Рентгенодифрактометрический метод анализа вещества

Направление [hkl] – ось зоны.Лауэграмма представляет собой плоское двумерное изображение, симметрия которой описывается одной из десяти двумерных кристаллографических групп. При совпадении оси симметритрии исследуемого кристала с направлением первичного пучка рентгеновских лучей, то полученная лауэграмма также будет иметь этот элемент симметрии. Сопоставляя данные, полученные при разных ориентациях, можно определить принадлежность точечной группы кристалла к одному из 10 классов Лауэ. Однозначно установить по лауэграммам кристаллографический класс исследуемого кристалла без дополнительных исследований не возможно. Метод Лауэ изначально применялсся для выявления симметрии кристалла и его ориентации, так как было достаточно трудно было интерпретироватить дифракционную картину с одновременным появлением всех отражений, интенсивность которых зависит от длины волны и наличия отражений разных порядков от одной системы плоскостей в каждом пятне лауэграммы.Также метод, используя информацию о характере распредения интенсивности в пятнах на лауэграммах, применялся в исследовании дефектов кристаллической решетки - блочности, мозаичности, внутренних деформаций и др. В настоящее время с развитием экспериментальных и расчетных методик, метод Лауэ используют для определения положения атомов внутри элементарной ячейки. Речь идет, прежде всего, об исследовании структур белков и макромолекул в центрах СИ. Благодаря тому, что эти объекты имеют большую элементарную ячейку, число пятен на лауэграммах оказывается очень большим и можно обнаружить точки пересечения зональных кривых (узловые точки), которые соответствуют кристаллографическим плоскостям прямой элементарной ячейки с малыми индексами Миллера, что упрощает определение параметров элементарной ячейки и процесс индицирование лауэграммы. Однако поскольку существует вероятность того, что мы получили отражения не первого порядка, то индексы отражений в методе Лауэ определяют с точностью до целочисленного множителя (то есть, определяются соотношения между длинами ребер элементарной ячейки, а не их абсолютные значения). Для определения точных значений параметров элементарной ячейки необходимо проведение дополнительного эксперимента с известной длиной волны (например, экспериментально фиксируемаяλmin). Одним из методов определения структуры является расчет теоретической лауэграммы и сопоставление ее с экспериментальной. Благодаря мощности современных компьютеров метод перебора возможных структур является вполне рутинной процедурой. Важным преимуществом использования метода Лауэ в центрах СИ является высокая скорость получения дифракционной картины (порядка 10-15 секунд) – в настоящее время это самый быстрый метод извлечения структурной информации как в статике, так и в динамике, который дает возможность изучать структуры промежуточных продуктов в твердофазных реакциях [11]ЗАКЛЮЧЕНИЕРентгенодифракционный анализ очень актуален в изучении тонкой структуры твердых тел, влияющей на свойства фармацевтической продукции и полупродуктов, вспомогательных веществ. Многочисленные научные данные об исследовании лекарственных препаратов методомXRD-анализа однозначно свидетельствуют о масштабности данной задачи.Одной из важнейших, но не всегда очевидны задач фармацевтической разработки является также обеспечение патентной чистоты лекарственного средства. Известно, что многие химические вещества могут находиться в разныхполиморфных формах, зависящих от условий их получения и обладающих разными физико-химическими и биологическими свойствами, при этом у каждой полиморфной модификации может наблюдаться различный терапевтический эффект. Данный нюанс зачастую используется разработчиками для защиты интеллектуальной собственности при патентовании инновационных лекарственных средств и технологий их производства, а также накладывает жесткие правовые обязательства на конкретных производителей для последующего внедрения и реализации разработок. Не менее интересным является также устойчивый спрос на разработку инновационных лекарственных средств (в первую очередь фармацевтических субстанций) с заданными параметрами размерности