專利名稱：蝦青素的晶型的制作方法
蝦青素的晶型本發明涉及蝦青素新的晶型、制備所述晶型的方法、包含所述晶型的組合物和制 劑以及所述改性的應用。在飼料工業中，特別在魚類養殖領域中，蝦青素用來給鮭魚、鱒魚和蝦上色。蝦青素不溶于水，難溶于油中，這就意味著直接應用蝦青素的溶液是不可取的。此 外蝦青素對氧化作用和熱處理非常敏感。因而運輸具有良好口服生物利用度的蝦青素用于 改善鮭魚中等離子體的攝入和肉質的沉積是魚飼料生產者和魚類養殖者特別關心的。為了使著色劑更具生物利用度，已經開發出了幾種用于制備顆粒蝦青素組合物的 方法，所述顆粒蝦青素組合物可分散在水中從而制備成飼料粒。所述可分散的組合物通過 下列方法制備將結晶蝦青素在高壓和高溫下溶解在溶劑(美國專利6，863，914和美國專 利6，406，73 或油(美國專利5，364，56 中，接著立刻將該有機溶液分散在含水的水狀 膠體中。可替代地，將類胡蘿卜素熔化在含水的賦形劑基質中并在壓力下不使用溶劑或油 而進行乳化(美國專利6，093，348)。所有這些方法都需要進一步的處理從而由水分散體中 制備粉末或固體制劑。現有技術未談及蝦青素的具體晶型以及它們用于制備蝦青素制劑的潛在效用。本 專利申請的發明人發現了在飼料添加劑工業選擇適當的蝦青素多晶型物(結晶形式)的重 要性，以及該蝦青素分子的一種具體結晶形式比其他更有用。“適當的” (right)意思是蝦青素多晶型物在最終制劑中能保持最好的物理化學性 質，例如溶解速率、穩定性、溶解性和生物利用度，這對于產物性能來說是關鍵的問題。
發明內容
現在已經令人驚訝的發現，蝦青素的兩種具體晶型顯示出改進的生物利用度、在 具體有機溶劑中的相對高溶解性和增加的長期穩定性。例如這些新晶型在20°C至40°C的 溫度下以固態形式穩定至少90天。還發現兩種晶型可以相互制備。因此本發明還涉及制備所述晶型的方法。另外，本發明涉及施用形式(下文也稱為“制劑”)，其包含溶解或懸浮在油或有機 溶劑中的根據本發明的兩種晶型中的一種或其混合物。所述溶液或分散液可用于制備包含 在親水性或親脂性分散劑載體中的蝦青素的固體制劑。最后，本發明涉及包含根據本發明所述的兩種晶型中的一種或它們的混合物的制 劑在魚類養殖業中用于改善施用形式的穩定性以及用于改善蝦青素的生物利用度(即提 供該化合物的更高口服吸收率)的用途。本發明具體涉及蝦青素的兩種結晶形式，它們被命名為晶型I和晶型II，其中·晶型I通過下列參數表征i)含有介于20°和21°之間的峰的XRPD(X射線粉末衍射)圖案，和ii)在225°C-235°C處顯示相轉變的DSC(示差掃描量熱法)掃描；其中·晶型II通過下列參數表征i)含有約在11°和18°的峰的XRPD圖案，和
ii)在200°C _220°C處顯示相轉變的DSC掃描。在一個優選的實施例中，晶型I的特征在于在230. 8°C 士 1處顯示相轉變。在另 一個實施例中，晶型I以固態形式穩定至少5個月，優選在20°C至40°C的溫度下以固態形 式穩定至少90天。在另一個優選的實施例中，晶型II的特征在于在210°C 士 1處顯示相轉變。在 另一個實施例中，晶型II在20°c下以固態形式穩定至少90天。根據本發明使用下列定義“蝦青素化合物”包括在蝦青素的合成和結晶期間或者在蝦青素從天然來源提取 加工期間獲得的蝦青素分子。“摩爾％，，表示相對于蝦青素化合物中的蝦青素總摩爾量晶型的純度。“親脂性分散劑”是室溫下水溶性小于或等于5mg/ml的固體物質，其具有將蝦青素 分子或膠態分散體或集合體包埋入固體組合物中的特性。“親水性分散劑”是室溫下水溶性大于5mg/ml的固態物質，其具有充當潤濕劑從而 提高蝦青素在水相中懸浮的特性。“固體組合物”意思是將蝦青素分配在固體基質中，所述固體基質是通過將類胡蘿 卜素和親脂性或親水性分散劑一起溶于共同的溶劑或溶劑組合中，接著除去溶劑或溶劑混
