流式成像粒度仪-蛋白类制剂颗粒粒度检测解决方案

在生物药的蛋白类制剂研究领域中，颗粒污染物或者外来颗粒的引入造成的制剂安全问题普遍受到重视，然而，由于此类制剂的一些特殊性质，如何区分此类制剂中外来颗粒成为一项难题。蛋白类制剂颗粒粒度检测推荐使用胤煌科技YH-FIPS系列流式成像粒度仪产品。可以用流体成像的方式，加上人工智能颗粒分类，来区分颗粒的大小、浓度、数量等。该设备同时满足USP1787和USP1788药典要求，为药品研发带来质量保证。

本文主要说明颗粒的特性以及蛋白制剂中颗粒的颗粒检测可能的影响因素：

1、特定的单个颗粒属性

在蛋白制剂中，某些特定的颗粒特性是很难确定的，每一个颗粒可能都具有不同且单独的属性，比如说折射率及颗粒密度等，这些因素使得采用传统的光学方法（光散射法、光阻法、激光衍射法）对此类制剂进行粒度检测会形成一些误差结果。

2、蛋白质悬浮液的组成和性质

蛋白质悬浮液具有高度异质性可多分散性，其粒度分布可从纳米级延伸到微米级，由于这些复杂结构包含多种聚集途径，因此可能包含无数的单体、缔合物以及聚集体，最终造成其物理或者化学性质的变化。

另外，当悬浮液中的“大颗粒”较多时，“小颗粒”的检测是相较困难的，因为“大颗粒”信号的叠加会使得“小颗粒”的检测信号变得十分微弱，使得最终结果造成偏差，这一现象在使用动态光散射技术进行粒度检测时更为明显。

3、蛋白制剂与药包材相互作用的可能性增加

蛋白质表面表现出带电或亲疏水的界面。这导致与不同种类的包装材料相互作用的可能性增加，例如玻璃注射器、不锈钢等形成可浸出物，导致蛋白的聚集。出于这个原因，还必须识别和区分蛋白质悬浮液中源自这种接触材料的外在颗粒。硅油即为一个典型的例子，硅油对于优化的注射器性能力学是必要的。几项研究调查了硅油在蛋白质制剂中的影响，例如聚集引发风险和免疫原性风险[1-2]。硅油滴的鉴定、区分和表征十分重要。

4、缺乏统一的校准标准定义蛋白质的粒度

在大多数情况下，使用的标准品采用聚苯乙烯或二氧化硅的球形颗粒。然而，这些颗粒的物理化学性质，特别是折射率，与所研究的蛋白质颗粒的折射率有很大不同。为了数据更可靠，这些技术需要校准标准颗粒，其性质应更接近目标蛋白质的特性。在过去的十年中，已经使用了各种方法，例如，美国国家标准与技术研究院的Ripple等人使用了乙烯四氟乙烯（ETFE）颗粒[3-4]来模拟。另一种方法是通过交联蛋白质来形成指定大小的颗粒，例如Micromod Partikeltechnologie产生的白蛋白（例如BSA）颗粒[5]。折射率的匹配特性远非唯一的问题。对于分析数据评估，大多数计算假设球形颗粒；但是样品颗粒有复杂多样的形状。因此，制定普遍适用的校准标准仍然很困难。

流式成像粒度仪-蛋白类制剂颗粒粒度检测解决方案

YH-FIPS系列流式成像粒度仪产品介绍

技术优势：

√ 宽广的检测范围（0.2 μm-3 mm）、检测浓度可高达1*10⁷个/mL；

√ 专业远心变倍镜头，兼容不同类型粒子测试，杜绝形貌畸变；

√ 引入FIPS超分辨算法及AI智能算法等多种算法，确保数据准确性；

√ 数据同时给出粒子形貌、尺寸分布等信息，以达到最“真”统计；

√ 符合21 CFR part 11及GMP对数据完整性的要求。

微流成像颗粒分析系统检测原理图

样品在流动过程中可以被相机实时拍摄，记录到样品中的所有的颗粒，最终得到样品的粒径分布信息和图片信息。

所有的颗粒、液滴和气泡都可以被捕捉到测量系统中，而图像信息可以根据形态学和图像强度参数及颗粒大小进行分类，该分类可以用于确定不同颗粒类型的相对比例，样品在流动过程中被实施拍摄，足量的粒子信息被采集之后，样品的测试结果就具有代表性和统计学意义。

胤煌科技(YinHuang Technology)是一家专注于为医药、半导体及化工材料等行业提供检测分析设备及技术服务的高科技公司，致力于为客户提供全面、准确的检测分析和解决方案。主营产品包括不溶性微粒分析仪，可见异物检查分析仪，原液粒度及Zeta电位分析仪，CHDF高精度纳米粒度仪，高分辨纳米粒度仪，溶液颜色测定仪，澄清度测定仪等，公司自主研发的YH-MIP系列显微计数法不溶性微粒仪、YH-FIPS系列流式动态图像法粒度仪，YH-FIPS系列微流成像颗粒分析仪已经在生物医药、半导体及材料化工领域得到广泛应用。

[1] Chisholm C.F., Nguyen B.H., Soucie K.R., Torres R.M., