生物制药中不溶性亚可见颗粒检测方案(图像粒度粒形)

No.Q123岛津SHIMADZUhttp：//www.shimadzu.com.cn用户服务热线电话： 800-810-0439第一版发行日：2020年4月400-650-0439 ApplicationNewsNo.Q123 粉末特性分析 流动成像法表征生物制药中的不溶性亚可见颗粒 由于生物制药主要针对病原体，具有副作用小和效果明显的优势，但另一方面，与小分子药物相比，生物制药抗应力能力较低，易于团聚。有报道指出，如果生物制药因应力而形成团聚，则生物药的药效可能会减弱或丧失，还可能出现严重的副作用，包括由免疫反应而引起休克。 对于蛋白质制剂(生物制药的一种类型)的聚集特性，美国药典(USP)和日本药典(JP)规定用光阻(LO)法对10 pm及以上的不溶性亚可见颗粒进行评价。对于微米级的不溶性亚可见颗粒，近年来报道了通过流动成像(FI)法进行评估的实例报道(1)，(2)。与光阻法相比，流动成像(FI)法对于高度透明的颗粒具有更高的灵敏度，并且能够对图像中的颗粒进行分类。 基于流动成像法的岛津 iSpectTM DIA-10动态颗粒图像分析系统(图1)，可用于采集液体样品中颗粒的图像，并分析粒径分布、浓度和粒形。由于样品量小(测量最小体积为50uL，死体积为50pL或更小)，且光学系统的成像区域窄，可最大限度地减少颗粒被漏检(成像效率：90%或更高)，因此特别适用于生物制药中不溶性亚可见颗粒的表征。本文介绍了一个使用 iSpect DIA-10 表征蛋白质溶液中聚集体大小和浓度的实例。 H. Maeda 图1 iSpectTM DIA-10 动态颗粒图像分析系统 样品和方法 样品采用冻干人免疫球蛋白。通过将样品粉末溶解在 pH为5.0的柠檬酸-磷酸缓冲液中，使其浓度为1 mg/mL，并通过100 nm 注射式过滤器将样品过滤，配制成样品溶液。为了诱导蛋白聚集体形成，将样品溶液分为两部分。一部分用80C的加热模块加热3分钟(热应力样品)，另一部分用 PEEK (聚醚醚酮)树脂制作的搅拌板搅拌10分钟(搅拌应力样品)。 使用下表的测量条件对按上述方法制备的两种蛋白聚集体样品(热应力、搅拌应力样品)进行测量。 帧速率 8帧/秒 效率 97% 样品量 50pL 阈值 220 流速 0.1 mL/min 测量结果 图2为粒径分布和散布图，图3为典型颗粒图像。表2和图4为观测到的颗粒数和数量浓度的测量结果。 10000 10000 图2粒径分布和散布图 Thumbnail Display Screen a)热应力 b)搅拌应力 图3典型颗粒图像 ( 参考文献 ) (1) Susumu Uchiyama，"对生物制药中聚集体进行适当的生物物理表征"Yakugaku Zasshi (日本药物协会杂志)，138，1503-1507(2018) (2)Kiyoshi M等人，"流动成像法和法阻法分析亚可见颗粒的合作研究：日本生物制药协会的体验"，药物协会杂志，108，832-841(2019) iSpect 是岛津制作所在日本和/或其他国家的商标。 热应力 搅拌应力 观测到的颗粒数(颗粒数) (总计) 32246 18813 (按大小) <2pm 29210 4966 2 pm-10 pm 11797 14057 10 pm-25 pm 298 78 ≥ 52 pm 22 颗粒浓度(计数/mL)*1 (总计) 668102 389784 (按大小) <2 pm 417051 96737 2 pm-10 pm 244421 291246 10 pm-25pm 6174 1616 ≥ 25 um 465 168 *1颗粒浓度根据观测到的颗粒数、观测到的区域体积和记录的帧帧计算。 图4按粒径分类的数量浓度 从粒径分布、散布图和颗粒浓度可以看出，当施加不同应力条件时，即使具有相同的蛋白浓度，微米级聚集体的数量和形状参数也会有所不同。此外，在颗粒图像中观测到线状和块状颗粒。 尽管使用 iSpect DIA-10 很难对小于5 um 的颗粒进行形状分析，因为一个像素为0.8625 pm，并且很难用溶剂获得足够的对比度，但是还可以进行检测。作为对照，图5显示了2 pm聚苯乙烯乳胶颗粒的测量结果。 图5聚苯乙烯乳胶颗粒(2um)的测量结果 总结 如上所述，通过使用 iSpect DIA-10测量在不同应力条件下制备的蛋白溶液，获得了微米级不溶性亚可见颗粒的颗粒图像，并按尺寸表征了颗粒浓度。 iSpect DIA-10 甚至能够以高成像效率测量痕量样品，因此可用于表征生物制药中的不溶性亚可见颗粒。 岛津应用云 ( 岛津企业管理(中国)有限公司岛津(香港)有限公司 ) ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) ( *本资料中的所有信息仅供参考，不予任何保证。 ) ( 如有变动，恕不另行通知。 ) 由于生物制药主要针对病原体，具有副作用小和效果明显的优势，但另一方面，与小分子药物相比，生物制药抗应力能力较低，易于团聚。有报道指出，如果生物制药因应力而形成团聚，则生物药的药效可能会减弱或丧失，还可能出现严重的副作用，包括由免疫反应而引起休克。对于蛋白质制剂（生物制药的一种类型）的聚集特性，美国药典（USP）和日本药典（JP）规定用光阻（LO）法对10μm及以上的不溶性亚可见颗粒进行评价。对于微米级的不溶性亚可见颗粒，近年来报道了通过流动成像（FI）法进行评估的实例报道。与光阻法相比，流动成像（FI）法对于高度透明的颗粒具有更高的灵敏度，并且能够对图像中的颗粒进行分类。基于流动成像法的岛津iSpect™ DIA-10动态颗粒图像分析系统，可用于采集液体样品中颗粒的图像，并分析粒径分布、浓度和粒形。由于样品量小（测量最小体积为50 μL，死体积为50μL或更小），且光学系统的成像区域狭窄，可最大限度地减少颗粒被漏检（成像效率：90%或更高），因此特别适用于生物制药中不溶性亚可见颗粒的表征。本文介绍了一个使用iSpect DIA-10表征蛋白质溶液中聚集物大小和浓度的实例。