合物而制備的。“與水混溶的溶劑”意思是可以以任何比例與水混合而不出現相分離的溶劑，例如乙醇。“與水不混溶的溶劑”意思是在不發生相分離的情況下僅能部分地與水混合的溶 齊U，例如二氯甲烷。“結晶液體”是這樣的液體，該液體與全-反式-蝦青素溶解在其中溶劑混溶，但是 在導致具體晶型結晶的溫度下具有較低的溶解能力或者幾乎不具有溶劑性(對于蝦青素 來說)。根據本發明的蝦青素的晶體得自本領域技術人員已知的化學合成法，都是全-反 式-蝦青素。多種技術可用于確定材料的多晶型形式及其相對溫度穩定性。這些技術包括 X-射線粉末衍射(XRPD)、熱重分析、示差掃描量熱法(DSC)、拉曼光譜、光學電子顯微鏡和 UV-VIS 技術。在大多數情況下，X-射線衍射能夠反映晶體結構的區別。理想地，單晶(常見尺 寸為100X 100X 100 μ m3)的X-射線得到通常分辨好的峰的三維衍射圖案，該圖案在相位 調整后逆轉換得到電荷密度。事實上，如果不是不可能的話，通常就是很難從給定材料中獲 得所需要質量和尺寸的單晶。在粉末衍射實驗中，樣品由大尺寸(一般為5Χ5Χ5μπι3)的 晶體組成。粉末通常通過磨碎或研磨來獲得。在晶型I和晶型II的情況下，通過粉末衍射 實驗獲得XRPD圖案。熱分析方法被定義為確定分析物的特性與外部施加溫度的函數關系的那些技術。 在許多方面，DSC是一種通常以定量基礎(quantitative basis)施用的簡單方法，因為這 個原因它成為鑒定和表征中廣泛應用的方法。近些年，熱分析領域和多晶現象的理解水平 均快速增加。
依照本發明，DSC(Netzsch Phoenix 204)用于研究不同多晶型物間的熱力學關 系。DSC 測定池(DSC cell)用銦(Tm = 156. 6°C, AHfus = 28. 54J. g. -1)校準。鋁皿中的蝦 青素(通常3-6mg)在氮氣的吹掃下以一定的速度被從20°C加熱到250°C。拉曼光譜是一種振動光譜。它通常用于化學，因為分子化學鍵的振動信息是特有 的。因而它可以提供辨別分子的“指紋”信息。依照本發明，使用Bruker FT-Raman光譜RFS 100S。初始激光器被設為US^im1。使用具有幾毫克量的潔凈的樣品臺。最后，用Origin 和OPUS軟件進行數據分析。根據本發明，晶型I的特征為i)含有介于20°和21°之間的峰的XRPD圖案，和ii)在225°C -2;35°C處顯示相轉變的DSC掃描。晶型I還顯示出20°C _25°C時在二氯甲烷中0. 1-0. 2g/ml的溶解譜(solubility profile)。根據本發明，晶型II的特征為i)含有約在11°和18°的峰的XRPD圖案，和ii)在200°C _220°C處顯示相轉變的DSC掃描。晶型II還顯示出20°C -25°C時在二氯甲烷中0. 3-0. 4g/ml的溶解譜。蝦青素化合物的一個優選的實施方式基本上由50重量％到100重量％的晶型I 或晶型II組成。蝦青素化合物的另一個優選的實施方式涉及一種混合物，其基本上由95重量％ 到5重量％的晶型I和5重量％到95重量％的晶型II組成。如上所述，本發明還涉及蝦青素的晶型I轉變為蝦青素的晶型II (反之亦然)的 方法。