將新藥推向市場(chǎng)的過程極具挑戰(zhàn)性，需要花費(fèi)大量預(yù)算和時(shí)間。對(duì)于制藥公司而言，優(yōu)化藥物的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程，在專利到期之前最大化藥物的使用壽命非常重要。

藥物發(fā)現(xiàn)與開發(fā)過程：數(shù)以萬計(jì)的潛在新藥經(jīng)過嚴(yán)格的多階段測(cè)試過程，生產(chǎn)出一種FDA批準(zhǔn)的藥物

藥物發(fā)現(xiàn)過程

藥物發(fā)現(xiàn)通常從目標(biāo)識(shí)別開始-選擇涉及疾病狀況的生化機(jī)制。然后，將對(duì)多達(dá)10,000個(gè)候選藥物進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，以建立它們與藥物靶標(biāo)的相互作用。一旦確定了最初的“命中”（對(duì)目標(biāo)具有活性的藥物），將合成相似化合物的有針對(duì)性的化合物庫合成，以優(yōu)化與藥物目標(biāo)的相互作用；這是有機(jī)合成庫的過程。

候選藥物庫的合成

為了測(cè)試的目的，許多類似化合物的合成通常被稱為化合物庫合成（有機(jī)合成庫）或高通量化學(xué)。化合物庫合成是快速探索分子化學(xué)空間，快速鑒定先導(dǎo)化合物的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

傳統(tǒng)上，化合物庫合成是使用傳統(tǒng)的批處理方法在多個(gè)小燒瓶和小瓶中進(jìn)行的。但是，隨著流化學(xué)系統(tǒng)的出現(xiàn)，許多藥物研究化學(xué)家轉(zhuǎn)向連續(xù)流化學(xué)進(jìn)行化合物庫合成。

使用連續(xù)流化學(xué)技術(shù)進(jìn)行化合物庫合成

由于流動(dòng)化學(xué)可以為化學(xué)家提供好處-反應(yīng)更快，選擇性更高，易于規(guī)模放大-它是快速合成大量化合物庫的極佳方法，并且已被所有頂級(jí)制藥公司采用某種形式在世界上。一個(gè)流動(dòng)化學(xué)反應(yīng)器能夠以最少的設(shè)置時(shí)間自動(dòng)運(yùn)行100項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。

使用連續(xù)流化學(xué)技術(shù)進(jìn)行化合物庫合成

藥物開發(fā)過程

即使在早期階段，科學(xué)家也需要考慮最終產(chǎn)品以及如何將其提供給患者，以及將其開發(fā)和擴(kuò)大到制造規(guī)模的容易程度。

在創(chuàng)建活性藥物成分（API）中使用結(jié)晶

結(jié)晶早已用于化學(xué)合成中，既作為分離步驟又是純化步驟，并且取決于所使用的條件將提供不同形狀和大小的晶體。

控制形成的晶體的結(jié)構(gòu)對(duì)于制藥行業(yè)而言尤其重要，因?yàn)榛钚运幬锍煞郑?/span>API）的物理特性（形狀，熔點(diǎn)，熔點(diǎn)等）在不同的晶體結(jié)構(gòu)（稱為多晶型物）之間會(huì)有所不同。例如，納米晶體由于其增加的表面積與體積比而傾向于增加API的生物利用度。

產(chǎn)生的晶體的尺寸也會(huì)極大地影響塊狀化合物的物理性質(zhì)：

· 小晶體–改善堆積密度/粉末流動(dòng)性

·大晶體–克服了小顆粒的過濾困難

傳統(tǒng)的結(jié)晶方法包括：由于易用性和可負(fù)擔(dān)性，通常使用濁度探針監(jiān)測(cè)溶劑蒸發(fā)，緩慢冷卻和溶劑/蒸氣擴(kuò)散以及結(jié)晶過程。

聲結(jié)晶在活性藥物成分（API）開發(fā)中

由于多晶型物的控制，減少的成核時(shí)間，減少的亞穩(wěn)區(qū)寬度（MSZW），減少的結(jié)塊等等，聲波結(jié)晶的受歡迎程度已超過傳統(tǒng)的結(jié)晶方法。

近年來，監(jiān)視結(jié)晶過程的其他方法（ATR-FTIR，F(xiàn)BRM等）由于其可提供的其他信息（如弦長，粒度分布，雜質(zhì)的存在等）而受到關(guān)注。

反應(yīng)量熱法在藥物開發(fā)中的應(yīng)用

許多化學(xué)轉(zhuǎn)化會(huì)釋放能量（放熱反應(yīng)）或吸收能量（吸熱反應(yīng)），化學(xué)家在尋求擴(kuò)大化學(xué)反應(yīng)量以確保有足夠的安全規(guī)程時(shí)需要特別注意這些因素。

在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上盡早發(fā)現(xiàn)不可擴(kuò)展的反應(yīng)，過程化學(xué)家可以選擇可靠，安全和可擴(kuò)展的途徑開發(fā)候選藥物，從而進(jìn)一步節(jié)省開發(fā)過程的成本。

吸收，分布，代謝和排泄（ADME）

在進(jìn)行任何體內(nèi)試驗(yàn)之前，重要的是了解生物體內(nèi)藥物分子的吸收，分布，代謝和排泄（ADME）。

藥物化合物進(jìn)入人體后便開始分解，氧化還原酶促進(jìn)了肝臟中大部分藥物的代謝。母體分子被這些酶轉(zhuǎn)化為稱為代謝物的新分子。

研究人員需要研究母體分子和產(chǎn)生的任何代謝物的治療特性。從母體分子合成代謝物非常困難，因?yàn)榭赡軙?huì)發(fā)生競爭性副反應(yīng)，從而限制了代謝物合成的有效性。

電化學(xué)已被證明是一種選擇性氧化藥物分子中關(guān)鍵功能基團(tuán)的有效方法，使研究人員無需多步合成途徑即可直接獲得代謝產(chǎn)物。電化學(xué)模塊可有效模擬人體肝臟，使化學(xué)家能夠輕松測(cè)試其化合物在體內(nèi)的分解方式。

電化學(xué)一直是傳統(tǒng)上難以執(zhí)行的化學(xué)，但是流化學(xué)的現(xiàn)代進(jìn)步使反應(yīng)變得更容易。

利用電化學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行ADME測(cè)試

電化學(xué)模塊為化學(xué)家提供了模仿人體肝臟并快速測(cè)試其化合物以查看其在人體中如何分解的能力。與傳統(tǒng)的電化學(xué)技術(shù)相比，以連續(xù)流動(dòng)的方式進(jìn)行電化學(xué)提供了對(duì)反應(yīng)條件的簡單得多的控制，使藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的化學(xué)家能夠在更短的時(shí)間內(nèi)以更高的準(zhǔn)確性進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)。