KR20030038568A - 유기 화합물의 결정화 조건을 스크리닝하는 방법 - Google Patents

Abstract

각각의 조성물이 하나 이상의 분석물을 함유하는 한 세트의 조성물을 공급하고, 그리고 각각의 조성물이 하나 이상의 조성물에서 결정화에 영향을 주고 모든 결정화를 탐지할 수 있는 적어도 제 1의 조건을 채택하도록 유도하거나 또는 채택할 수 있도록 하는 것으로 이루어지는, 하나 이상의 분석물의 다형을 탐지하기 위한 방법.

Description

유기 화합물의 결정화 조건을 스크리닝하는 방법{SCREENING CRYSTALLISATION CONDITIONS OF ORGANIC COMPOUNDS}

일반적으로 결정화는 액체 환경으로부터 분리 또는 침전으로 간주된다. 결정화로의 기본적인 접근은 보통은 매우 간단한다. 결정화되는 분자는 용해되거나 현탁되고, 그 다음에 용액에서의 분자의 용해도에 영향을 주는 조건에 직면하게 된다. 이것은 임의로 온도, 압력 또는 중력과 같은 다른 인자의 변화와 결합하여, 용매의 제거에 의하여 또는 용해도를 감소하는 다른 화합물의 첨가에 의해 이루어질 수 있다. 조건이 적당할 때에, 결정이 성장할 작은 핵이 형성될 것이다. 조건 및 결정화 사이의 관계는 일반적으로 잘 이해되지는 않는다. 결정화 조건의 최적화는 주로 시행착오에 기초한다. 최적의 결정화 조건을 측정하는 것은 노동적이고 시간-소모적인 공정일 수 있다.

많은 분자는 다른 결정형, 다형으로 알려진 현상으로 결정화할 수 있다. 이 다른 결정형의 외관은 결정이 핵으로 되는, 성장하는 또는 성장 후 노출되는 물리적 및 화학적 환경에 강하게 의존한다. 다른 결정형은 결정화가 실행되는 다른 조건하에서 생성된다. 하지만, 특정한 분자의 다형체의 형태가 존재하거나 또는 예상될 수 있는가 및 그렇다면 어떻게 생산될 수 있는 지를 확실히 예상할 수 있도록 하는, 현저한 이론적인 구성은 없다. 분자의 다형체 작용의 동정 및 다른 다형체의 형태가 얻어질 수 있는 조건의 측정은 실험에 의하여, 시간-소모적이고 및 노동집약적인 공정으로 이루어져야만 한다.

재료가 결정형일 때에, 유용한 정보는 분자의 3차원적인 구조와 관련하여 얻어질 수 있다. 더구나, 유용한 정보는 분자의 다른 결정형으로부터 얻어질 수 있다. 예를 들어, 다른 다형체는 다른 용해 작용을 나타낼 수 있고, 또는 생물학적인 활동의 관점에서 다른 특성을 표현할 수도 있다.

약 분자 또는 균질의 촉매화를 위한 촉매 등과 같은 많은 약제학상 및/또는공업적으로 중요한 분자는 실온에서 고체이다. 자주 이 분자들은 명확한 구조적인 형태로 결정화되므로, 다형의 작용을 나타낸다. 이러한 조성물의 결정화 작용에서의 정보를 얻는 것은 흥미로운 일이다.

조성물의 결정화 작용은 그것의 입체화학에 의해 대부분 결정된다. 이것은 명백하게 이것의 공유 결합 패턴 뿐만 아니라 결정 격자에서 이용 가능한 상대-이온의 존재에 의해 결정되는, 그것의 이온 구조로 이루어진다. 이 화학적 구조에 버금가는, 다른 외부 변수 또한 유기 화합물의 결정화에 영향을 주는데, 예로는 모액에서의 조성물의 농도, 용매의 소수성/극성, 온도, 결정-형성(핵생성)의 속도, 압력 및 많은 다른 변수가 있다.

결정화에 영향을 주는 수많은 변수 때문에, 변수의 최적 조합을 결정하는 것은 수많은 가능한 조합을 나타낸다. 시행착오에 기초한 통상적인 선형 최적화(하나의 조건을 시험한 다음 다른 것을 시험하는)은 실현 가능하더라도, 길고 성가신 방법이다. 따라서, 본 발명의 목적은 많은 조합의 시험이 가능하고, 효율적이고 빠르고 바람직하게는 동시에 될 수 있는 방법, 다시 말하면, 동시에 변수의 다양한 조합을 시험하는 방법을 제공하는 것이다.

상기의 통상적인 선형의 최적화 또한 작은 유기 조성물의 다형체의 조사에서 일반적으로 실행된다. 개별적으로 많은 다른 조건을 순차적으로 스크리닝하고 결과를 평가하는 것에 의해, 표준의 실험실 유리기구에서 각각의 소망되는 정보가 매우 느린 속도일지라도 수집될 수 있다. 특성화 전에 결정성 재료(예를 들면, 분말의 형태로)를 대개는 손으로, 한번에 하나씩 채취한다.

본 발명은 예를 들어, 상 작용을 스크리닝(screening)하기 위한 장치 및 방법, 더욱 자세히는, 예를 들어, 약제학상 관심 조성물 및 복합체, 소중합체, 염, 에스테르 및 그것의 용매화합물(solvate)과 같은 유기질 분자, 균질의 촉매화를 위한 촉매 등과 같은 유기금속 분자, 등의 분석물(analyte)의 액체, 겔 또는 고체 상에서의 결정화 작용에 이용하는 분석물을 위한 결정형(다형체)을 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이 분석물의 상 전이의 평형 탐지, 더욱 자세히는 결정화의 평형 탐지에 관한 것이다.

