传输粉末X射线衍射技术用于精确鉴定和定量药物多晶型——以甲磺酸二甲双胍为例

《Analytical Methods》：Transmission powder X-ray diffraction technique for precise identification and quantification of drug polymorphs – a case study using metformin embonate

粉末X射线衍射技术系统比较了毛细管传输、箔传输和反射三种几何结构在Metformin Embonate晶型分析中的应用效果，发现毛细管传输拟合最优（Rwp<0.1，GOF<1.0），箔传输结合了两种传输的优势并解决取向效应等问题，是首个系统对比反射/传输几何的研究，为药企晶型定量分析提供新方法。

　　

在这项研究中，我们展示了通过对两种抗糖尿病药物甲磺丁脲（甲磺丁脲I型和II型）的多晶样品进行粉末X射线衍射（PXRD）分析所获得的结果。我们采用了三种不同的实验几何结构：毛细管透射、薄膜透射和布拉格-布伦塔诺反射。我们的目标是确定哪种几何结构在利用甲磺丁脲作为模型实例时，能够最直接、最有效地实现活性药物成分的准确相鉴定和定量。我们通过将两种多晶形式的衍射图案与参考图案进行比较，来评估这三种几何结构下的衍射图案质量。薄膜透射和毛细管透射数据中的衍射峰是对称且分辨良好的，而反射数据中的衍射峰则较宽且相互重叠，特别是在低角度处存在明显的峰不对称性。为了评估这三种几何结构生成的数据质量，我们采用了Rietveld精修方法。结果表明，毛细管透射几何结构得到的数据拟合效果最佳，其残差因子（Rwp）和拟合优度（GOF）最低，其次是薄膜透射和反射几何结构。因此，薄膜透射几何结构可以被视为一种结合了毛细管透射和反射技术优点的中间方案，同时解决了与样品制备、数据质量、样品均匀性以及晶体取向效应等相关的问题。为了进一步强调薄膜透射方法的重要性及其在相定量研究中的实用性（相对于常用的反射方法），我们对多晶混合物（其中I型占5%至95%）进行了PXRD分析，并分别使用单峰方法和Rietveld精修方法对结果进行了处理。与反射数据相比，薄膜透射方法在数据拟合方面表现更为出色，预测成分与实际成分之间的线性关系更为理想。特别是在处理具有晶体取向性的非均质样品时，薄膜透射几何结构能够获得更好的分析结果。当多晶样品均匀且无晶体取向性时，反射和透射几何结构同样有效，都能得到满意的分析结果。据我们所知，这是首次系统地比较反射和透射几何结构的研究，并且还证明了薄膜透射方法在活性药物成分的多晶鉴定和定量方面的有效性。该研究还为多晶定量提供了实用建议，对制药行业具有重要的参考价值。