關于蝦青素的晶型I向晶型II的轉變，該方法的特征在于a)將晶型I加熱至低于其熔點，然后淬火至室溫；或b)將晶型I溶解在以> 20KP的蒸汽壓為特征a的溶劑中，然后使溶劑蒸發，或c)晶型的轉變在例如氯仿的有機溶劑中通過漿料轉換(slurryconversion)來進 行。關于蝦青素的晶型II向晶型I的轉變，該方法的特征在于晶型的轉變在例如二氯 甲烷或乙酸乙酯的有機溶劑中通過漿料轉換來進行。本發明的另一個實施方式是包含晶型I或晶型II或它們的混合物、用在生命科學 工業中、特別用在魚飼料工業中的的施用形式。為了這個目的，蝦青素的晶型I或晶型II或它們的混合物可以a)溶解于有機溶劑或油或它們的混合物中，然后加工成所述施用形式；b)溶解于有機溶劑或油或它們的混合物中，然后進一步加工成包含親脂性分散劑 的所述施用形式；c)在100°C和230°C之間的溫度下直接溶解在食用油和/或魚油中，以直接摻入魚 飼料粒中以及其他應用形式中。具體地，公開了一種用于營養工業的蝦青素的穩定的水分散性施用形式的制備方 法。該方法的特征為將蝦青素的晶型I或晶型II溶解在一種有機溶劑中，將該溶液與水溶液混合，并且在未改變晶型的情況下，通過除去溶劑和水以及在包衣材料的存在下干燥 來將已經形成的分散體轉換成水分散性干燥粉末。
圖1顯示蝦青素的晶型I和晶型II的X-射線衍射圖。圖2顯示蝦青素的晶型I和晶型II的拉曼光譜。圖3顯示晶型I和晶型II的兩種制劑在500-lOOOcnT1范圍內與對照實驗對比的
拉曼光譜。附圖和實施例的詳述獲得蝦青素的優選方法要利用如美國專利5，654，488中所描述的化學合成。合成 的蝦青素是非對映異構體(3S，3’ S)、(3R，3’ S)和(3R，3’ R)的1 2 1混合物。獲得 蝦青素的另一個方法是通過發酵，或者如從W0-89/1997和歐洲專利3297M中公開的微藻， 或者通過紅法夫酵母(Phaffiarhodozyma)。用于制備魚飼料用的蝦青素制劑的已知技術沒有公開制備特定晶型的可能性，所 述特定晶型明顯的特征在于XRPD和DSC，以及至少一種其它物理參數例如拉曼光譜、在有 機溶劑中的溶解度。晶型在有機溶劑和油中具有不同的溶解度，這使得加工和配制蝦青素 組合物時有更寬泛的選擇。而且，根據本發明晶型影響體內溶解速率并且允許施用形式更 高的(過飽和的)濃度，這在口服后提供了更高的吸收率和生物利用度。如圖1所示的X-射線衍射圖是通過收集由Bruker D4衍射儀測定的強度數據所
得到的。該衍射系統配備有Cu正極和提供Cu-Ka 1射線(A = 1.54056人)的單色器。測試 利用0. 005°的步長寬度和每個步長如的采集時間進行。圖1顯示出與晶型I相比較的晶型II的圖案。晶體的圖案顯示出在掃描范圍內 的不同特征峰。特別是，在晶型I中20. 35°處觀察到的高強度峰在晶型II的圖案中消失 了。同樣，在晶型II的2Θ = 11.07°和18. 32°處觀察到的兩個峰與晶型I的圖案不相 符。DSC被用于研究兩種不同的多晶型物間的熱力學關系。DSC的測定池用銦(Tm = 156. 6°C, AHfus = 28. 54J. g. “1)來校準。為了研究不同的多晶型物，將3_5mg的晶型I或晶型II的樣品各自以漲· mirT1 的加熱速度從20°C加熱到250°C，同時用氮氣吹掃(IOml · mirT1)。DSC分析顯示晶型I在225 V -235 °C之間有一個吸熱現象，而晶型II在 2000C -220°C的范圍內有另一個吸熱現象，這些被認為是樣品的熔化。