确保生物制剂产品生产流程中稳定性 —PI2114实时监测VHP痕量H2O2残留

  现在生物制剂是最有效和最有潜在价值的新治疗产品，包括多肽、蛋白质和抗体-药物偶联物（ADC），以及细胞、细胞衍生产品和基因疗法。这些产品在生产过程中，容易受到残留过氧化氢的氧化或降解破坏，因为，在净化后的曝气过程完成后，有些痕量过氧化氢（H₂O₂）仍会存在于无菌处理设备中。对于早期生物制剂产品，100 ppb浓度的残留水平可能就会造成损失。而对于较新的产品，已有数据显示其残留过氧化氢可能造成损失的下限已经低至30 ppb。

        实际上，这些生物制剂的制造商必须确定产品的氧化敏感性，并确定允许残留的过氧化氢暴露的上限，以确保隔离器或其他无菌加工设备的环境不会使产品暴露在高于该阈值的水平。

       有三种方法可以测量曝气期间和曝气后残留的低至ppb级水平的过氧化氢。实际上，其一方法根本不是一种测量方法——它只是依赖于灭菌和通风程序设计，通常就是您的无菌处理设备。根据实际要求，设备制造商可能已进行了彻底的研究，并设计了足够的曝气流程。但是这种方法有两大隐患，首先，您如何确定在实际操作中（包括可能的停工），长时间运行或重复操作期间，在某些表面吸附的过氧化氢不会释放出来？如果您需要更改或重新选择隔离器内的程序或相关设备，是否有办法重新验证曝气过程？第二个问题是，由于考虑到实验和实际使用的差异，无菌处理设备供应商可能设计了非常保守、很长的曝气阶段作为整个周期的一部分。这意味着浪费时间——原本可以把时间花在提高生产效率而不是不必要地等待上。

        第二种测量残留过氧化物的方法是使用湿化学法技术，称为过氧化物酶测定法。这是一种灵敏度极高且被广泛使用的技术，尤其是与荧光或化学发光检测结合使用时。它能够在固体表面(使用抹布)、直接在液体或在气相(通过在水中将气体鼓泡)上定量过氧化氢。但是，它不是一种快速或实时的方法，且需要非常熟悉化学专业知识与操作。并且对于每个样品都使用消耗性试剂和容器，这使其不适用于洁净室环境。另外，这种方法需要经常校准。

第三种测量残留过氧化氢的方法是直接使用Picarro PI2114过氧化氢分析仪，可以快速、连续地测量气相中的过氧化氢浓度低至3.3 ppb。 Picarro PI2114使用近红外激光CRDS技术，无需化学药品或其他消耗品。 它可以长期运行（长达数月）无需维护或重新校准。 安装调试后，它产生与过氧化氢浓度成比例的“类似传感器”的连续模拟输出，大多数SCADA系统（数据采集与监视控制）均可读取，从而大程度地减少了对操作员作业程序的需求。 在安装和维护过程中，全套法规软件符合美国食药管理局（FDA）21CFR part 11条款规定，可确保GMP要求的数据完整性以及审计追踪。

实际上，多数生物制药公司都在使用Picarro过氧化氢分析仪，通过确保灭菌后生物制品后续处理（如封装等）的安全环境，用以保证产品的稳定性；同样，多数隔离器设备制造商也在使用Picarro PI2114来测试和验证其产品与设计，或者将其与设备一起交付用户以确保灭菌和曝气过程的安全性。因此，考虑到生物制剂产品的安全性与稳定性，使用Picarro PI2114在通气和运行过程中连续监测残留的过氧化氢水平确实是不二选择。

本文作者：Picarro高级产品经理Tom Doherty

日期：2020年3月11日