Applicazioni della risonanza magnetica allo stato solido in ambito farmaceutico

In ambito farmaceutico, le aziende si trovano spesso a dover far fronte a due importanti problematiche. La prima riguarda la detezione e la quantificazione di piccole quantità di forme polimorfiche o amorfe del principio attivo (API) di interesse, all'interno di un lotto di produzione; l'altra riguarda invece la determinazione dalla posizione degli atomi di idrogeno e dei doppi legami per quegli API che possono cristallizzare come diversi tautomeri. Dato che la maggior parte dei farmaci commercializzati (circa il 90%), si trova in formulazioni solide, lo studio di entrambe le problematiche richiede l'uso di tecniche di caratterizzazione allo stato solido che permettono di analizzare i farmaci direttamente così come vengono somministrati, senza dover effettuare ulteriori passaggi preparativi. Tramite l'analisi SSNMR è possibile studiare diversi aspetti legati all'ambito farmaceutico: infatti si possono discriminare con precisione le diverse forme cristalline in cui si ritrova l'API allo stato solido, determinare fenomeni, come la tautomeria, che possono portare a proprietà diverse nel farmaco, effettuare analisi quantitative per determinare la presenza di impurezze in miscela con l'API di interesse, fornire informazioni strutturali, ottenere informazioni circa la forma amorfa o cristallina e informazioni sulle proprietà dinamiche degli API o degli eccipienti. In particolare riguardo agli aspetti quantitativi l'analisi SSNMR in alta risoluzione si basa su opportune sequenze di impulsi (Cross Polarization Magic Angle Spinning; CPMAS) che permettono l'acquisizione di spettri in alta risoluzione che possono quindi essere analizzati. Per quanto riguarda invece l'aspetto legato allo studio della tautomeria, è possibile combinare i dati teorici ottenuti da calcoli DFT, con analisi SSNMR condotte sia con esperimenti 1D (13C e 15N CPMAS, 1H MAS), che 2D(13C-1H HETCOR e 1H DQ MAS). Queste permettono di ottenere informazioni circa il network di legami a idrogeno che si instaurano nello spazio e di studiare le correlazioni che intercorrono tra gli atomi vicini, grazie all'interazione dipolare, così da riuscire a determinare con certezza la posizione degli atomi di idrogeno e quindi a discriminare vari tautomeri.