另外，在晶型I的熱 曲線中還觀察到另一個在216. 6°C處的小吸熱峰。此外，共振拉曼光譜(FT-Raman-SpectroscopyRFS 100/S，Bruker)用于研究蝦青 素的多晶現象。測試是在裝有拉曼顯微鏡和溫度控制單元的FT拉曼光譜儀上進行的。激 光器采用背散射光學器件在IOMnm下操作。蝦青素晶型I和晶型II的共振拉曼光譜如圖2和表1所示。表1 共振拉曼光譜的結果晶型 I 1004.981155.431510.37
晶型 II 1005.981157.311513.411510cm-1處最強的譜帶歸屬為多烯鏈的C = C伸縮振動。1155CHT1處第二強的譜 帶代表兩種模式的疊加，這歸因于分別與C-C的伸縮振動和C = C-C的彎曲振動混合的C-H 的面內彎曲振動。KKMcm1處第三強的譜帶歸屬為CH3的面內搖擺振動。光譜帶上的許多偏移和不同可以看做是多晶型物的區別。例如在950-1000QIT1的 區域內，晶型II只有一個尖銳的譜帶，而晶型I有兩個譜帶。晶型I和晶型II的混合物可以在具有高純度蝦青素(S卩，大于95%)的溶液中制 備，然后用例如熱和/或光處理該溶液，以形成足夠量的蝦青素化合物，從而在最終的結晶 之后基本上獲得晶型I和/或晶型II。應當理解的是，上述結晶方法可以優選在制備晶型 I或晶型II的合成之后進行。可替代地，它們也可以在蝦青素晶體的純化或萃取步驟(作 為化學合成或從天然產物中分離蝦青素化合物的部分)中進行，其中使用至少一個用于制 備蝦青素晶體的結晶步驟，或者利用溶劑的結晶或重結晶工序。有幾種基于類似原理的結晶方法可以考慮被用來制備晶型I、晶型II或包含晶型 I和晶型II的混合物，這些方法是從化合物譜和濃度不同的溶液(通常，用來制備溶液的適 當溶劑是，在結晶開始的溫度下溶解至少lmg/ml，優選至多10-50mg/ml蝦青素的溶劑)開 始的。本領域技術人員可以確定適當的結晶方法，其包括但不限于下述方法。在控制的溫度條件下從蝦青素的非極性非質子有機溶液開始，通過從溶液中除去 溶劑，任選地同時用可混溶的極性結晶液體進行交換而引起結晶。優選的非極性非質子溶 劑是二氯甲烷。代替的氯化非極性非質子溶劑是例如氯仿、三氯乙烷。適當的非氯化代替 物是二甲氧基甲烷、二乙氧基乙烷和二氧雜環戊烷。優選極性結晶液體是甲醇或其它烷醇 例如乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇和叔丁醇。包含晶型I或晶型II的晶體還可以通過如下獲得通過蒸發從在極性非質子或極 性質子性溶劑中的蝦青素溶液中除去溶劑。優選的是對蝦青素具有高溶解度以及低沸點的 溶劑。引起結晶的另一個方法是冷卻在非極性非質子溶劑中的(過)飽和溶液。優選 的非極性非質子溶劑是二氯甲烷、甲苯或可替代的氯化非極性非質子溶劑。還可以考慮對 蝦青素具有高溶解度的極性溶劑例如四氫呋喃(THF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-乙基吡 咯烷酮(NEP)和吡啶。期望晶型的結晶速率和產率可以通過向結晶溶液中加入純晶型的晶 種來提高。包含晶型I或II的晶體還可以通過如下來獲得通過加入可混溶的極性結晶液 體，將含有期望濃度的全-反式-蝦青素在非極性非質子、極性非質子或極性質子性溶劑中 的蝦青素溶液進行稀釋。非極性非質子溶劑的例子是二氯甲烷、甲苯或可代替的氯化溶劑。 結晶液體在這種情況下是像甲醇一樣的烷醇。