본 발명은 본 발명에 의하여 동정된 조건을 사용하여 원하는 규모(scale)로 분석물의 결정을 제조하기 위한 방법을 제공한다. 나아가 결정 및 이러한 결정을 함유하는 조성물의 용도 또한 제공된다. 본 발명에 따른 분석물의 결정은 또한 분석물의 구조에 관한 정보, 더욱 자세히는 결정 다형의 존재에 관한 정보를 수집하는 데 이용될 수 있다. 본 발명은 결정 다형을 빠르게 측정하는 방법을 제공한다.

도 1은 96 용기를 갖는 마이크로플레이트 기층의 전체적인 구조를 나타내는 도이다.

도 2는 여과기 지지체를 나타내는 도이다.

도 3은 회절기상의 X-Y 전환 테이블을 나타내는 도이다.

도 4는 미세배열에서 기록된 다른 다형의 X-레이 회절 패턴을 나타내는 도이다.

도 5는 F₅O₃NC₁₈H₂의 다형 A, B 및 C의 X-레이 분말 회절 패턴을 나타내는 도이다.

도 6은 F₅O₃NC₁₈H₂의 다형 A로부터 대량의 다형 B 및 C를 생산하기 위해 사용된 경로를 나타내는 도이다.

도 7은 F₅O₃NC₁₈H₂의 다형을 가지는 마이크로웰(microwell)을 나타내는 도이다.

본 발명은 일반적으로 결정화 조건을 측정하는 데에 있어서의, 특히 다형의 작용을 측정하는 데에 있어서의 향상된 방법을 제공하려고 한다. 본 발명은 또한 상기의 통상적인 기술의 단점을 극복하는 데에 있다.

본 발명자들은 많은 수의 결정화 조건을 스크리닝하기 위한 방법을 발견하였다. 나아가, 본 발명자들은 많은 수의 결정화 조건을 동시에 스크리닝하기 위한 방법 및 결정의 다형체를 동정하기 위한 방법을 연구해 왔다.

방법 및 장치는 화학물질의 다중의 결정형(다형체) 또는 하나 이상의 결정형이 알려진 물질(분석물)의 혼합물을 바람직하게는 동시에, 생성하고 분석하는 것을 개시한다. 이 목적을 위하여 용액의 배열, 또는 적어도 하나의 용액은 예를 들어, 용매, 또는 용매 혼합물의 범위에서, 또는 적어도 하나의 용매에서 제공된다. 분석물은 특별히 고안된 기층(substrate)에 제공될 수 있지만, 만약 다양한 구현 예로 예시된 어떤 조건이 충족된다면 미세역가플레이트(micro titerplate)와 같은 통상적인 기층이 충분할 것이다. 기층에 놓여진 분석물이 기층 내에 보관되는 조건은 예를 들어, 온도를 낮추거나 또는 용매를 증류시키는 것과 같은 물리적 또는 화학적 조건을 변경하거나 또는 수정하는 것에 의하여 변화된다. 분석물의 결정화는 이 물리적 또는 화학적 조건들의 변화에 의해 유도될 수 있다. 불용성 재료는 예를 들어, X-레이 회절 기술 및 바람직하게는 전도 기하학으로 분석된다. 불용성 재료의 분석은 기층의 원 위치에서 또는 운반체로 분석물의 불용성 분절을 운반함으로서 수행될 수 있다. X-선 회절 패턴이, 바람직하게는 자동적으로, 수정되고 비교된다.다른 분석물의 패턴을 비교하는 것에 의하여, 다른 다형체의 동정 및 이들 다형체가 형성하거나 또는 하나의 다형의 형태에서 다른 것으로 변환하는 조건을 동정할 수 있게 한다.

하나의 관점에서 본 발명은 각각의 조성물이 하나 이상의 분석물을 함유하는 한 세트의 조성물을 공급하고, 그리고 각각의 조성물이 하나 이상의 조성물에서 결정화에 영향을 주고 모든 결정화를 탐지할 수 있는 적어도 제 1의 조건을 채택하도록 유도하거나 또는 채택할 수 있도록 하는 것으로 이루어지는, 하나 이상의 분석물의 다형을 탐지하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서의 용어로 분석물은 결정화 행동이 측정되어지는 조성물을 말한다. 본 발명에 있어서 분석물은 적어도 결정형이 알려지거나 또는 하나 이상의 결정형이 존재한다고 기재되는, 화학물질 또는 다른 물질의 혼합물이다. 본 발명에 있어서의 분석물은 바람직하게는 예를 들어, 약제학적 활성 분자 또는 촉매-리간드 복합체 또는 이합체, 염, 에스테르 또는 그것의 용매화합물과 같은 유기 또는 유기금속 분자 또는 화합물이다. 다른 관점에서, 본 발명에 있어서의 분석물은 또한 생체 분자 즉, 핵산, DNA's, RNA's, PNA's, 폴리펩티드, 펩티드, 당단백질 및 다른 단백질성 물질, 지단백질 단백질-핵산 복합체, 탄수화물, 생체 의태체, 기타 등등일 수 있다.

본 발명의 방법을 실행하는 하나의 바람직한 방법은 핵생성제와 같이 결정화 작용을 반영하거나 영향을 주는 물질과 같은, 결정화를 유도하는 수단이 임의로 제공되는, 임의로 밀봉할 수 있는 용기의 배열을 함유하는 기층을 제공하고, 고체,슬러리(slurry), 유상액 또는 용액의 형태로 분석물의 개별적인 용량을 축적하여 각각의 용기의 조성물이 적어도 또 다른 용기의 조성물로부터 하나 이상의 관점에서 구별되고, 임의로 대기로부터 용기를 밀봉하고, 결정화 작용에 영향을 주는 대기와 함께 용기를 제공하고, 결정성 물질을 형성하게 하고, 예를 들어, 용매의 제거에 의하여 얻어진 결정성 물질 회절을 조종하거나 또는 운반체 물질에 결정성 물질을 제공하여 결정 구조를, 바람직하게는 X-레이 회절 기술로, 분석하게 하고, 바람직하게는 임의로 선택된 분석물 또는 조성물의 X-레이 회절 패턴을 자동적으로 측정하고, 임의로 분석물 또는 조성물의 회절 패턴을 비교하고, 임의로 배경 변동을 위한 회절 패턴을 수정하고, 임의로 분석물의 다형체를 동정하고 그리고 조성물에 대한 다형체의 출현 및 결정형과 분석물이 직면하게 되는 조건을 임의로 관련짓는 단계를 포함한다.

