生物製劑開發中的物性評價技術:製造工藝

介紹生物製劑開發各階段中應評估的項目,以及可進行評估的Malvern Panalytical測量技術。此頁面詳細介紹“製造工藝”。

一旦配方確定,下一步就是放大。在製造過程進行中,有可能看到在小規模中未出現的不可溶性亞微米聚集體(100〜1000 nm的SVP)。報告指出,SVP與免疫原性風險增加相關。患者的免疫系統可能將蛋白質聚集物視為病毒等感染性顆粒,引發不良免疫反應。Malvern Panalytical的測量技術可支持與放大相關的SVP評估。

基於平均顆粒徑和PdI評價尺寸變化(DLSSLS

製造工藝前後抗體尺寸變化的比較

因為蛋白質由對調製方法、保存方法、緩衝液等多種處理條件敏感的多肽鏈組成,所以了解製造工藝中的物性變化是很重要的。使用動態光散射法(DLS)及靜態光散射法(SLS)可以進行聚集和碎片化的評價。下圖展示了未處理和處理後的治療用抗體的DLS結果。橫軸是尺寸,縱軸是光強度分佈(Intensity(%))。未處理的抗體樣品(藍色)的平均顆粒徑約為11 nm,而處理後(紅色)的平均顆粒徑約為50 nm,確認了聚集體的存在。這結果提示處理前後抗體樣品有變化。此外,未處理的抗體樣品,其分佈度表現為多分散指數(PdI)超過0.14和0.1,分佈寬廣,還提示小抗體碎片的存在。這結果和表中顯示的兩個治療用抗體的SLS求得的絕對分子量略小於理論值145 kDa的結果一致。

通過詳細監控DLS和SLS的尺寸變化可以確認在商品化道路上的聚集和碎片化。

表:靜態光散射測量結果

※抗體樣品的理想分子量是145 kDa
→通過結合動態光散射法(DLS)和靜態光散射法(SLS),可以更詳細地監控製造工藝中的聚集和碎片化

利用平均顆粒徑優化製劑(DLS

觀察藥物載入微乳液的尺寸變化隨時間的演變

微乳液的尺寸特性對於確保安全和高效的給藥至關重要。通過DLS監控尺寸分佈的變化,可以獲得優化製劑的重要資訊。圖中上方顯示微乳液中藥物的引入影響。橫軸是尺寸,縱軸是光強度分佈(Intensity(%))。紅色表示僅有微乳液,綠色表示微乳液+藥物的結果。確認藥物引入後,無藥物包含的數十nm主要峰向右移動,尺寸變大。約2 μm的峰表示從微乳液中洩漏出的不可溶性藥物。此外,下方監控稀釋後的藥物微乳液的平均徑隨時間的變化。縱軸是Z平均顆粒徑。如果藥物不溶出,平均直徑應保持不變,尺寸變大與藥物洩漏相關聯。

因此,通過跟踪微乳液平均直徑的變化,還可以檢查洩漏的藥物比例。

通過監控使用DLS的微乳液尺寸變化,可以優化製劑。

→支持通過顆粒分佈和平均顆粒徑作為指標監控微乳液的尺寸變化來優化製劑

利用散射光進行高濃度化后的SVP濃度定量NTA

通過BSA的高濃度實現的SVP檢測

在製造工藝後期,蛋白質濃度變高,因此評估在此狀態下的分散穩定性是重要的。

納米顆粒跟踪分析(NTA)可以檢測溶液中光學顯微鏡不可見的亞微米、納米尺寸顆粒,因此適合SVP的濃度定量。

下圖顯示了在相同處方下,使用NTA分析不同濃度的BSA溶液中包含的SVP。比較各BSA濃度的顆粒徑分佈,50 mg/mL(藍色)中幾乎檢測不到超過400 nm的顆粒,隨濃度增加,超過400 nm的比例增大。

因此,使用NTA可以測量隨樣品濃度變化的SVP濃度變化。

→可視化確認和定量高濃度下的SVP

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