適當的極性溶劑的例子是THF、NMP和吡啶。所產生的晶體通過本領域已知的例如過濾、自發沉降或離心方法進行收集，任選 地用適當的溶劑進行洗滌，優選用冷的烷醇(優選甲醇)，并且進行干燥，優選在真空下。可以對所產生的晶體進行研磨從而獲得用于進一步加工的所期望的粒子尺寸。晶型I和晶型II的混合物可以包含5%到95%的晶型I和95%到5%的晶型II， 或者可以包含20%到80%的晶型I和80%到20%的晶型II。晶型I、晶型II以及兩種晶型的混合物適于原樣被摻入到適于對有機體施用的固 體、半固體和液體(油性)制劑中。固體形式的優選實例是顆粒、小球、粉末等。半固體形 式的優選實例是懸浮液。它們具體包括晶型I或晶型II或晶型I和晶型II混合物在油性 載體中的顆粒微粉懸浮液。使用晶型I和/或晶型II可以制備的優選的施用形式是如W003/102116中所描述 的油分散性組合物。晶型I或晶型II或其混合物還可以用于制備如美國專利2，861，891、 美國專利5，364，563和美國專利6，296, 877中所描述的水分散性組合物。制備包含蝦青素的固體組合物和制劑的通常方法是，在適當賦形劑的存在下將晶 型I、晶型II或其混合物溶于有機的與水混溶的或與水不混溶的溶劑或其混合物中，接著 通過在水中稀釋或W003/102116中描述的蒸發技術將溶劑除去。晶型I或II可以這樣直 接使用，以及通過施加能量而被溶于蝦青素的油性溶液中。用于制備溶液以及用于將蝦青素晶型I或II或其混合物加工成干燥的蝦青素組 合物的溶劑可以是與水混溶的或與水不混溶的。與水混溶的和與水不混溶的溶劑的例子包 括上述用來結晶晶型的溶劑的例子。通過施加熱量/壓力，在常壓和環境溫度下結晶期間 使用的結晶液體也可以被用作蝦青素的溶劑(例如異丙醇/水)。賦形劑的優選實例是分 散劑、聚合物和合成天然樹膠以及纖維素衍生物，它們可以是親水的或者親脂的。固體蝦青素組合物包含2. 5重量％到25重量％、優選5重量％到15重量％之間 的蝦青素總量。用于組合物中的分散劑的量優選在50重量％到97. 5重量％之間。變化量 的賦形劑可以被用作填充劑以組成最終形式。適當的親脂性分散劑可以特別地選自由乙基纖維素、合成和天然樹脂、松香和樹 膠組成的組。適當的親水性分散劑包括但不限于，低分子量和高分子量組分的保護性膠體，例 如，明膠、魚膠、淀粉、糊精、植物蛋白、果膠、阿拉伯樹膠、酪蛋白、酪蛋白酸酯或它們的混合 物；含蛋白質的保護性膠體，特別優選的是非凝膠的低分子量蛋白質水解物和高分子量凝 膠的明膠。親水性分散劑還可以選自由下列組成的組PEG(聚乙二醇)、聚乙烯吡咯烷酮、 聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮-聚乙酸乙烯酯共聚物、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、羥丙基纖維 素(HPC)、羥丙基甲基纖維素鄰苯二甲酸酯(HPMCP)、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯。蝦青素固體制劑的優選形式包括a)形成外相(連續相)的基質材料；和b)在所述基質材料內的內相(非連續相)，其包括1)蝦青素晶型I或II，所述晶型I或II包埋在下述2)中，2)生理上可接受的封裝物質，所述封裝物質在室溫下是固體并且與所述蝦青素一 起均相地溶于有機溶劑中。術語“封裝材料”指的是任何可食用的物質，其在使用溫度下是固體，能夠包封活 性成分并可與活性成分一起溶解在同一種溶劑中。優選使用的物質通常用作包衣材料。更 優選使用的是合成的或天然的蠟或蠟類物質，或天然的或合成的可食用聚合物。
