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药物手性确认:新药研发的关键技术与创新突破
发布日期:2026 . 03 . 11
外泌体脂质体

手性分子作为合成化学研究的前沿领域,正持续推动生物、医药、材料、信息等多学科的交融发展,其精准构筑更是当下科学研究的热点。而在制药行业对研发精准性与效率要求不断提升的背景下,传统手性确认技术的局限性日益凸显,青云瑞晶立足药物研发实际需求,构建的X射线衍射与MicroED双技术核心平台,以“精准适配、优势互补”的技术体系打破传统技术限制,为药物手性确认带来了颠覆性的解决方案,也为该技术的产业落地与广泛应用筑牢了基础。

药物手性确认:新药研发的关键技术与创新突破

一、药物手性确认的行业刚需与技术痛点

手性分子的R、S两种构型呈镜像对称却无法重叠,而生命体对分子手性具有高度的选择性,构成生命的氨基酸、DNA等核心生物分子均为单一手性构型,这使得手性药物的不同构型在生物体内会表现出截然不同的生物效应。有效构型能精准结合靶点发挥治疗作用,而无效甚至有害构型不仅无治疗效果,还可能引发严重毒副作用。

当前药物研发中,手性确认的核心需求是对化合物绝对构型的精准判定,但传统技术手段均存在难以突破的痛点,无法适配行业发展需求。有机化学法需通过繁琐的合成反应推导构型,操作复杂且效率极低,还易产生推导误差;核磁共振法依赖昂贵的手性试剂进行衍生化处理,不仅研发成本高,应用范围也受试剂类型限制。

作为传统手性确认主流技术的X射线衍射法,虽检测结果具备权威性,却对样品有着严苛要求,不仅需要培养50微米以上的单晶,还需200mg以上的原料,且其依赖的反常散射信号对于仅含轻原子的药物分子,通常需使用铜靶X射线源或引入重原子才能有效解析手性,面对混合相样品更是无法实现有效解析。这些问题让传统技术在面对新药研发早期原料稀缺、混合晶型药物解析等场景时束手无策,成为制约制药行业高质量发展的技术瓶颈。

二、MicroED技术:突破传统的手性确认创新方案

MicroED(微晶电子衍射)技术的问世,从根本上突破了传统药物手性确认技术的局限,与X射线衍射技术形成天然互补,成为该领域的革命性技术。作为基于冷冻透射电镜的晶体结构解析技术,MicroED以高能电子为入射光束,与晶体的作用强度远高于X射线,仅需100纳米的纳米级晶粒就能快速获得高分辨率衍射数据,为药物手性确认提供精准的结构基础,恰好弥补了X射线衍射在晶体尺寸要求上的核心短板。

在药物手性确认的核心环节,MicroED通过动力学精修技术实现手性化合物绝对构型的精准判定,相较于X射线衍射的反常散射原理,其判定过程更直接、结果更精准。同时,MicroED技术大幅降低了对样品的各项要求,完美适配新药研发的多元场景:样品消耗量最少仅需2mg,远低于X射线衍射的200mg标准,解决了研发早期原料稀缺的痛点;对样品纯度无严苛要求,可直接对混合相样品进行解析,利用其高空间分辨率,在电镜下分别定位并采集不同微晶的衍射数据,从而独立解析出各纯相的结构,攻克了混合晶型药物手性确认的行业难题;纳米晶、粉晶、针状晶体等多种形态的样品均能被解析,覆盖了药物研发中常见的各类样品类型,进一步提升了技术的适用性。而X射线衍射技术则在高纯度、大尺寸单晶样品的手性确认中保持着传统优势,二者各有所长、各补其短,为双技术协同平台的构建奠定了核心基础。

三、双技术平台落地:赋能药物手性确认产业实践

MicroED与X射线衍射技术的优势互补特性,让双技术协同成为药物手性确认的发展趋势,而青云瑞晶立足药物研发的实际需求,率先构建起X射线衍射与MicroED双技术核心平台,打造出“精准适配、优势互补”的技术体系,突破了单一技术的应用限制,实现两种技术协同覆盖全类型样品的结构确证需求,推动先进的药物手性确认能力从实验室走向制药行业一线,真正实现技术的产业化落地。

青云瑞晶的MicroED结构解析平台由国内MicroED技术领军人物孙俊良教授领衔的研发团队打造,在原有技术基础上完成了全方位的升级优化,还自主开发了全套全新的软件算法,让MicroED与X射线衍射技术在药物手性确认中的效率和精准度实现双重提升。目前该平台已成功解析小分子结构450+个,覆盖药物分子、天然产物、共晶复合药物、多肽药物等多个领域,均实现了高效、精准的手性确认。

在实际产业应用中,青云瑞晶实现了双技术的精准适配与灵活应用:针对微量、混合相、纳米级晶体样品,采用MicroED技术完成手性确认与结构解析;针对高纯度、大尺寸单晶样品,通过X射线衍射技术实现权威判定。同时,平台还能在共晶药物研发中完成制剂中API晶型的原位鉴别与手性确认,在天然产物药物开发中对微量样品实现快速手性解析,最终形成了从新药研发早期到生产质控后期的全流程、全场景药物手性确认解决方案,为制药企业提供了一体化的技术支撑。

四、技术发展趋势与药物手性确认的行业价值

随着制药行业向精准化、创新化方向深度发展,手性分子的精准构筑与药物手性的精准确认成为行业核心需求,药物手性确认技术也朝着低样品消耗、高解析效率、全场景适配的方向不断迭代,而MicroED与X射线衍射双技术的协同优化,成为该领域未来的核心发展趋势。依托青云瑞晶自主研发的软件算法与持续的硬件升级,双技术平台在药物手性确认中的解析速度将进一步提升,对更微小、更复杂样品的解析能力也将持续突破,持续拓展技术的应用边界。

药物手性确认技术的创新与双技术平台的产业化落地,对制药行业发展具有多重核心价值。一方面,其大幅降低了药物研发的原料消耗与时间成本,提升了研发效率,让新药研发早期的微量样品、混合晶型样品等都能实现高效解析,加速了创新药的研发进程;另一方面,从源头上保障了手性药物的用药安全,通过对绝对构型的精准判定,剔除有害构型,确保药物的有效性与安全性,筑牢药品质量的第一道防线。


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