기층은 바람직하게는 사용된 물질 및 용매에 대하여 화학적으로 비활성이고, 예를 들어, X-레이 회절 기술의 경우에는 투과하는 X-레이와 같은 사용된 탐지 기술에 대하여 투과되는 것이 바람직하다. 기층이 X-레이에 대하여 투과성이 없다면, 샘플의 배열은 반사 X-레이 회절 기하학에 측정될 수 있지만, 샘플을 연속적으로 이동한 후, 투과 X-레이 회절 기하학에서 측정하는 바람직하지만, X-레이 투과 운반체에 대해, 동시에 하는 것이 바람직하다. 기층은 또한 바람직하게는 시각적 또는 광학적 검사가 가능하도록 가시광선(약 200㎚ 내지 1000㎚)에 투과되는 것이 바람직하다. 기층은 또한 열을 전달할 수 있고, 그것에 의하여 온도 변화를 가능하게 하는 것이 바람직하다. 배열의 예시는 용기 또는 기층의 웰(well) 사이에서 2 내지10㎜의 다양한 중앙 거리에 대해 직각의 중앙을 가지는, 8 바이(by) 12에서 32 바이 48이다.

분석물의 다형태의 결정은 바람직하게는 전자 회절에 의해 또는 X-레이 회절 기술에 의해 이루어진다. 분석물의 다른 다형체는 다른 회절 패턴을 야기한다. 결정화된 분석물로부터, 바람직하게는 투과기하학에서, 회절 패턴을 측정하고 이 회절 패턴들을 비교함으로써, 분석물의 다른 다형태에 대한 다른 결정화 조건에 관한 정보가 얻어진다.

결정화된 분석물의 X-레이 회절 특성의 측정은 결정화 방법이 실행되고 있는(원 위치에) 제공된 배열에서 편리하게 실행된다. 투과 회절 기하학에서, 바람직한 실행은, 배열 그 자체가 X-레이 회절에 투과적이거나 또는 배열로부터의 배경 회절 패턴이 측정되고 배열에서의 결정으로부터 얻어진 데이터가 이 배경 패턴에 대하여 수정되는 것을 필요로 한다. 예를 들어, 매질의 웰에 존재하는, 모든 결정성 물질, 슬러리 등의 동시 여과에 의한, 운반체 기층 위의 기층 매질로부터 미세결정 모두를 제거하는 것은 또한 가능하다. 이것은 용매 등으로부터 감소된 신호로 결정성 물질을 분석하는 것을 가능하게 한다. 회절 실험의 많은 통상적인 반사 기하학보다 투과 기하학을 사용하는 이점은 실질적으로 분석물의 질량 단위당 신호가 더 많이 측정된다는 것이다. 그러므로, 재료를 밀리그램, 바람직하게는 나노그램 또는 피코그램의 양으로 사용하는 것이 가능하고, 더욱 향상된 처리량을 달성하는 것이 가능하다.

분석물의 다른 다형체의 존재의 측정은 분석물의 또 다른 형태로 분석물의한 결정체가 변환하는 조건을 측정하고 그리고/또는 최적화하는 데 이용될 수 있다. 본 발명의 유리한 관점은 분석물의 한 다형태가 본 발명의 다형을 측정하는 방법으로 적용됨으로써 또 다른 다형태로 분석물의 한 다형태가 변화하는 조건을 최적화하는 방법에 있다.

본 발명에 따르면, 많은 수의 다른 조건이 제공되는 것이 바람직하며, 각 조건은 결정화되어지는 분석물의 결정화 작용에 영향을 주는 하나 이상의 변수가 다르다. 본 발명의 구현 예에서는, 다른 조건을 화학적이거나 물리적일 수 있다. 일반적으로 화학적인 조건은 다른(농도의) 용매, 완충용액, 침전제, 염 등을 함유한다. 물리적인 조건은 온도, 압력 등으로 보인다.

일반적으로 기술이 많은 양의 재료를 성공적으로 결정화하는 것을 개시하더라도, 본 발명자들은 마이크로그램 미만의 양이 작은 분자(몰당 500그램 미만 정도의 분자량)용으로 이용될 수 있고, 단백질의 경우는 1나노그램까지의 양(몰당 5000그램 이상 정도의 분자량)이 이용될 수 있다. 작은 양이 본 발명에 따른 방법에 사용될 수 있기 때문에, 분석물의 유용성은 문제가 적고, 많은 조건을 빠르게 시험하고, 관련된 조건의 간편한 조정이 쉽게 얻어진다는 데 있다. 그러므로, 이 방법은 예를 들어, 연구의 초기 단계에서처럼, 분석물의 미세한 양만으로도 유용할 수 있다는 점에서 이롭다.

본 발명에 따른 방법의 주요한 이점은 실험의 자동화된 설치가 작은 양에 대하여 일반적으로 빠르고, 더 많은 샘플이 동시에 시험될 수 있으므로 조건의 배열에서 결정의 자동화된 탐지가 빠르고, 재료는 손실량이 감소하므로 더 적게 요구되고, 주어진 유용한 재료의 양으로 많은 시험이 수행될 수 있고, 결정화가 이루어지는 조건이 동정되는 가능성이 현저하게 증가하고, 다른 다형태가 동정되는 가능성 또한 증가한다는 것이다.

