將新藥推向市場的過程極具挑戰(zhàn)性，需要花費(fèi)大量預(yù)算和時(shí)間。對于制藥公司而言，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)識別開始-選擇涉及疾病狀況的生化機(jī)制。然后，將對多達(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”（對目標(biāo)具有活性的藥物），將合成相似化合物的有針對性的化合物庫合成，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，并且已被所有頂級制藥公司采用某種形式在世界上。一個(gè)流動化學(xué)反應(yīng)器能夠以最少的設(shè)置時(shí)間自動運(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l(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)流動的方式進(jìn)行電化學(xué)提供了對反應(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)。