Multiplexed Nucleation Approaches for Enhanced High Throughput Screening of Co-Crystals
用于增强共晶高通量筛选的多重成核方法
基本信息
- 批准号:10081479
- 负责人:
- 金额:$ 107.87万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-05-01 至 2022-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AccelerationAcetaminophenAcidsAddressBehaviorBenchmarkingBiological AvailabilityChemicalsCoupledCrystal FormationCrystallizationDataData CollectionDetectionDevelopmentDiabetes MellitusDropsEngineeringExcipientsExcretory functionExhibitsFailureGoalsHydrogen BondingLaboratoriesMetabolismMicroscopyMinorMole the mammalNational Institute of Diabetes and Digestive and Kidney DiseasesNational Institute of Drug AbuseNational Institute of General Medical SciencesOutcomePartner in relationshipPatternPerformancePermeabilityPharmaceutical PreparationsPharmacologic SubstancePhasePhotonsPowder dose formPreparationProteinsPublic HealthReproducibilitySafetySamplingSideSolidSolubilitySolventsSourceStructureSynchrotronsTechnologyTemperatureTestingTimeUnited States National Institutes of HealthVariantX ray diffraction analysisabsorptioncommercial applicationdata qualitydesignhigh throughput screeningimprovedin vivoinnovationnovelpressureprototypepublic health researchscreeningstoichiometrysynchrotron radiationtoolwater solubility
项目摘要
PROJECT SUMMARY
DeNovX’s technologies improve crystallization of active pharmaceutical ingredients (APIs) and proteins. Over
70% of APIs exhibit poor H2O solubility and bioavailability that contribute to drug failures. Co-crystallization
mates an API with a supramolecular heterosynthon and is a crystal engineering approach to creating H2O
soluble API compositions, but it is not yet reproducible for high throughput screening (HTS). A punch/die in an
HTS format and a hydraulic press can be used for compressive mechanocrystallization to give reproducible
shear forces adequate to form co-crystals. Phase I demonstrated a high confidence POC with a 48 well format
for HTS mechanocrystallization of an API co-crystal and gave excellent reproducibility in a continuous variation
study. A comparison of the solvent drop grinding benchmark with compressive mechanocrystallization showed
that the latter can be conducted in 81% less time with 60% less material while yielding 25% more sample for
analysis. Through subawards to Stanford’s Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) and Argonne’s
Advanced Photon Source (APS), Phase II will integrate HTS mechanocrystallization with synchrotron powder
X-ray diffraction (PXRD) analysis to give unparalleled minor constituent identification, quantitation, structure,
and throughput. Specific Aim 1: Conduct replicate (n ≥ 6) studies of compressive mechanocrystallization using
α-prototypes to identify variables most impacting API co-crystallization. Examine two benchmarks and ≥ 14
co-crystals from the acidic, basic, and neutral API classes matched appropriately to heterosynthons having
complementary H-bonding behavior. Collect synchrotron PXRD by subawards to SSRL and APS. Specific Aim
2: Test ≥ 6 compressive mechanocrystallization ꞵ-prototypes that can serve as consumable sample holders for
PXRD analyses of APIs and co-crystals. Four prototypes to be compatible with synchrotron PXRD and two
lower multiplexed formats suitable for laboratory PXRD. API co-crystal samples in multiplexed holders to give
synchrotron PXRD compositions within ±3σ of averages for n ≥ 6 continuous variation studies. Specific Aim 3:
Conduct high throughput synchrotron PXRD data collection to demonstrate limit of detection ≤ 0.2% (w/w) for
minor constituent API phases in a continuous variation study using 𝛾-prototype mechanocrystallization sample
holders. Concurrently demonstrate PXRD pattern acquisition rates ≤ 90 s per sample while retaining data
quality. Specific Aim 4: Demonstrate neat and solvent sparse compressive mechanocrystallization HTS of
co-crystals with synchrotron PXRD at SSRL/APS for each of ≥ 6 high impact API targets relevant to
pharmaceutical companies and NIH. Identify new co-crystal phases and preparative conditions enabling
solubility/permeability studies by stakeholders. Reproducible tools for HTS mechanocrystallization of APIs and
co-crystals will benefit Public Health by creating new or repurposed API compositions exhibiting superior in
vivo solubility and bioavailability for a $1 trillion pharmaceuticals market.
项目概要
DeNovX 的技术改善了活性药物成分 (API) 和蛋白质的结晶。
70% 的 API 的水溶解度和生物利用度较差,导致药物共结晶失败。
将 API 与超分子异质合成物相结合,是一种制造 H2O 的晶体工程方法
可溶性 API 组合物,但尚不能在冲头/模具中进行高通量筛选 (HTS) 重现。
HTS 格式和液压机可用于压缩机械结晶,以提供可重复的结果
剪切力足以形成共晶,第一阶段展示了 48 孔格式的高置信度 POC。
用于 API 共晶的高温超导机械结晶,并在连续变化中提供出色的再现性
研究表明,溶剂滴研磨基准与压缩机械结晶。
后者可以在减少 81% 的时间、减少 60% 的材料的情况下进行,同时多产生 25% 的样品
通过对斯坦福大学同步辐射光源(SSRL)和阿贡国家实验室的子奖项进行分析。
先进光子源 (APS) 第二阶段将高温超导机械结晶与同步加速器粉末相结合
X 射线衍射 (PXRD) 分析可提供无与伦比的次要成分鉴定、定量、结构、
具体目标 1:使用压缩机械结晶进行重复 (n ≥ 6) 研究。
α-原型以确定对 API 共结晶影响最大的变量 检查两个基准并且 ≥ 14。
酸性、碱性和中性 API 类别的共晶与具有以下特征的异质合成物适当匹配
通过 SSRL 和 APS 的子奖励收集互补的氢键行为。
2:测试 ≥ 6 个压缩机械结晶 ꞵ 原型,可用作消耗性样品支架
API 和共晶的 PXRD 分析 四个原型与同步加速器 PXRD 兼容,还有两个原型。
较低的多重格式适用于多重支架中的实验室 PXRD API 共晶样品。
n ≥ 6 次连续变化研究的同步加速器 PXRD 成分在平均值的 ±3σ 范围内。
进行高通量同步加速器 PXRD 数据收集,以证明检测限 ≤ 0.2% (w/w)
使用 𝛾 原型机械结晶样品进行连续变化研究中的次要成分 API 相
同时展示每个样品的 PXRD 图案采集率 ≤ 90 秒,同时保留数据。
具体目标 4:展示纯且溶剂稀疏的压缩机械结晶 HTS。
在 SSRL/APS 下使用同步加速器 PXRD 进行共晶,针对 ≥ 6 个与相关的高影响 API 目标中的每一个
制药公司和 NIH 确定新的共晶相和制备条件。
利益相关者进行的溶解度/渗透率研究 可重复的 API 和 HTS 机械结晶工具。
共晶将通过创造新的或重新利用的 API 组合物来造福公众健康,这些组合物在以下方面表现出优异的性能:
价值 1 万亿美元的药品市场的体内溶解度和生物利用度。
项目成果
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