第1回 MicroED/3DED ユーザーズミーティング

XtaLAB Synergy-EDを用いた無機ナノ空間材料の構造研究

我々は、1nmレベルの微細空間を有するゼオライトや層状化合物などの無機ナノ空間物質の新規開発と応用研究を行っている。 これらは通常単結晶合成が困難なため、粉末XRDが主な構造決定法であるが、合成研究の進歩に伴い構造も複雑化し解析困難なケースが増えいる。 しかし近年、3D-ED/microEDの急発達により、その状況が大きく変わろうとしている。本発表では、最近導入したXtaLAB Synergy-EDのインプレッションと解析例を示し、1ユーザー視点でどう活用するかについて情報共有したい。

新薬開発・創薬プロセスを加速する最先端3D ED/MicroED テクノロジー ~Synergy-EDを製薬現場へ導入したことで経験した感動の連続について~

弊社では、Synergy-EDを実際に社内導入し各種結晶関連サービスの拡充に努める一方、リガク様との共同基盤研究として、より製薬現場に即した場面での活用方法の開拓に努めてきた。今回、医薬品開発に携わる研究者が直面する以下の重要課題に着目し、構造決定的な側面から、Synergy-EDを用いた解決事例を紹介する。
①粉末X線回折だけでは正確な結晶多形判別が出来ない結晶らの構造解析
②水素位置の特定による塩 or 共結晶の直接的な構造決定
③錠剤中に含まれる有効成分の直接的な構造決定 ~錠剤化前後における多形変化の確認~
④¹H, ¹³C-NMRだけでは構造解析が困難とされるニトロソアミン類の短時間構造決定

コーヒーブレイク + ポスター展示

SynergyEDにおける高精度電子回折を支えるJEM-2300EDの設計とハードウェア構成

SynergyEDに搭載される電子回折装置JEM-2300EDは、電子回折測定に特化した光学設計を採用している。高い平行度を実現する照射レンズ系に加え、イメージングモードと回折パターン取得モード間でのヒステリシスや熱ドリフトを排除し、シームレスな切替を可能にした。これにより高スループットな結晶構造解析を実現する。さらに、クライオ電子回折対応や面内回転ホルダなどのオプションにより、多様な計測ニーズに応える。

High-throughput electron diffraction in the Rigaku XtaLAB Synergy-ED

Microcrystal electron diffraction (MicroED/3D ED), which solves atomic structures from crystals in the sub-micron size range using electron radiation, has evolved from an exploratory technique into a cutting-edge analytical method practiced in laboratories worldwide. However, viewing MicroED solely as an extension of single-crystal diffraction, traditionally performed with X-rays on smaller crystals, underestimates its capabilities. With thousands of crystallites available simultaneously on a sample grid and measurements completed within minutes, we can obtain a more comprehensive view of our specimen by collecting crystallographic data from dozens or even hundreds of crystals. This approach allows for the analysis of powders containing mixtures of compounds, different polymorphs, or even small traces of contaminants, including ab-initio solutions, even in cases too complex for powder diffraction or where only minute sample amounts are available. In this contribution, we will discuss how high-throughput workflows in the Rigaku XtaLAB Synergy-ED electron diffractometer enable various beyond-single-crystal investigations with a high degree of automation and ease of use.

MicroED/3D ED を用いた大村天然化合物の構造決定

天然化合物は医薬品、動物薬、農薬などのシード化合物の探索源として重要な役割を果たしてきた。北里大学大村創薬グループにおいても抗寄生虫薬として開発された放線菌由来のivermectinを始め、多くの微生物由来有用化合物を発見してきた。一方で天然化合物は微量しか得られない場合も多く、構造決定の困難さが開発のボトルネックとなってきた。本講演では2021年12月に北里大学に1号機として導入された「XtaLAB Synergy-ED」を用いた大村天然化合物の構造決定の実例を紹介する。