твердых частиц. С каждым годом в фарминдустрии растет число примеров, когда биологическая активность и терапевтические свойства препаратов оказываются в существенной зависимости от степени кристалличности и величины измельчения активных веществ. Данная тенденция успешно объясняется механизмом их селективного связывания с таргет-рецепторами в организмах пациентов. Данный механизм обеспечивает высокую терапевтическую активность препарата, а также возможность снижения его дозировкии, как следствие, уменьшение токсического воздействия на организм и случаев побочного действия. В то же время, ориентация фармразработки на данную группу препаратов накладывает серьезные требования на методы контроля степени кристалличности активных веществ на всех этапах их производства (включая входной контроль сырья,внутрипроизводственный контроль и контроль качества готовой продукции). Роль метода рентгеновскойдифрактометрии в контексте решения данных задач трудно переоценить. Из всего доступного фармацевтам арсенала физико-химических и физических методов анализа и исследования XRD-анализ является, пожалуй, единственным высоконадежным методом, позволяющим однозначно исследовать тонкую кристаллическую структуру твердой субстанции и оценить долю нужной полиморфной формы. Любые виды фармацевтических разработок, базирующиеся преимущественно на прикладных аспектах науки, имеют четко выраженную цель решения конкретных производственных задач и выполнения планов перспективного развития. Консолидация усилий специализированных научно-исследовательских центров, R&D-подразделений фармацевтических компаний и инновационных центров приборостроительных компаний приводит к созданию удобного и надежного инструмента, технически, программно и методически адаптированного под решение задач конечного пользователя. Данный тренд в сфере отечественного и мирового приборостроения, очевидно, является оптимальным и склонным к усилению.Перечисленные примеры и области приложения метода рентгено-дифракционного анализа, несомненно, являются крайне важными для российской фармацевтической отрасли и служат серьезным базисом для уверенного входа в индустрию и дальнейшего развития.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫПорай–Кошиц М.А. Основы структурного анализа химических соединений: Учеб.пособие для вузов. – М.: Высш. школа, 1982. – 151 с.Ковба Л.М., Трунов В. К. Рентгенофазовый анализ. – М.: Изд-во МГУ, 1976. – 231 с.Богдан Т.В. Основы рентгеновской дифрактометрии: Учеб.пособие. - М.: Изд-во МГУ, 2012. - 64 с.ОФС.1.2.1.1.0011.15 Рентгеновская порошковая дифрактометрия / Государственная фармакопея Российской Федерации / МЗ РФ. – XIII изд. – Т.1. – Москва, 2015Шеин Е. А.Устройство и принцип работы рентгеновского дифрактометра общегоназначения. Фазовый анализ: методические указания к лабораторнойработе / Е. А. Шеин; Оренбургский гос. ун-т. – Оренбург: ОГУ, 2013. – 26 с.Блесман, А. И. Теоретические основы методов исследования наноматериалов : учеб.пособие / А. И. Блесман, В. В. Даньшина, Д. А. Полонянкин ; Мин-обрнауки России, ОмГТУ. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2017.Бояркина О.В.Физические методы исследования твердых тел: электроннаямикроскопия и рентгеноструктурный анализ: учеб. пособие / О. В. Бояркина,М. И. Зотов, В. М. Кяшкин [и др] – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2012. – 96 с.Кузьмичева Г.М. Порошковая дифрактометрия в материаловедении Учебное пособие. М.: МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 2005. - 45 с.Хмельницкий, Р. А. Современные методы исследования агрономических объектов. — М. : Высшая школа, 1981. — С. 61.Елохин В.А. Рентгеновская дифрактометрия в фармацевтическом анализе: практика применения настольных дифрактометров «Дифрей» / В. А. Елохин, С. Н. Архипов, Л. А. Пьянкова, А. В. Петров, Р. В. Чехова, В. М. Пышный - Текст : непосредственный // Научное приборостроение. - 2018. - том 28 - № 1 - С. 61–68Кузьмин В.С. Рентгеновская порошковая дифрактометрия. Практическое применение в экспертизе лекарственных средств / В.С. Кузьмин, В.В. Чернышев, В.А. Яшкир, В.А. Меркулов - Текст : непосредственный // Экспертиза лекарственных средств. - 2015. -№5. - С.36-40