注射用生物制藥產(chǎn)品中蛋白質(zhì)和活性成分(API)的聚集仍然是影響產(chǎn)品穩(wěn)定性和可用性的主要問(wèn)題。蛋白質(zhì)聚集可以發(fā)生在蛋白質(zhì)治療藥物生命周期的所有階段，包括表達(dá)，復(fù)性，純化，滅菌，運(yùn)輸，儲(chǔ)存和遞送過(guò)程。大家都知道，蛋白質(zhì)聚集的機(jī)制尚不清楚，但是在某些制造階段會(huì)增加物理降解和聚集體形成的風(fēng)險(xiǎn)，例如配方組成，細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中的微生物或藥瓶污染物的影響，以及藥物儲(chǔ)存過(guò)程中存在的化學(xué)降解可能。特別是已經(jīng)證明，儲(chǔ)存容器的環(huán)境起著類(lèi)似于預(yù)填充注射器的作用，例如，從橡膠塞中漏出的硅油和玻璃分層會(huì)誘發(fā)聚集。在國(guó)際上對(duì)生物制藥產(chǎn)品控制的衛(wèi)生法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格的背景下，在生產(chǎn)和儲(chǔ)存過(guò) 程中，對(duì)治療性蛋白質(zhì)藥物的變性和降解過(guò)程進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)，對(duì)生產(chǎn)商和研究人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)關(guān)鍵的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)
為了解決此類(lèi)應(yīng)用，法國(guó)Cordouan 公司開(kāi)發(fā)了命名為 VASCO Kin 原位在線納米粒度儀(見(jiàn)下圖)，該分析儀基于實(shí)時(shí)原位非接觸式遠(yuǎn)程DLS測(cè)量。DLS是膠體科學(xué)和蛋白質(zhì)表征研究中普遍采用的技術(shù)之一，它是基于對(duì)粒子布朗運(yùn)動(dòng)引起的散射光波動(dòng)分析的成熟且非常強(qiáng)大的技術(shù)[4] 。 它可以在一分鐘內(nèi)精確測(cè)量從 0.5nm 到 10um 的顆粒粒度。 盡管當(dāng)今商用DLS系統(tǒng)提供了不同的測(cè)量配置，但它們都要求用戶(hù)取樣，稀釋?zhuān)D(zhuǎn)移到樣品池中，這些操作都可能會(huì)影響樣品蛋白質(zhì)的聚集狀態(tài) 。
原位在線納米粒度儀VASCO Kin 是一種靈活的DLS系統(tǒng)，這得益于其*的光纖遠(yuǎn)程探頭(OFRP)，使傳統(tǒng)DLS的限制問(wèn)題迎刃而解。 OFRP是一個(gè)經(jīng)過(guò)優(yōu)化的，高度耐用的光學(xué)機(jī)械組件，可以在無(wú)需對(duì)樣品分批處理的情況下進(jìn)行直接的、非接觸的測(cè)量。通過(guò)特殊的光纖連接到光學(xué)單元，OFRP將激光束射入樣品中，并以 170°的角度向后收集樣品的散射光(見(jiàn)下圖)。連接配備專(zhuān)用快速采集電子電路的高靈敏度單光子雪崩光電二極管檢測(cè)器(APD)，實(shí)時(shí)監(jiān)控散射光強(qiáng)度的波動(dòng)，并通過(guò)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)算法將其轉(zhuǎn)換為時(shí)間分辨的粒度動(dòng)力學(xué)分析。
為了證明 原位在線納米粒度儀VASCO Kin 實(shí)現(xiàn)在注射器中非接觸原位測(cè)量的能力，我們對(duì)一種商用可注射流感疫苗進(jìn)行了一系 列粒徑測(cè)量(見(jiàn)圖 1-左)。這種疫苗是一種復(fù)雜的培養(yǎng)基，由多種不同成分混合而成：來(lái)自三種不同干細(xì) 胞的去活化和碎片化的病毒，和包括 ppi 水(質(zhì)子泵抑制劑)、氯化鉀、氯化鈉、生理鹽水緩沖液和微量的雞蛋蛋白(卵清蛋白)、甲醛、新霉素、辛醇 9 等幾種賦形劑。為了進(jìn)行測(cè)量，從塑料包裝 1 中取出疫苗注射器(見(jiàn)圖 1)，并將其放置在距離Kin遠(yuǎn)程探頭6cm 處的專(zhuān)用支架上(見(jiàn)圖 1-右)。
進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，即使不去除塑料透明包裝進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果與去除包裝的結(jié)果也非常一致。
為了比較和證明這種疫苗的老化效應(yīng)，我們將兩支疫苗分別儲(chǔ)存在 7℃的冰箱中和保存在室溫下。各儲(chǔ)存8個(gè)月后，在相同的條件下測(cè)量了兩個(gè)疫苗。其粒度分布結(jié)果如下圖所示
對(duì)于儲(chǔ)存在冰箱中的疫苗(圖 2 左)，可以注意到樣品的粒度分布相對(duì)復(fù)雜，顯示了從30 nm到800nm 的三個(gè)峰值。這些峰值分別對(duì)應(yīng)病毒片段和蛋白質(zhì)。另外，還有粒度超過(guò) 10µm 的團(tuán)聚體存在。相比之下(圖 2 右)，該疫苗儲(chǔ)存在室溫下清楚地顯示了一些明顯的粒度分布的變化?，F(xiàn)在看來(lái)像是一個(gè)從 10nm到10µm廣泛的連續(xù)分布。上述結(jié)果第一次證明了原位 DLS 測(cè)量注射器內(nèi)樣品的有效性和準(zhǔn)確性，并為進(jìn)一步研究所發(fā)生的粒度變化機(jī)理奠定了基礎(chǔ)
用原位在線納米粒度儀VASCO Kin 進(jìn)行非接觸式原位直接測(cè)量注射疫苗的納米粒徑及其分布，這具有創(chuàng)新性的意義。它不僅省去了樣品的前處理步驟，節(jié)約了比色皿等耗材，而且為該納米粒度測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)生物制藥產(chǎn)品中蛋白質(zhì)聚集的情況開(kāi)辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。VASCO Kin 還可以用于在各種類(lèi)型的反應(yīng)器配置耦合[6](雙夾套玻璃反應(yīng)器，高壓和高溫超臨界 CO2高壓釜，微波反應(yīng)器，微流體芯片等)中實(shí)時(shí)監(jiān)控納米粒子合成動(dòng)力學(xué)。
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