분석물의 결정화 조건을 측정하기 위한 한 세트의 조성물을 제공하는 바람직한 방법은 상기 세트의 조성물이 많은 분리된 셀(cell), 하나의 조성물로 이루어지는 고체 지지체 매질에 제공되는 방법으로서, 이 때, 각 셀은 하나의 조성물로 이루어진다. 이와 같이 배열-형태의 시험 구성은 조성물의 분배, 및/또는 조성물 당 조건의 변화 및 상 변이 작용(대표적으로 분석물의 결정화)의 탐지의 간이한 자동화를 가능하게 한다. 어떠한 구성에서, 결정화는 확산, 증발, 온도의 변화를 통한 어느 변수의 변화 또는 다른 기술 또는 공정 및 그것의 조합을 가능하게 함으로써 조건에 대한 추가 변화에 의하여 최고로 이루어질 수 있다. 물리적인 또는 화학적인 조건에서 이러한 추가 변화는 본 발명에서 적용될 수 있고, 배열 구성에서 매우 편리할 수 있다. 추가 변화 또한 결정화 조건을 정교하게 조정하려고 사용될 수 있다. 고체 지지체 상의 셀은 상기 셀을 직접적으로 또는 상기 셀 주변 환경을 조절하기 위한 수단으로 더 장치될 수 있다. 이 목적으로, 지지체 매질은 예를 들어, 밀봉 장치 또는 지지체 전체를 밀봉하거나 개별적인 셀 또는 셀의 그룹을 밀봉하는 밀봉 물질로 고정화된다. 이 목적으로, 볼(ball), 플레이트, 캡(cap), 등유, 실리콘 오일(silicon oil)과 같은 불활성 액체, 등이 제공된다.

물질의 미세한 양이 정확하고 조절되게 이동될 수 있게 하는 기술에 의해 고체 지지체의 셀에서 분석물을 가져온다. 적합한 기술은 마이크로리터 또는 -그램,바람직하게는 나노리터 또는 -그램, 더욱 바람직하게는 피코리터 또는 -그램의 범위에서 액체 또는 고체의 양의 정확하고 조절된 이동을 가능하게 하는 것들이다. 분석물은 어떠한 액체 형태로도, 다른 마이크로- 및 서브마이크로(submicro)-분배 기술이 이용될 수 있고, 바람직하게는 나노-분배 기술이 사용될 뿐만 아니라, 바람직하게는 압전 분배 기술, 버블-젯(bubble-jet) 분배 기술, 전기-분무 분배 기술과 같은 분배 기술이 제공된다. 이들 분배 기술을 사용하여, 분석물의 선측정된 양을 각 셀에 제공하는 것이 가능하다. 따라서, 각각의 다른 셀에 다른 양의 분석물을 제공하는 것도 또한 가능하다.

또한, 예를 들어, 유체로 기층을 잠기게 하거나, 기층위로 유체를 부어 분출-충전하거나, 또는 다른 분출-충전 기술과 같은 기층 위로 유체를 방향없이 분배하는 것이 유익하게 사용될 수 있다.

분석물이 예를 들어, 용액 또는 유상액의 형태에서와 같은 어떤 운반체의 방법으로 제공될 때, 용매 및/또는 증발, 건조, 배출, 냉동건조 또는 셀로부터의 다른 유체 제거 기술의 등급을 가능하게 하거나 또는 야기하는 것에 의해 다른 운반체 유체를 적어도 부분적으로 제거하는 선택이 바람직하다.

생성된 결정의 크기 및 크기 분포 및 균질성 및/또는 순도뿐만 아니라, 결정화 공정의 속도 및 기간에 영향을 줄 수 있는 것이 흔히 원하여진다. 이러한 것을 위하여, 본 발명이 특히 적합하다. 원한다면, 핵의 빠른 형성에 이어서 핵의 느린 결정화로 고안될 수 있다. 속도 및 성장에 영향을 주는 방법 및 결정화를 종료하는 방법에 대한 조건이 모두 측정될 수 있다. 그 후에, 예를 들어, 약제학적 용도를위하여(약제학적 조제에서) 결정의 생산 단위는 본 발명에 따라서 동정된 조건에 기초할 수 있다. 결정 성장 중, 성장하는 결정 분자의 증대로부터 생성된 국부적인 농도 구배에 의해 야기되는 중력-유도 운반은 반대로 상기 결정의 결정 등급에 영향을 줄 수 있다. 작은 양에서는, 확산 속도 및 결정의 성장 속도와 함께, 상기 운반이 결정화가 일어나는 용기의 물리적인 크기에 따라 증가하므로, 이러한 중력-유도 운반은 훨씬 덜 엄격하다. 그러므로, 본 방법은, 중력 하에 있는, 더 큰 부피로 성장된 결정보다 더 나은 등급으로 된 결정을 일반적으로 생성한다.

본 방법이 결정 성장 중에 중력 유도 운반을 감소시키므로, 본 방법으로 생산된 결정의 결정성 등급은 즉, 미세중력 조건에서 성장한 높은 질의 결정에 맞먹는다.

본 발명은 분석물의 다른 결정형의 성장을 가능하게 하여, 분석물로부터 다형태를 동정할 수 있게 하는 결정화 조건의 측정을 제공한다. 이것은 예를 들어, 약제학의 경우에 흥미있는 약제학적 조성물의 다형 각자가 다른 물리적인 특성 또는 생물학적인 활동에 관하여 다른 특성을 가질 수 있다는 가치있는 정보이다. 특이하고 잘 명시된 약의 미국 식품의약청에서와 같은 공식적인 승인은 구성하는 분자의 화학적인 특성이 동일하더라도, 같은 약의 다른 다형으로 이동될 수 없다. 그러므로, 약의 다양한 다형은 그들의 생물학적인 특성을 이해하는 것에 의하여 발견되고, 동정된다. 더구나, 이들 약 다형의 초기 발견은 다른 다형이 예를 들어, 용해도의 차이를 통해 다른 생물학적인 활성을 가질 수 있기 때문에, 약제학적으로 흥미있다.

