SCREENING DE LAS CONDICIONES DE CRISTALIZACION DE POLIMORFOS.

Procedimiento para detectar el polimorfismo de por lo menos un análito,

que comprende proporcionar un conjunto de composiciones en un medio de soporte sólido, comprendiendo el medio de soporte sólido una pluralidad de celdas independientes, comprendiendo cada una de dichas composiciones por lo menos un análito, y provocando o permitiendo cada composición adoptar por lo menos una primera condición que posiblemente influya en la cristalización de las composiciones que se encuentran en las celdas con el medio de soporte sólido, y detectando cualquier cristalización en por lo menos una composición, determinando los espectros de difracción por rayos X en geometría de difracción de la transmisión en las celdas en las que se ha realizado la cristalización, comparando los espectros de difracción por rayos X e identificando de este modo cualquier polimorfo del análito

Screening de las condiciones de cristalización de poliformos.

La presente invención se refiere a unos procedimientos para formas cristalinas (polimorfos) de análitos que utilizan, por ejemplo, un procedimiento y un aparato para screening del comportamiento de fase, más particularmente el comportamiento de la cristalización en fase líquida, de gel o sólida de dichos análitos, tales como moléculas orgánicas, por ejemplo compuestos de interés farmacéutico y complejos, oligómeros, sales, ésteres y solvatos de los mismos, moléculas organometálicas tales como catalizadores para catálisis homogéneas, etc. La presente invención se refiere asimismo a la detección en paralelo de transiciones de fase, más específicamente la cristalización, de dichos análitos.

La presente invención proporciona asimismo unos procedimientos para producir cristales de análitos a cualquier escala pretendida utilizando las condiciones identificadas según la presente invención. Se proporciona, además, la utilización de los cristales y las composiciones que comprenden dichos cristales. Se pueden utilizar asimismo los cristales de análitos según la presente invención para recoger información sobre la estructura de análitos, más particularmente con respecto a la existencia de polimorfismo cristalino. La presente invención proporciona un procedimiento para la determinación rápida de polimorfismo cristalino.

En general se considera la cristalización como la separación o precipitación fuera de un medio líquido. El planteamiento básico de la cristalización es habitualmente muy sencillo. La molécula a cristalizar se disuelve o suspende y a continuación se somete a unas condiciones que afectan a la solubilidad de la molécula de la disolución. Ello se puede realizar mediante la eliminación del disolvente o mediante la adición de otros compuestos que reducen la solubilidad, opcionalmente en combinación con la variación de otros factores tales como la temperatura, la presión o la fuerza de la gravedad. Cuando las condiciones son las correctas, se formarán unos núcleos pequeños a partir de los que crecerán los cristales. Sin embargo, generalmente no se comprende bien la relación entre las condiciones y la cristalización. La optimización de las condiciones de cristalización se basa en gran medida en procedimientos empíricos. La determinación de las condiciones de cristalización óptimas para ello puede resultar un proceso laborioso y lento.

Muchas moléculas pueden cristalizar en distintas formas cristalinas, un fenómeno conocido como polimorfismo. El aspecto de dichas distintas formas cristalinas depende en gran medida del medio físico y químico en el que el cristal forma un núcleo, crece o se expone tras el crecimiento. Las distintas formas cristalinas proceden de las diferentes condiciones en las que se realiza la cristalización. Sin embargo, no existe un marco teórico significativo que permita predecir de un modo fiable si existen o se pueden esperar unas formas polimórficas específicas de una molécula y, en caso afirmativo, cuántas se pueden producir de las mismas. La identificación del comportamiento polimórfico de las moléculas y la determinación de las condiciones en las que se pueden obtener las distintas formas polimórficas de las mismas se ha de realizar experimentalmente, un proceso lento y laborioso.

Una vez que el material se encuentra en forma cristalina, se puede obtener una información valiosa con respecto a la estructura tridimensional de la molécula. Además, se puede obtener información valiosa a partir de distintas formas cristalinas de las moléculas. Por ejemplo, distintas formas polimórficas pueden expresar distintos comportamientos de disolución o incluso expresar distintas propiedades por lo que se refiere a su actividad biológica.