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蠟或蠟類物質優選地選自如下，例如，巴西棕櫚蠟、小燭樹蠟、蜂蠟、米糠蠟、甘蔗 蠟、軟木蠟、gimruma蠟、小冠巴西棕蠟、褐煤蠟、鯨蠟、羊毛脂、石蠟蠟、脂肪、氫化脂、甘油單
脂肪酸酯、聚丙二醇、聚乙二醇和脂肪酸酯。天然可食用的聚合物優選選自如下經改性(例如經烷基化)的碳水化合物(例 如淀粉、果膠、藻酸鹽、角叉菜聚糖、紅藻膠、殼聚糖、麥芽糊精、糊精衍生物)，纖維素和纖維 素衍生物(例如醋酸纖維素、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素)、樹膠或經改性的(例如經烷 基化)樹膠(例如阿拉伯樹膠、黃原膠、瓜耳樹膠、印度膠、刺梧桐樹膠、黃蓍膠、刺槐豆膠、 結冷膠)。這些聚合物的改性對于改善在有機溶劑中的溶解度可能是必要的。合成聚合物優選地選自如下例如聚乙烯蠟和聚丙烯蠟的合成蠟、苯并呋喃-茚 樹脂、聚乳酸(PLA)和聚(乳酸/乙醇酸)(PLGA)、丙烯酸類聚合物(甲基丙烯酸共聚物和胺 溶的甲基丙烯酸酯共聚物)、聚原酸酯、聚磷腈、聚酐類、聚乙交酯(PGA)、聚(ε-己內酯)、 聚二氧雜環己酮、三亞甲基碳酸酯、聚(β-羥基丁酸酯)、聚(Y-谷氨酸乙酯)、聚(DTH亞 氨基碳酸酯)、聚(雙酚A亞氨基碳酸酯)、聚氰基丙烯酸酯，特別是丙烯酸類聚合物。基質組分優選選自如下碳水化合物(例如纖維素、淀粉、改性淀粉、糊精、果膠、 藻酸鹽、角叉菜聚糖、紅藻膠、殼聚糖)，樹膠(例如阿拉伯樹膠、黃原膠、瓜耳樹膠、印度膠、 刺梧桐樹膠、黃蓍膠、刺槐豆膠、結冷膠)，蛋白質(例如魚膠、家禽膠和哺乳動物膠、大豆蛋 白、豆類蛋白、玉米蛋白(來自玉米)、小麥麩質、羽扇豆蛋白、花生蛋白、牛乳蛋白或經水解 的或經改性的牛乳蛋白，特別是酪蛋白或乳清蛋白)，木質素和木質素的衍生物(例如木素 磺化鹽、牛皮紙木質素)，纖維素和纖維素衍生物(例如羧甲基纖維素、羧乙基纖維素、羥丙 基纖維素)。優選的基質物質是凝膠，木素磺化鹽，牛乳蛋白質或經水解的牛乳蛋白，植物蛋白 或經水解的植物蛋白，或改性淀粉，特別是明膠、酪蛋白、酪蛋白的水解物、大豆蛋白及其水 解物、木素磺化鹽、經物理改性的大豆蛋白、淀粉和改性淀粉，特別是辛基琥珀酰基淀粉、果 膠和羧甲基纖維素。特別優選是能提供冷水可溶的組合物的基質物質，例如木素磺化鹽、魚膠、牛乳蛋 白和經水解的植物蛋白。可用的溶劑是能夠溶解蝦青素化合物的任何有機溶劑或溶劑組合。揮發性溶劑和 溶劑組合易于從乳液中揮發因而是優選的。溶劑的實例是異丙醇、己烷、環己烷、丙酮、甲基 乙基甲酮、二氯甲烷、氯仿、甲苯、四氫呋喃、乙酸乙酯。綜上所述，顯然優選的固體組合物包含作為連續相的基質物質，在該基質材料中 分布了封裝物質的顆粒(液滴)。蝦青素分布在所述封裝物質的顆粒(液滴)內。這樣的 組合物區別于蝦青素的顆粒分布在基質材料內的組合物(參見例如歐洲專利564989)或蝦 青素被包衣材料包覆的組合物。