본 발명은 또한 좁은 크기 분포를 갖는 분석물의 결정을 함유하는 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 데, 상기 방법은 본 발명에 따른 방법에 의해 상기 분석물을 위한 결정화 조건을 선택하고, 본 방법에 의하여 얻어진 결정이 핵생성 중심으로 사용될 수 있는, 원하는 총량으로 상기 조건을 확대하는 것으로 이루어진다. 이러한 방법에 의해 얻어진 결정은 이제까지의 유용한 방법에 의해 얻어진 결정보다 크기 및 조성이 더욱 균일할 것이다. 따라서, 본 발명은 또한 이들 결정을 포함한다. 이러한 결정은 약제학의 목적으로 또는 추가 결정화 공정에서 결정 종자로 사용될 수 있다. 이러한 구현 예에서, 본 발명은 분석물이 과-포화된 조성물을 제공하고 본 발명에 따른 결정 종자로 과-포화된 조성물을 제공하는 것으로 이루어지는, 상기 분석물의 결정을 생산하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따라서 생산된 결정의 바람직한 사용은 분석물의 구조를 측정하는 데에 있다. 그러므로, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 상기 조성물로부터의 결정이 고체 상태 NMR 기술, 중성자 회절, 전자 회절 및/또는 X-레이 회절 분석되고, 그리고 그것의 결정 구조를 결정하는 것으로 이루어지는, 분석물의 구조를 측정하기 위한 방법을 제공한다.

바람직하게는, 본 방법은 각각의 셀이 다른 조성물을 가지는, 분리된 셀의 배열에서 실행된다. 상 작용에서 변화가 발생하면, 이것은 탐지되고, 스크리닝이 일어나는 특정한 조성물 및 조건에 연관될 수 있다. 본 방법의 증가된 신뢰도를 제공하기 위해, 각각의 조합은 같은 고체 지지체 매질에서 두 번 또는 세번 반복되어 제공될 수 있다.

입체 대칭을 갖지 않는 결정은 통과된 빛의 편광의 방향에 관하여 그것의 배향에 의존하는, 선형으로 편광된 빛의 편광을 변화시킨다고 알려져 있다. 이 결정 및 특히 결정의 생체재료의 특성은 현재에는 각각의 결정의 양을 측정하고, 조사하는 데에 사용되는 데에 있다. 하지만, 이 특성은 또한 비-입체인 분석물의 결정의 존재 또는 결실을 측정하는 데 사용될 수 있다. 편광의 방향이 변화하므로, 통과된 빛의 편광에서의 변화를 측정하는 것에 의해, 비-입체 결정성 물질의 존재가 측정될 수 있다. 바람직하게는 분석물의 상 작용에서의 변화는 결정성 물질의 형성에 의해 야기된다. 이것은 다형 작용의 탐지를 위한 본 방법에서의 각각의 단계의 도입을 가능하게 한다. 결정성 물질의 존재를 우선 결정하는 것에 의해, 기록되어야 하는 X-레이 회절 패턴의 수는 감소될 수 있다. 이것은 본 발명에 따른 방법의 효율성에서 추가 증가되는 것을 가능하게 한다.

상 작용에서의 변화는 다양한 방법으로 측정될 수 있지만, 재생할 수 있는 환경 하에서 다중의 샘플의 빠른 스크리닝을 위해, 바람직한 기술은 끊임없이 또는 주기적으로, 각각의 셀의 광학적 및/또는 회절 특성의 탐지 또는 측정에 기초를 둔다.

각각의 셀의 광학적 및/또는 회절 특성의 측정은 다음을 함유하는 시스템으로 실시될 수 있다:

- 변할 수 있는 편광 방향의 빛 공급원

- 지지체

- 많은 셀을 함유하는 기층

- 편극화하는 빛 공급처로부터 나온 빛의 편광에서의 변화를 탐지하기 위한시스템

- 위치에 민감한 탐지기

빛의 편광에서의 변화는 일반적으로 상 작용에서의 변화에 상응한다. 상 작용에서의 변화는 주로 분석물의 상 변화에 기인하는 것이 바람직하다. 분석물의 상 변화에 의해 야기되는 상 작용에서의 변화는 추가적으로 분석물 그 자체의 상 작용에 관하여 유용하고 가치있는 정보를 제공한다. 예를 들어, 어느 한 염이 결정화된다면, 관심되는 물질이 용해된 채로 남아 있는 동안, 관심되는 물질은 상기 염과 함께 그것의 현 농도에서 침전될 수 없다.

상 변화의 탐지는 또한 시각적인 스크리닝, 예를 들어, 현미경 사용 기술의 도움으로 될 수 있다. 그리고 나서, 다형의 존재는 상기한 기술에 의해 결정될 수 있다.

본 발명은 또한 특정한 구현 예로 다음의 단계로 이루어지는 하나 이상의 분석물의 결정화 작용을 스크리닝하기 위한 방법을 제공한다:

- 많은 개별적인 셀을 포함하는 고체 지지체 매질을 제공하는 단계,

- 개별적인 셀의 총 조성물이 또 다른 하나 이상의 셀의 조성물로부터 하나 이상의 관점에서 다른 식으로, 두 개 이상의 개별적인 셀을 상기 분석물 및 다른 성분에 제공하고, 여기서 구성 성분 및 분석물의 혼합물이 어느 단계에서, 동시에 또는 연속적으로 중 하나로 되는 단계;

- 임의로 개별적인 조성물에서 상 작용에서의 변화를 일으키는 조건을 수정하는 단계;

- 개별적인 셀에서 조성물의 상 작용, 더욱 자세히는 결정화에서의 변화를 탐지하는 단계.

부가적으로, 이상적인 조건의 동정을 빠르게 하기 위해서, 다른 셀은 서로(자동적으로) 비교될 수 있다.

물론, 조성물의 상 작용에서의 변화는 주로 분석물의 상 변화에 의해, 더욱 자세히는 결정화에 의해 야기되는 것이 바람직하다.

