性,水合作用强
乳果糖含有多个羟基,易与水分子形成丰富的氢键网络,分子脱溶剂化并进入晶格的难度较高。
2. 高浓度下体系黏度大
乳果糖溶液浓缩后黏度明显升高,分子扩散和迁移速率下降,不利于分子持续向晶核表面输运和有序生长。
3. 分子有序排列难度高
乳果糖具有一定的构象自由度,同时存在多种可能的氢键作用方式,分子需要经过取向和构象调整才能规则进入晶格。
4. 易形成无定形或微小晶体
在高黏度和强溶剂化环境下,体系可能在形成高质量大单晶之前进入无定形、玻璃态或微晶状态,难以满足单晶检测对晶体尺寸和完整性的要求。
跳出单晶困局,MicroED 提供解析新思路
MicroED(微晶电子衍射)是基于冷冻透射电镜获得的电子衍射数据,测定晶体三维空间结构的技术。其入射光束为高能电子,与晶体相互作用极强,因此即使测试晶体尺寸仅为百纳米级别(>0.1 µm),也可获得高分辨率的衍射信息,显著降低了对样品尺寸和纯度的要求。
MicroED技术可以突破传统单晶XRD对大尺寸完整单晶的硬性要求,可直接从API粉末中筛选微晶进行测试,绕开乳果糖难以无法生长大单晶的先天短板解决结构解析难题。
MicroED在乳果糖结构解析中的技术优势
l 案例:
在客户的项目中,我们收到乳果糖样品之后,分析项目发现无法获得满足单晶解析要求的合格晶体后,推荐客户直接使用MicroED进行结构解析:
针对乳果糖极易吸湿返黏的特性,我们团队先为乳果糖制定了一套固体化的结晶策略,通过筛选、尝试多种条件,制备出了高结晶性的乳果糖粉末;得到合格粉末样品后,使用MicroED技术,直接用粉末样品上机测试,仅用2天就解析出了乳果糖的晶体结构。
瑞果糖
乳果糖粉末 电镜下晶体挑选
电子衍射数据收集 晶胞结构
MicroED可服务的场景包含:粉末样品结构解析、共晶药物结构解析、制剂中API晶型原位鉴别、微量样品结构解析、混合晶型确认、绝对构型解析、水合物原位解析、有机小分子解析等。
如果您手上也遇到难结晶样品结构解析的难题,欢迎和我们交流探讨项目需求。