實施例以下代表性實施例舉例說明了制備蝦青素晶型I和晶型II的方法以及將蝦青素 晶型I和/或晶型II摻入施用形式的方法。實施例還舉例說明了這兩種形式在具體的有 機溶劑中具有相對較高溶解度和提高的長期穩定性，這對于飼料工業是有利的。最后，實施 例還舉例說明了晶型I或晶型II或它們的限定混合物在施用形式中用于改善施用形式的穩定性和用于改善蝦青素的生物利用度，即提供該化合物的更高口服吸收率的用途。實施例1 晶型I的制備根據上面所述方法為了制備所期望的晶型，可以使用來自Sigma(天然蝦青素)和 Dr. Ehrenstorfer (合成蝦青素，分析級)的蝦青素。通過HPLC測定化合物的純度，并且通 過X-射線衍射和拉曼光譜表征。超高純度的蝦青素還可以通過制備HPLC的方式由較低純 度的蝦青素獲得。實施例2 從晶型I中制備晶型II晶型II可以通過熱處理或從某種溶劑(例如丙酮)中蒸發來制備。由于溶解度 低(在20.5°C、丙酮中約為8mg· ΙΟΟπιΓ1)，所以通過蒸發僅能得到極少量晶體。因而熱處 理被用作晶體制備的主要方法。通過將晶型I加熱至剛剛低于其熔融溫度，然后淬火來制備晶型II。晶型I的加 熱可以在DSC(Netzsch Phoenix 204)的測定池中進行。約6_7mg的蝦青素晶型I在鋁皿 中以漲· HiirT1的加熱速度被從20°C加熱到200°C，然后以I · mirT1的加熱速度緩慢加熱 到。達到此溫度后，樣品立刻被以40K .mirT1的速度從降溫至20°C。DSC系統 用氮氣吹掃。XRPD和DSC曲線驗證了蝦青素的第二種晶型。不同的分析技術被用于研究多晶型物。XRPD證明了上面所定義的晶型II的存在。熱分析顯示晶型I在230. 4°C熔化，而晶型II在216. 7°C熔化。最終，拉曼光譜提 供了充足的信息來辨識多晶型物。晶型I和晶型II的拉曼譜帶中峰位置的不同和偏移可 以在環境條件下區分兩種晶型。實施例3 溶解度測定對于藥物化合物和營養化合物來說，近年來不同多晶型物在各種溶劑中的溶解度 得到人們日益增長的關注。對比了蝦青素晶型I和晶型II在不同溶劑中的溶解度。由于在某些溶劑(異丙醇 和玉米油)中的溶解度很低，所以在這兩種溶劑中的實驗通過紫外可見分光光度(UV-VIS) 計測定。在雙夾套的容器中在不同溫度下制備飽和溶液，然后取出Iml溶液，并通過紫外可 見分光光度計測定。為了計算在這些溶劑中的真實濃度，首先建立吸光單元和溶液濃度之 間關系來進行校準。實驗顯示溶解度的不同顯著依賴于溶劑。例如，30°C下，晶型II在二氯甲烷(DCM) 中的溶解度超過^Omg · IOOmr1，然而在異丙醇中的溶解度僅為3. 4mg · ΙΟΟπιΓ1。在這些溶 劑中能觀察到晶型II更高的溶解度。理想的溶解度可用方程式與DSC數據中所測定的熔點和熔融熱來估算。結果歸納 在表2中。表2.晶型I和晶型II在DCM中計算所得的理想溶解度
權利要求
1.蝦青素的結晶形式，晶型I和晶型II，其中 晶型I通過下列參數表征i)含有介于20°和21°之間的峰的X射線粉末衍射(XRPD)圖案，和 )在225°C _235°C處顯示相轉變的示差掃描量熱法(DSC)掃描；并且其中 晶型II通過下列參數表征i)含有約在11°和18°的峰的XRPD圖案，和ii)在200°C_220°C處顯示相轉變的DSC掃描。
2.如權利要求1所述的晶型I，其特征在于，所述晶型I在230.8°C 士 1處顯示相轉變。
3.如權利要求1所述的晶型II，其特征在于，所述晶型II在210°C士 1處顯示相轉變。
4.如權利要求1-3中任意一項所述的晶型，其在20°C下以固態形式穩定至少90天。
5.權利要求1-4中任意一項所述的晶型I或晶型II在制備具有改善穩定性和生物利 用度性質的施用形式中的用途。