분석물의 결정화를 높이기 위해서, 불활성 핵 또는 결정화를 위한 불활성 핵이 제공될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 하나의 구현 예에서는 지지체 매질의 표면이 바람직하게는 핵생성 중심이 작은 미세결정의, 바람직하게는 분석물의 염 또는 복합의 형태인 하나 이상의 결정화 핵을 함유하는, 불활성 결정을 함유하는 방법을 제공한다. 또 다른 구현 예에서는 기층의 (결정)특성 그 자체가 분석물의 결정화에 영향을 줄 수 있다.

결정화 개시는 또한 교반, 진동, 마이크로파 처리, (초)음파 처리 또는 그것의 조합에 의해 유도되는 단계에 의해 영향받을 수 있다.

상승된 온도 및 압력에서 유기 및 무기 액체를 처리하기 위해 고안된 마이크로배치(microbatch) 배열을 이용하였다. 재료는 액체 구획에 그리고 구획으로부터 빠른 열 전이를 할 수 있게, 가능한 화학적으로 불활성인 것으로 선택되었다. 96웰을 가지는 127.7㎜ 바이 85.5㎜의 외부 치수를 갖는 마이크로플레이트 배열은 브라스(brass)로 규격화되었고, 규격화한 금을 플레이트화한 후이었다. 마이크로웰의 용량은 대략 50㎕이고, 각각의 웰은 합성의 유연한 복합체로 만든 O-링으로 밀봉된다. 이 목적으로 Viton®링을 사용하였지만, Kalrez®또는 Teflon®같은 화학적으로 더욱 불활성 링이 바람직할 것이다. 웰은 4㎜두께의 유리 플레이트(길이 117㎜, 폭 75㎜)로 O-링으로 덮히어 폐쇄되었다. 마이크로플레이트 위에 유리 플레이트를 고정하기 위해, 브라스 받침대는 16개의 작은 나사로 설치되었다. 마이크로플레이트 배열의 구성은 96웰 미세역가플레이트의 표준 크기에 기초를 둔다. 브라스 마이크로플레이트는 시판중인 96-웰 열순환기의 발열 장치로 충분하게 고정된 비부식성 금속 어댑터 보드(adapter board)에 볼트로 죄었다.(Viton 및 Kalrez는 Dupont Dow Elastomers의 등록 상표이고, Teflon은 Dupont Company의 등록 상품명이다.)

기층의 웰 또는 용기는 수동의, 반자동의 또는 자동의 피페팅(pipetting) 또는 분배 기구로 채워졌다. 분석물은 용매가 증발될 수 있는, 용액에 도입되었다. 그것을 상기 용기에 도입하기 전에 상기 분석물의 용액을 완전히 여과하는 것이 중요할 것이다. 그 다음에, 다른 구성 성분 또는 용매는 피페팅으로 도입될 수 있다. 용기에 존재하는 분석물의 약간 또는 전부가 그것의 액체 환경에 용해되지 않는다면, 임의로 상기 용기를 밀봉한 다음에, 완전한 용해가 이루어지도록 충분히 높은, 온도로 상승시킬 수 있다.

분석물의 결정화를 일으키는, 용기의 배열에서 조건을 변화시키는 수단이 임의로 제공된다. 온도를 변화함으로서, 용매를 증발하게 함으로서, 또는 이 두 가지 공정의 조합으로서, 결정화는 상기 기질의 용기의 하나 그 이상에서 병렬로 유도된다. 용기의 배열에서 고체 단편의 각각에서의 다형의 결정화도 및 동정화의 분석 수단이 제공된다.

임의로, 개별적인 용기의 각각의 고체 재료는 다양한 다른 방법 중 하나를 사용하여 얇은 운반체 막에 동시에 이동될 수 있다. 예를 들어, Whatman Polyfiltronics는 특별한 흡입 시스템을 사용하는, 여과에 의해 96-웰 플레이트로부터 화학물질을 침전시키는, 단일 여과기에서 수집하기 위한 시스템으로 개발되어 왔다. 용기의 배열에 다형의 물리적 특성의 자동화된 분석 및 동정의 수단이 제공된다.

광학적 여과기는 Nonius(Delft, The Netherlands)의 FRG-391 발생기(generator)와 같은, X-레이 회절분석계에 위치한 (Altechna Co. Ltd., Vilnius, Latvia)에서 제조된 것과 같은, X-Z 전환 시스템에 설치된다. (전도 분말) X-레이 회절 패턴은 MAR Research GmbH(Hamburg, Germany)의 MAR-345 상 플레이트 탐지기와 같은, 지역 탐지기에 기록될 수 있다. X-레이 회절 패턴은 여과기에 잡힌 투석유물(retentate) 각각이 기록된다. 하나의 투석유물의 노출이 완료된 후, X-Z 전환 테이블은 노출 위치로 다음의 투석유물을 이동한다. X-레이 회절 상은 분석되고 비교된다. 예를 들어, 여과기의 비-균일성에 기인하는, 요동하는 배경은 관찰된 패턴을 서로 상호간에 비교하기 전에 회절 상으로부터 제거될 수 있다.

기재된 기술의 적용예는 하기에 주어진다:

미세배열에서의 F ₅ O ₃ NC ₁₈ H ₂ 의 결과

단일 화학 조성물(F₅O₃NC₁₈H₂, 분자량: 393.36)은 16개의 다른 용매 조성으로 이루어진 스크린(screen)에서 간단한 발열-냉각 사이클을 사용하여, 결정화 조건 및 다형을 위해 시험되었다. 다른 다형의 회절 패턴은 상호상관법(cross-correlation method)을 사용하여 자동적으로 동정화되었다. 스크린 전부는 6개의 동일한 하위 집합으로 이루어졌다. 동정화된 다형은 표 1에 나타내었다.

용기의 일부에서는, 어떠한 다형도 동정되지 않았다. 이것은 결정화도의 결실 및/또는 존재하는 결정성 물질의 매우 적은 양에 기인하는 것일 수 있다. 그들의 X-레이 회절에 따라서, 73개의 조성물을 분류하여, 오직 두 개의 웰이 본래 재료의 다형(다형 A)이 아닌 재료를 가졌다. 세 개의 다형의 X-레이 회절 패턴은 도 4에 나타난다. 결과적으로, 작은 양으로 다형을 생산하고 탐지하는 것이 가능하다. 원하는 다형의 형성에 대한 처리 조건을 설명하는 것이 가능하다. 추가 정보는 최적화된 처리 조건을 찾기 위해 더 상세하게 상 도포를 조사하는, 부가적인 스크린으로부터 얻어졌다.

