應用案例

Picarro PI2114（確保生物制劑產(chǎn)品生產(chǎn)流程中穩(wěn)定性 ——PI2114實時監(jiān)測VHP痕量H2O2殘留）

發(fā)表時間：2024-04-18

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在2008年，第二批治療性生物制劑產(chǎn)品即將面世。那時，研究人員已經(jīng)知道在無菌處理設備和隔離器系統(tǒng)曝氣后，其中許多產(chǎn)品受到殘留的過氧化氫（H2O2）的氧化或降解破壞。

但當時的技術條件還很難評估這些生物產(chǎn)品對低濃度殘留過氧化氫的敏感程度，因為沒有可靠的測量系統(tǒng)能夠快速、精確并準確地測量ppm以下的氣相過氧化氫濃度。

美國禮來公司（Eli Lilly and Company）是一家全球性的以研發(fā)為基礎的醫(yī)藥公司，總部位于美國印地安那州印第安納波利斯市。Mike Walsh博士最近從那里退休，他曾經(jīng)是該公司過程分析技術小組的高級研究科學家。

當時，一位無菌處理工程師向Mike提出需要一種能夠連續(xù)測量低至約10ppb的過氧化氫蒸氣濃度的測量設備，并解釋說，公司正致力于和另一公司合作將一種新的糖尿病治療方法推向市場，但發(fā)現(xiàn)此藥物對氧化敏感，也不清楚在將產(chǎn)品放入隔離器系統(tǒng)之前到底需要控制多低的過氧化氫濃度，才能保證藥物穩(wěn)定。

他們需要一個可靠的測量系統(tǒng)，使他們能夠將產(chǎn)品暴露于目標濃度之下，以評估在不顯著影響產(chǎn)品的情況下可以殘留的過氧化氫濃度。Mike和項目團隊著手尋找最佳的測量解決方案，以便在研究和工藝開發(fā)活動中確定痕量的過氧化氫，同時也著眼于在制造環(huán)境中進行潛在的工藝流程監(jiān)控。

起初，Mike找到了一個系統(tǒng)，它是公認的過氧化物酶分析方法的自動化版本。該儀器設計用于連續(xù)環(huán)境監(jiān)測，其中包括一個可以將氣相樣品中過氧化氫定量吸收到水溶液中的模塊，然后作為液體分析，該方法可以測量到低于1ppb的濃度。

利用這項技術，成功地完成了初始產(chǎn)品環(huán)境暴露研究，包括濃度遠低于100ppb的環(huán)境。雖然這種測量技術在研究中很有用，但它對于生物制劑生產(chǎn)環(huán)境來說太過復雜，無法真正應用在生產(chǎn)流程中，因此迫切需要一種替代技術。

可調(diào)諧二極管激光測量系統(tǒng)在邁克看來特別有前途，“考慮到可調(diào)諧二極管激光器的高靈敏度和最小化水蒸氣干擾的能力，我曾認為這是一種可行的方法，并參加了工藝流程分析會議，詢問光譜儀制造商是否可以測量過氧化氫?！?邁克說他最終找到了一家愿意對這種分析方法進行仔細評估的公司，之后他們開發(fā)了一臺原型機，可惜的是，最終儀器無法滿足靈敏度要求。在近乎走投無路的時候，他發(fā)現(xiàn)了Picarro儀器公司及其過氧化氫分析儀。

根據(jù)產(chǎn)品參數(shù)指標，Mike向產(chǎn)品團隊建議，Picarro G1114（第一代型號，現(xiàn)在已被第三代PI2114取代）看上去是一個合適的選擇，用于監(jiān)測生產(chǎn)環(huán)境中的氣相過氧化氫殘留。

“所以當時我們迅速為生產(chǎn)車間購買了一臺G1114。我們做了很多測試，包括檢查線性度、檢測限、準確度和精密度、響應時間、干擾等，幾乎各項結果都表明性能遠超我們預期。

儀器的穩(wěn)定性尤其令人印象深刻：當我們在購買1年和2年后分別對其進行校準時，我們得到的響應因子與儀器中最初保存的響應因子幾乎完全相同。所以，是的，我們對這個儀器非常滿意。”

盡管過氧化物酶分析自動化系統(tǒng)的靈敏度更高，但是Picarro G2114儀器的連續(xù)測量過氧化氫濃度范圍的測量下限已經(jīng)完全滿足實際工藝流程要求，這在氧化敏感藥物產(chǎn)品的灌裝過程中已經(jīng)得到充分驗證，而且該系統(tǒng)更易于操作和維護。

Mike同時認為Picarro的過氧化氫分析儀是進行產(chǎn)品暴露條件研究的理想選擇。 “您可以將盛放樣品的開放容器，放置在充滿目標濃度氣相過氧化氫的隔離器系統(tǒng)中，并評估由于吸收過氧化氫而導致降解的程度。

首先，您需要進行連續(xù)測量，以便查看在特定濃度條件下，實驗是否會出現(xiàn)某些異常。其次，如果濃度變化緩慢，那么您就有足夠的數(shù)據(jù)來計算暴露期間的平均有效濃度?！?Mike進一步指出，連續(xù)測量還使研究人員能夠評估濕度和溫度等因素如何影響殘留的過氧化氫濃度。

轉眼間，已經(jīng)過去10多年了。Dr. Mike前幾年已經(jīng)退休，他喜歡在一家定制家具公司教木工，這家公司旨在為那些無家可歸者、有監(jiān)獄記錄或有吸毒史的人提供工作。

無論是用于產(chǎn)品暴露研究、工藝開發(fā)還是工藝控制和優(yōu)化，Picarro過氧化氫分析儀仍然是連續(xù)、實時監(jiān)測痕量過氧化氫濃度的最佳選擇。最新版本的PI2114的測量下限為3.3ppb，并且有內(nèi)置的符合法規(guī)與審計追蹤功能軟件，可以很容易地將其集成到cGMP環(huán)境中。

Michael Walsh博士

Michael Walsh博士是一名退休的過程分析化學家。他曾在美國禮來公司工作，負責研究和實施控制制藥生產(chǎn)過程的新技術。在2004年加入禮來公司之前，他曾在陶氏化學公司擔任過程分析系統(tǒng)專家，也曾在美國海軍擔任核動力工程師。Walsh博士在過程分析技術領域工作了超過25年，領導了新過程分析技術的開發(fā)項目。

本文作者：Picarro的高級產(chǎn)品經(jīng)理

Tom Doherty

自稱“技術狂人”的Tom在化學測量方面有超過35年的經(jīng)驗，主要是在色譜和質譜方面。他負責Picarro的同位素分析儀和相關的外圍設備。湯姆擁有密歇根州立大學的化學博士學位。

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