访谈精华合集
我主要兼顾教学与科研两大方向,科研方面聚焦新药研发基础研究以及绿色工艺开发。2023年,在省科技厅、学校的联合推动下,我们依托沈药的专业优势,建设了化学原料药工艺过程安全评估平台。平台总投资 3500万人民币,实验用房 1200余平方米。
一是工艺安全风险评估实验室。自2017年国家安监总局下发加强精细化工反应安全风险评估工作指导意见,尤其是 2022年12月30日应急管理部发布并执行相关规范后,工艺安全生产备受重视。我们平台能承担化学原料药、中间体及精细化工产品的工艺安全评估。目前有以下几个优势:其一测试人员均为学校在职教师,拥有药物化学和化学工程相关专业博士学位,操作专业,数据准确;其二依托学校,作为第三方,在技术支持、保密性和稳定性方面有优势,且对企业诚信度高;其三作为省科技厅重点支持、学校参与的平台,对服务辽宁企业有价格倾斜。
二是危险工艺优化改进实验室。安全评估只是手段,我们的目的是将危险工艺转化为安全生产工艺。若检测工艺危险系数高,我们会为企业量身定制优化改进方案,降低危险度,如将三级危险工艺降至一级。我们会采用多种方法,如利用连续流技术、改变催化剂、与做酶工艺的老师合作等。同时实验室配备在线监测技术和完善的质量分析设备,有专业质量分析教授把控质量标准。我们是一站式化学原料平台,涵盖工艺安全评估、安全工艺优化、绿色工艺开发、杂质分析、质量标准确定及杂质结构确认等环节。
在小试工艺到中试工艺转化方面,我们致力于搭建桥梁。实验室能做到公斤级工艺开发,介于小试和中试之间,提供详细数据。还拥有基于大数据库的化学模拟和工艺放大软件,可模拟放大1万倍等不同规模的反应条件,节省生产成本,为工艺放大提供指导。
此外,我们期望将光催化等新方法应用于工艺开发,采用绿色溶剂,注重环保。与微井科技设有联合实验室,深入开展连续流技术研究。同时针对已上市新药中能耗大、污染大的工艺进行改进,作为研究生课题。我们为企业服务时,以成本优先,兼顾规避知识产权、绿色环保安全,助力企业降本增效。
人员配置上,平台有3位教授、4位副教授,涵盖化学工程、中药化学、药物化学专业博士背景,还有3位研究生及以上学历的讲师。此外平台拥有70多名博士和硕士研究生,为科研工作提供了充足的人力支持。
平台仪器设备先进且齐全。在安全评估方面,配备的全自动反应量热仪,可进行常压、中压、高压反应测试、ARC绝热反应量热仪、DSC差示扫描量热仪均为进口设备,是行业内认可的“安全评估三件套”。凭借这些仪器获取的关键数据,能出具安全评估报告,确定安全风险评估等级。我们平台仪器设备稳定,人员操作专业,数据真实可靠,能让企业放心。如今国家对化工企业安全要求日益严格,南方一些国家级工业园区,如台州工业园区,要求所有CDMO企业的反应都要进行安全评估检测,辽宁虽然目前要求稍宽松,但趋势也是越来越严。从安全角度考虑,企业应重视安全评估,这不仅关乎企业自身,也影响整个工业园区的安全。像本溪的绿色原料产业基地,就要求入驻企业必须进行安全测试,否则项目无法落地,这也是对园区和政府审批的一种保障。
在连续流工艺开发方面,我们有专业的连续流博士、微井科技的技术工程师以及研究生共同参与,具备前期基础,企业可放心将相关业务交给我们。平台还设有合成实验室和质量分析实验室,质量分析实验室由专业的药物分析教授负责管理,专业的人做专业的事,服务质量有保障。
若企业有需求,测试业务需与学校签订正规的技术服务合同,工艺开发、新产品工艺开发则签订技术开发合同。学校技术转让和服务体系完善,大家无需担忧。目前我们已为不少企业提供服务,企业对我们的工作十分满意。后续我会把我的联系方式分享给大家,期待能为大家提供更多优质服务。
在我看来,工艺优化里溶剂选择等环节极为关键。在原料起始物不变的情况下开展工艺优化,首先得确保原料可行,能成功产出目标产物,这是底线,之后才能谈优化。
小试阶段,我们主要聚焦于化学层面,重点在于反应本身。比如要考虑原料试剂成本,像后处理中的萃取、结晶等细节,还有溶剂的可回收性,这些都是工艺优化时要考量的问题。除此之外,温度、反应时间、人力成本以及能耗成本也都得纳入考虑范围。
工艺开发具有很强的针对性,要根据给定的目标化合物和具体项目来调整。我给大家举几个我们工艺改进的例子。之前有个项目,原研路线采用钯催化进行碳碳偶联、碳氮偶联、碳硫偶联,成本过高。于是我们尝试用碘化亚铜来催化偶联反应,不过这个反应需要合适的配体。虽然碘化亚铜比钯催化便宜很多,但如果配体来源昂贵,那也达不到降低成本的目的。所以我们自行合成了一种简单又便宜的配体,成功替代了原研路线中的钯催化偶联步骤,降低了成本。不过要注意这种改进方法不一定适用于其他反应,因为不同底物的催化反应差异很大,工艺改进需要大量摸索实验,经验十分重要。