대량의 F ₅ O ₃ NC ₁₈ H ₂ 에서의 결과

두 개의 다형 B 및 C는 다양한 경로를 사용하여, 본래의 재료, 다형 A로부터 생산되었다. 다형 B의 형성은 상승된 온도 120℃ 및 압력에서 물에 다형 A를 용해한 후 얻었다. 이것은 중간체 구조로 여겨지고, 여러 개의 경로는 대량으로 다형 C를 얻기 위해 사용될 수 있었다. 세 개의 다형의 X-레이 회절 패턴은 도 5에 나타내었다. 결과적으로, B 및 C 모두는 도 6에서 나타내는 것과 같은 다른 경로를 사용하여 대량으로 생산될 수 있다. 다형 A 및 C의 질량은 ESI 질량 분광 측정에 의해 측정되었고, 양쪽의 질량은 기록된 화학 조성에 일치하였다. 다형 C는 순수한 A로부터 중간체 B를 거쳐서 생산될 수 있으므로, 다형 B 또는 C는 감성(減成) 생성물이라는 것은 배제될 수 있다.

미세배열에서의 다형의 동정화

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Ⅰ

C

B

B

C

-

B

B

B

A

B

C

C

Ⅱ

-

C

C

-

B

-

C

C

B

C

C

C

Ⅲ

B

C

C

C

-

C

C

C

B

C

C

C

Ⅳ

B

-

C

C

-

C

-

C

B

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C

C

Ⅴ

C

B

-

C

C

A

B

B

B

C

C

B

Ⅵ

B

-

C

-

B

-

-

-

B

C

C

-

Ⅶ

-

C

-

B

C

C

C

C

C

C

C

C

Ⅷ

B

C

C

-

B

-

C

C

B

-

-

-

주의: 표에서이탤릭체의 숫자는 플레이트의 위치를 나타내기 위해 사용되었다. 표에서 비-이탤릭체의 문자 A, B 및 C는 다형의 동정화를 나타낸다.

각각의 마이크로웰의 용매 조성: F₅O₃NC₁₈H₂1그램이 아세트산에틸 p.a. 4.5그램에 용해되었고, 20㎕가 마이크로배치 플레이트의 96웰 각각으로 10㎕의 두 부분이 첨가되었다. 용매는 통상적인 PCR기기에서 한 시간동안 개구된 채 40℃로 가열되어 증발하게 하였다. 다음의 96웰 스크린은 4가지의 용매 구성 성분으로 배치되었다: 물(H₂O), 메탄올(MeOH), 1-부탄올(BuOH) 및 2-프로판올(i-PrOH).

목록	1	2	3	4
A	15㎕ H20	5㎕ MeOH10㎕ H20	10㎕ H205㎕ BuOH	10㎕ H205㎕ i-PrOH
B	5㎕ H2010㎕ MeOH	15㎕ MeOH	10㎕ MeOH5㎕ BuOH	10㎕ MeOH5㎕ i-PrOH
C	5㎕ H2010㎕ BuOH	5㎕ MeOH10㎕ BuOH	15㎕ BuOH	10㎕ BuOH5㎕ i-PrOH
D	5㎕ H2010㎕ i-PrOH	5㎕ MeOH10㎕ i-PrOH	5㎕ BuOH10㎕ i-PrOH	15㎕ i-PrOH

목록

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Ⅰ

A1

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A4

A1

A2

A3

A4

Ⅱ

B1

B2

B3

B4

B1

B2

B3

B4

Ⅲ

C1

C2

C3

C4

C1

C2

C3

C4

Ⅳ

D1

D2

D3

D4

D1

D2

D3

D4

Ⅴ

A1

A2

A3

A4

A1

A2

A3

A4

A1

A2

A3

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Ⅵ

B1

B2

B3

B4

B1

B2

B3

B4

B1

B2

B3

B3

Ⅶ

C1

C2

C3

C4

C1

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C3

C4

C1

C2

C3

C4

Ⅷ

D1

D2

D3

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D1

D2

D3

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D1

D2

D3

D4

16개의 용매 스크린의 조성은 96 웰 배열에서 6번 반복되었다.

Claims (33)

