Aggregates Sizer 在生物制药聚集体评价系统中的应用

导 读 

近年来生物制药市场发展迅速，2018年生物制药交易价值已超2000亿美元，生物制药已经成为很多制药企业的关键发展战略方向。在生物药物研发、生产和使用过程中，由于生物药物本身性质（如各种蛋白质的特性）、外界温度、其它物理因素的刺激及异物混入等原因而造成生物药物的聚集。聚集体的产生不仅影响药物的疗效，还会导致由于生物体的免疫反应而引发的休克等症状，严重的还会危及生命。因此在生物药物的整个研发生产过程中，必须对聚集体的粒径和浓度进行严格的检测和控制。

一、岛津生物制药聚集体检测应对之道

生物制药聚集体是指多个单体聚集后的物质，如图1所示。

图1 单体的聚集过程

生物制药领域所产生的聚集体按照粒径大致可以分为三类：

①肉眼不可见颗粒；

②亚肉眼可见颗粒；

③肉眼可见颗粒。

由于粒径范围的限制，测定亚可见颗粒的传统方式是将多种测定方法组合在一起以覆盖整个聚集体粒径范围，其测定过程复杂，操作繁琐且费时费力。

图2 聚集体颗粒范围

为解决这个问题，岛津Aggregates Sizer聚集体分析系统横空出世，在实现亚可见粒子全范围测定的同时，对亚可见区粒子浓度（单位：μg/mL）进行精确定量分析。

图3 岛津Aggregates Sizer生物药物聚集体分析系统

二、岛津Aggregates Sizer生物聚集体分析系统的优势

1. 定量评价颗粒浓度

Aggregates Sizer能够测定7nm~800 μm范围内的粒子和聚集体颗粒的粒度，实现颗粒区（40 nm~20 μm）粒子的浓度定量分析（单位：μg/mL）。

2. 高灵敏度聚集体分析

可实现高灵敏度测定，测定浓度106个/mL的1μm粒子，一次分析仅需0.4mL的样品。

3. 高速定量监测1秒间隔的聚集过程

Aggregates Sizer可实现1秒的间隔连续监测，对各个中间态进行监测，评估反应速率。使用批式池（5mL样品容量）能够观测机械刺激导致的聚集过程。

4. 具有温控系统及搅拌功能

可在一定温度条件下实时监测聚集体生成量，了解其稳定温度。微量样品池的搅拌功能能够实现对聚集体的机械刺激，可有效加速分析过程。

5. 可进行超过15小时的连续不间断测定

仪器能实现超15小时的连续不间断测定，有效分析亚可见聚集体粒子的时间序列变化。

三、Aggregates Sizer在生物制药聚集体评价系统中的应用实例

1. 药物稳定剂对聚集体的抑制效果

在生物医药研究中，为防止药品发生聚集，通常开发药物稳定剂来阻止药物聚集体的形成。而药物稳定剂的效果评估则需要监测聚集体的浓度。在IgG水溶液（磷酸缓冲液pH 7.5）中添加药物抑制剂L-精氨酸，能够抑制聚集体的形成（图4）。

图4生物制药稳定剂对聚集效果的影响

2. 机械性刺激对疫苗聚集体的影响

在生物药品的运输过程中机械刺激会对聚集反应产生影响，通过批式池的机械搅拌模拟运输过程，实时检测了疫苗聚集体在不同搅拌条件下的变化，如图5所示，随搅拌时间的延长，疫苗聚集体浓度变少。

图5 机械刺激对疫苗聚集体的影响

3. 不同pH值溶液对γ-球蛋白聚集体的影响

把γ-球蛋白分别分散到纯水、邻苯二甲酸盐缓冲液（pH4）、磷酸缓冲溶液（pH7.4）中测定聚集体的粒径和浓度分布。如图6所示，聚集体多分布在1 μm至10 μm之间，SVP区域聚集体在纯水中最多，浓度约4.4 μg/mL。聚集体在磷酸缓冲液中最少，约0.4 μg/mL，差距达10倍以上。

图6 不同pH溶液对γ-球蛋白聚集体的影响

撰稿人：宋晓红

本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。