再比如,我们与企业合作的一个工艺原本使用醋酸作溶剂,但醋酸回收困难。经过研究,我们用乙醇替代了醋酸,使溶剂变为可回收的,改进了工艺。还有一次,我们遇到一个反应,产物味道极大,对工业化生产来说,不仅影响周边老百姓,后处理也会很麻烦。于是我们考虑用连续流工艺来解决这个问题,因为有时候问题并非出在反应本身,而是后处理产生的物质味道大。
工艺改进是个很有意思的过程,它更贴近实际生产,能让研发成果更精进。而且工艺改进和经验密切相关,实践做得越多,解决问题的方法也就越多。
我们学校积极鼓励老师与企业开展产学研合作,校企共建实验室就是其中一种有效的合作形式。具体来说,就是企业把部分研发工作放到我们老师的实验室里来完成,实现校企双方联合共建。这种实验室是双方共同挂牌的,企业会提供一定的研发费用。
就拿朗华制药举例,他们可以把一些小的工艺开发等研发工作转移到我们这边。对企业而言,这种合作模式好处多多,既节省了自身的人力成本,又能达到理想的研发效果。对学校来说,同样实现了双赢。一方面,学校能借助合作实验室为研究生提供实践机会,培养他们的科研能力;另一方面,企业提供的研发费用也能为学校带来经费上的支持。而且在合作过程中,实验室产生的很多实验成果,其知识产权都是与企业共享的。我觉得这种合作形式无论是对学校还是对企业,都非常有帮助,值得大力推广。
在抗肥胖、抗糖尿病领域的新药研发主要聚焦于天然产物提取,在这方面我们已经开展了大量工作。
几年前,我们从安化黑茶中成功提取出一个全新化合物,并获得了专利授权。这个化合物不仅抗糖尿病活性出色,还具有益智、营养大脑神经的功效,药效活性表现良好。在新药研发过程中,当我们发现活性好的先导化合物时,会通过多种方式推进研究,而我主要侧重于从天然产物中提取。比如我们从巴西狗蔷薇果实中提取出的化合物,抗肥胖效果十分显著。目前我和团队一直致力于这种化合物的研究,今年还有研究生参与其中。我们希望将其开发成双靶点抗肥胖药物,为此已经发表了4、5篇文章,并申请了专利。
不过新药研发之路充满挑战。虽然前期我们做了大量工作,也取得了不错的成果,但真正实现成果转化还需考虑诸多因素。就拿目前研究的这个化合物来说,它最大的问题是稳定性欠佳,容易氧化,这给原料保存带来了很大困难。我们现在的思路是将其制成前药,以提高稳定性,使其进入体内后再分解成有活性的物质,学生目前也正朝着这个方向努力研究。
除了代谢性疾病领域,我们在抗肿瘤方面也有所涉猎。借此机会,我还想打个广告:我军事医学科学院的师弟研发出了一类新药—喷雾式抗病毒药物,剂型原料、专利知识产权等方面的工作都已完成。这款药物具有广谱抗病毒特性,喷雾剂型解决了抗病毒药物吸收及与病毒靶点结合的难题,且剂型经过验证,效果很好。如果企业同仁对此感兴趣,欢迎联系我,我可以提供师弟的联系方式,方便大家进一步洽谈合作,我觉得这款药物很有市场潜力。
在我们做实验的过程中,失败简直太常见了,成功往往只是那一瞬间的惊喜,大部分时候都是经历无数失败后,才可能在最后一刻迎来成功。就拿药物研发来说吧,我们团队的学生会合成大量化合物。设计这些化合物时,我们借助了计算机辅助设计和大数据与靶点对接等技术,基于这些推测,我们认为这些化合物应该有不错的效果。可实际投入大量精力、辛苦做出来后,一测试药理活性,结果却不尽如人意,这说明计算机模拟也并非完全精准。很多时候大部分实验结果都不太理想。
不过我一直跟学生们强调,失败也是宝贵的经验。哪怕在新药研发上投入再多,经历再多失败,这些失败都有其价值。比如当我们尝试引入某个基团,结果没达到预期效果,那就说明这个方向可能行不通,我们就可以及时调整研究方向,不再在这方面继续耗费精力。从这个角度看,失败其实能推动我们的科研工作不断向前。
【关于凯途】
中国技术创业协会原料药分会(CATU 简称“凯途”), 成立于2016年11月的武汉API CHINA原料药展会,是工信部中国技术创业协会下属的原料药分会。现有研发公司2000余家,生产企业600余家,凯途通过颠覆性创新的新型CDMO商业模式,基于互联网思维和客户思维,将最好的技术,最专业的中间体和原料药生产和最好的制剂或原料药客户结合,系统的解决规范市场原料药资源严重错配的现实,帮助国际和区域市场领先的药企建立全产业链的竞争优势。
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