Muchas moléculas farmacéutica y/o industrialmente importantes tales como fármacos o catalizadores para catálisis homogéneas son sólidos una temperatura ambiente. Con frecuencia dichas moléculas cristalizan en distintas formas estructurales, presentando de este modo un comportamiento polimórfico. Por lo tanto, resulta interesante obtener información del comportamiento de cristalización de dichos compuestos.

El comportamiento de cristalización de un compuesto viene determinado principalmente por su estereoquímica. Esta comprende obviamente su pauta de enlaces covalentes así como su estructura iónica tal como se determina mediante la presencia de contraiones disponibles en la red cristalina. Aparte de su constitución cristalina, otros parámetros externos afectan asimismo a la cristalización de compuestos orgánicos tales como la concentración del compuesto en la disolución madre, la hidrofobia/polaridad de los disolventes, la temperatura, la velocidad de formación de los cristales (nucleación), la presión y muchos otros.

Debido a este gran número de parámetros que afectan a la cristalización, la determinación de la combinación óptima de parámetros tiene como resultado una gran cantidad de combinaciones posibles. La optimización lineal convencional (analizar una condición tras otra) basada en procedimientos empíricos es, por lo tanto un procedimiento largo y engorroso, si es que resulta factible. Constituye por lo tanto un objetivo de la presente invención proporcionar unos procedimientos en los que el análisis de las diversas combinaciones resulte posible y se pueda realizar eficiente y rápidamente, y preferentemente en paralelo, es decir analizando diversas combinaciones de parámetros al mismo tiempo.

La optimización lineal convencional tal como se ha descrito anteriormente constituye una práctica habitual en la búsqueda de polimorfos de compuestos orgánicos pequeños. Al realizar el screening en serie de distintas condiciones por separado y analizar los resultados, puede obtenerse la información pretendida en cada uno de los artículos estándar de cristal para laboratorios, aunque se trata de un proceso lento. La recogida del material cristalino (por ejemplo en forma de polvo) antes de la caracterización se realiza habitualmente a mano, de uno en uno.

La presente invención pretende proporcionar mejoras en la determinación de las condiciones de cristalización en general y particularmente la determinación del comportamiento polimórfico. La presente invención pretende además superar las desventajas mencionadas anteriormente haciendo referencia a las técnicas convencionales.

Los presentes inventores han descubierto un procedimiento para el screening de un gran número de condiciones de cristalización. Además, han diseñado un modo de screening de un gran número de condiciones de cristalización en paralelo y de identificación de polimorfos cristalinos.

Se dan a conocer un procedimiento y un aparato para generar y analizar, preferentemente en paralelo, una pluralidad de formas cristalinas (polimorfos) de sustancias químicas o de mezclas de sustancias (el análito) de las que se conoce preferentemente por lo menos forma cristalina. Con este objetivo se prepara un conjunto de disoluciones o, por lo menos, una disolución, por ejemplo en una serie de disolventes o mezclas de disolventes, o por lo menos un disolvente. Se puede proporcionar el análito en un sustrato diseñado especialmente, pero puede resultar suficiente un sustrato convencional tal como una placa de microvaloraciones siempre que se satisfagan algunas condiciones que se mencionan a título de ejemplo en diversas formas de realización. Se cambian las condiciones en las que se mantienen los análitos en el sustrato, por ejemplo, alterando o modificando condiciones físicas o químicas tales como mediante una disminución de la temperatura o permitiendo que se evapore un disolvente. Se puede provocar la cristalización de los análitos cambiando dichas condiciones físicas o químicas. Se analiza el material insoluble, mediante técnicas de difracción por rayos X en geometría de transmisión. El análisis del material insoluble se realiza en situ sobre el sustrato. Los espectros de difracción por rayos X se corrigen y comparan, preferentemente automáticamente. Se comparan los espectros de distintos análitos, permitiendo de desde modo la identificación de distintos polimorfos y las condiciones en las que se forman dichos polimorfos o se convierten a partir de una forma polimórfica en otra.