1. 각각의 조성물이 하나 이상의 분석물을 함유하는 한 세트의 조성물을 공급하고, 그리고 각각의 조성물이 하나 이상의 조성물에서 결정화에 영향을 주고 모든 결정화를 탐지할 수 있는 적어도 제 1의 조건을 채택하도록 유도하거나 또는 채택할 수 있도록 하는 것으로 이루어지는, 하나 이상의 분석물의 다형을 탐지하기 위한 방법.
2. 제 1항에 있어서, 조성물에서 탐지된 결정화가 다른 조성물에서의 탐지된 결정화와 비교되는 단계를 더 포함하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 분석물이 다른 다형태로 결정화되는 방법.
4. 분석물의 하나의 다형태에 제 1항에 정의된 방법을 적용하여, 분석물의 하나의 다형태가 또 다른 다형태로 전환되는 조건을 최적화하기 위한 방법.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 한 항에 있어서, 상기 한 세트의 조성물 중 각각이 상기 세트의 다른 조성물과 하나 이상의 조건이 다른 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 하나 이상의 조건이 물리적인 조건을 포함하는 방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 하나 이상의 조건이 화학적인 조건을 포함하는 방법.
8. 제 5항에 있어서, 상기 한 세트의 조성물은 각 셀이 하나의 조성물을 함유하는, 많은 개별적인 셀로 이루어지는 고체 지지체 매질에 제공되는 방법.
9. 제 5항에 있어서, 상기 조성물이 상기 제 1의 조건에 노출된 후, 하나 이상의 추가 조건을 변화시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
10. 제 5항에 있어서, 분석물의 원하는 크기 및 균질성이 얻어지는 조건을 동정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
11. 상기 항 중 한 항에 있어서, 상기 분석물이 작은 유기 분자, 유기금속 화합물, 촉매, 유기 분자 또는 약제학적 활성 화합물 또는 생체분자의 염인 방법.
12. 상기 항 중 한 항에 있어서, 상기 조성물이 1000마이크로리터 미만의 용량, 바람직하기는 100마이크로리터 미만의 용량, 더욱 바람직하기는 10마이크로리터 미만의 용량을 갖는 방법.
13. 상기 항 중 한 항에 따른 방법에 의하여 상기 분석물을 위한 결정화 조건을 선택하고, 그리고 원하는 전체 부피로 상기 조건을 확대하는 단계로 이루어지는, 좁은 크기 분포를 갖는 분석물의 결정을 함유하는 조성물을 제조하기 위한 방법.
14. 제 10항에 따른 방법에 의하여 얻어질 수 있는 좁은 크기 분포의 분석물의 결정을 포함하는 조성물.
15. 분석물을 위한 결정화 공정에서 결정화 핵을 위한 공급원으로서의 제 10항에 따른 조성물의 용도.
16. 분석물이 과포화된 조성물을 제공하고, 그리고 제 14항에 따른 조성물을 상기 과포화된 조성물에 제공하는 단계로 이루어지는, 분석물의 결정을 제조하기 위한 방법.
17. 조성물 또는 제 10항에 따른 상기 조성물로부터의 결정이 중성자 회절, 전자 회절 및/또는 X-레이 회절을 받게 하고, 그리고 그것의 결정 구조를 결정하는 단계로 이루어지는, 분석물의 구조를 결정하기 위한 방법.
18. - 많은 개별적인 셀을 포함하는 고체 지지체 매질을 제공하고,

    - 개별적인 셀의 총 조성물이 또 다른 하나 이상의 셀의 조성물로부터 하나이상의 관점에서 다른 식으로, 두 개 이상의 개별적인 셀을 상기 분석물 및 다른 성분에 제공하고,

    - 임의로 개별적인 조성물에서의 결정화 작용의 변화를 일으키는 조건을 수정하고,

    - 분석물의 결정형을 측정하는 것에 의하여 개별적인 셀 내의 조성물의 다형 작용에서의 변화를 탐지하는:

    단계로 이루어지는 하나 이상의 분석물의 다형 작용을 스크리닝하기 위한 방법.
19. 제 18항에 있어서, 셀의 조성물이 추가로 수정되는 단계를 더 포함하는 방법.
20. 제 18항 또는 제 19항에 있어서, 결정형이 중성자 회절, 전자 회절 또는 X-레이 회절, 바람직하게는 X-레이 회절에 의하여 결정되는 단계를 더 포함하는 방법.
21. 제 1항 내지 제 12항 또는 제 16항 내지 제 20항 중 한 항에 있어서, 상기 분석물이 결정 상태 또는 집합된 상태, 용액, 유상액 또는 현탁액의 형태로 제공되는 방법.
22. 제 18항 내지 제 21항 중 한 항에 있어서, 상기 지지체 매질의 표면이 불활성 결정을 포함하는 하나 이상의 결정화 핵을 포함하는 방법.
23. 제 1항 내지 제 12항 또는 제 18항 내지 제 22항 중 한 항에 있어서, 상기 셀이 1000마이크로리터 이하의, 바람직하게는 100마이크로리터 이하의, 더욱 바람직하게는 10마이크로리터 이하의 총 용량을 가지거나 또는 채워지는 방법.
24. 제 1항 내지 제 12항 또는 제 16항 내지 제 23항 중 한 항에 있어서, 상기 셀이 100마이크로그램 이하, 바람직하게는 10마이크로그램 이하, 더욱 바람직하게는 1마이크로그램 이하의 분석물을 함유하는 방법.
25. 제 18항 내지 제 24항 중 한 항에 있어서, 상기 분석물의 결정화 작용에서의 변화는 분석물의 결정성 물질의 형성을 포함하는 방법.
26. 제 25항에 있어서, 상기 분석물의 결정성 물질의 형성이 결정성 물질의 하나 이상의 다형태의 형성을 포함하는 방법.
27. 제 25항 또는 제 26항에 있어서, 상기 분석물의 결정성 물질은 두 개 이상의 분석물 또는 염 또는 용매화합물과 같은 작은 분자를 가지는 분석물의 조-촉매를 포함하는 방법.
28. 제 1항 내지 제 12항 또는 제 18항 내지 제 27항 중 한 항에 있어서, 핵생성화는 핵생성화 중심의 첨가에 의하여, 교반, 진동, 마이크로파 처리, (초)음파 처리 또는 그들의 조합에 의하여, 유도되는 단계를 더 포함하는 방법.
29. 제 28항에 있어서, 상기 핵생성화 중심이 작은 미세결정의 형태인 방법.
30. 제 29항에 있어서, 상기 작은 미세결정이 분석물의 염 또는 복합체인 방법.
31. 제 1항 내지 제 12항 또는 제 18항 내지 제 27항 중 한 항에 있어서, 결정화 작용에서의 변화가 개별적인 셀의 광학적 및/또는 회절적 특성을 연속적으로 또는 주기적으로 측정하는 것에 의하여 탐지되는 방법.
32. 제 1항 내지 제 12항 또는 제 18항 내지 제 30항 중 한 항에 있어서, 상기 분석물 및/또는 구성성분은 압전 분배 기술, 버블젯 분배 기술, 전자분무 분배 기술, 마이크로- 및 나노- 분배 기술, 또는 분출 충전 또는 그들의 조합에 의하여 셀에 첨가되는 방법.
33. 상기 항 중 한 항의 방법에 의하여 얻어질 수 있는 결정성 물질.