6.用于魚飼料工業的包含晶型I或晶型II或其混合物的施用形式。
7.制備如權利要求6所述的施用形式的方法，其特征在于，蝦青素晶型I或晶型II或 其混合物 溶解于有機溶劑或油或它們的混合物中，然后進一步加工成所述施用形式； 溶解于有機溶劑或油或它們的混合物中，然后進一步加工成包含親脂性分散劑的所 述施用形式； 在100°C和230°C之間的溫度下直接溶解在食用油和/或魚油中，以直接摻入魚飼料 粒中以及其他應用形式中。
8.用于營養工業的根據權利要求6所述的蝦青素的穩定的水分散性施用形式的制備 方法，所述方法包括將蝦青素的晶型I或晶型II溶解在有機溶劑中，將這種溶液與水溶液 混合，并且在未改變晶型的情況下，通過除去所述溶劑和所述水以及在包衣材料的存在下 干燥來將已經形成的分散體轉換成水分散性干燥粉末。
9.如權利要求8所述的方法，其中，所述溶液通過將蝦青素晶型I或晶型II溶解在與 水混溶的有機溶劑中或者水和與水混溶的有機溶劑的混合物中制備。
10.如權利要求6-9所述的施用形式在動物飼養中用于提高蝦青素生物利用度的用途。
11.如權利要求6-9所述的施用形式用于提高最終食品或飼料中蝦青素穩定性的用途。
12.蝦青素晶型I轉變為蝦青素晶型II的方法，其中 晶型I通過下列參數表征i)含有介于20°和21°之間的峰的X射線粉末衍射(XRPD)圖案，和 )在225°C _235°C處顯示相轉變的示差掃描量熱法(DSC)掃描； 并且其中 晶型II通過下列參數表征i)含有約在11°和18°的峰的XRPD圖案，和 )在200°C _220°C處顯示相轉變的DSC掃描，所述方法的特征在于，(a)將晶型I加熱至低于其熔融溫度，然后淬火至室溫，或者(b)將晶型溶于溶劑然后蒸發溶劑，或者(C)所述轉變在有機溶劑中通過漿料轉換來進行。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述晶型溶解在以>20Kpa的蒸汽壓為特征的溶 劑中。
14.如權利要求12所述的方法，其中將晶型I加熱至低于其熔點，然后淬火至室溫，其 特征為晶型I被加熱至205°C和210°C之間。
15.蝦青素晶型II轉變為蝦青素晶型I的方法，其中 晶型I通過下列參數表征i)含有介于20°和21°之間的峰的X射線粉末衍射(XRPD)圖案，和 )在225°C _235°C處顯示相轉變的示差掃描量熱法(DSC)掃描；并且其中 晶型II通過下列參數表征i)含有約在11°和18°的峰的XRPD圖案，和ii)在200°C_220°C處顯示相轉變的DSC掃描，所述方法的特征在于，所述轉變在例如氯仿或乙酸乙酯的有機溶劑中通過漿料轉換來 進行。
全文摘要
本發明描述了以前從未公開的蝦青素的結晶形式(被命名為晶型I和晶型II)。令人驚訝的發現是蝦青素的兩種晶型顯示出改進的生物利用度，在具體有機溶劑中相對高的溶解性和提高的長期穩定性。例如，新晶型在20℃至40℃的溫度下以固態形式穩定至少90天。還發現兩種晶型可以相互制備。因此本發明還涉及制備所述晶型的方法。另外，本發明涉及施用形式(下文也稱為“制劑”)，其包含溶解或懸浮在油或有機溶劑中根據本發明的兩種晶型中的一種或其混合物。
文檔編號A23K1/18GK102083789SQ200980119992
公開日2011年6月1日 申請日期2009年6月2日 優先權日2008年5月30日
發明者克利斯汀·舍弗爾, 卓阿克姆·烏爾里克, 維維安·威爾哈克-特里切特, 郭竟飛, 馬修斯·J·瓊斯 申請人:帝斯曼知識產權資產管理有限公司