La presente invención se refiere, en un aspecto, a un procedimiento según la reivindicación 1.

Un análito, en el contexto de la presente invención, es un compuesto del que se ha de determinar el comportamiento de cristalización. Un análito, en el contexto de la presente invención,...

1. Procedimiento para detectar el polimorfismo de por lo menos un análito, que comprende proporcionar un conjunto de composiciones en un medio de soporte sólido, comprendiendo el medio de soporte sólido una pluralidad de celdas independientes, comprendiendo cada una de dichas composiciones por lo menos un análito, y provocando o permitiendo cada composición adoptar por lo menos una primera condición que posiblemente influya en la cristalización de las composiciones que se encuentran en las celdas con el medio de soporte sólido, y detectando cualquier cristalización en por lo menos una composición, determinando los espectros de difracción por rayos X en geometría de difracción de la transmisión en las celdas en las que se ha realizado la cristalización, comparando los espectros de difracción por rayos X e identificando de este modo cualquier polimorfo del análito.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el conjunto proporcionado de composiciones contiene por lo menos un análito en una forma polimórfica y en el que, mediante la comparación de los espectros de difracción por rayos X y la identificación de cualquier otro polimorfo del análito, se determinan y/u optimizan las condiciones de la transformación de una forma polimórfica de un análito en otra forma polimórfica.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que cada elemento de dicho conjunto de composiciones difiere en por lo menos una condición de cualquier otra composición de dicho conjunto.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que dicha por lo menos una condición comprende una condición física.

5. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que dicha por lo menos una condición comprende una condición química.

6. Procedimiento según la reivindicación 3, que comprende además cambiar por lo menos una condición adicional tras exponer la composición a dicha primera condición.

7. Procedimiento según la reivindicación 3, que comprende además identificar las condiciones en las que se obtienen el tamaño y la homogeneidad pretendidos de los análitos.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho análito es una molécula orgánica pequeña, un compuesto organometálico, un catalizador, una sal de una molécula orgánica o un compuesto farmacéuticamente activo o una biomolécula.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición presenta un volumen inferior a 1000, preferentemente inferior a 100, más preferentemente inferior a 10 microlitros.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la composición total de una celda individual difiere en por lo menos un aspecto de la composición de por lo menos otra celda y en el que se detectan los cambios en comportamiento polimórfico de las composiciones en las celdas independientes determinando la forma cristalina del análito.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, que comprende además una etapa en la que la composición de la celda se modifica adicionalmente.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el análito se proporciona en forma de un estado cristalino o agregado, disolución, emulsión o suspensión.

13. Procedimiento según la reivindicación 10 a 12, en el que la superficie del medio de soporte comprende por lo menos un núcleo cristalización que comprende un cristal inerte.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que las celdas presentan un volumen o se llenan hasta un volumen total de como máximo 1000, preferentemente como máximo 100, más preferentemente como máximo 10 microlitros.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que las celdas contienen como máximo 100, preferentemente como máximo 10, más preferentemente como máximo 1 microgramo del análito.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, en el que el cambio en el comportamiento de la cristalización del análito comprende la formación de material cristalino del análito.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que la formación de material cristalino del análito comprende la formación de por lo menos una forma polimórfica del material cristalino.

18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 ó 17, en el que el material cristalino del análito comprende cocristales de dos o más análitos o de un análito con una molécula pequeña, tal como una sal o un solvato.

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, que comprende además una etapa en la que se provoca la nucleación mediante la adición de centros de nucleación, por agitación, vibraciones, tratamiento con microondas, tratamientos (ultra)sónicos o una combinación de los mismos.

20. Procedimiento según la reivindicación 19, en el que los centros de nucleación se encuentran en forma de cristalitos pequeños.

21. Procedimiento según la reivindicación 20, en el que los cristalitos pequeños son sales o complejos del análito.

22. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, en el que el análito y/o componentes se añaden a las celdas mediante técnicas de dispensación piezoeléctrica, técnicas de dispensación en chorro, técnicas de dispensación de electropulverización, técnicas de microdispensación y nanodispensación, o sumersión o combinaciones de las mismas.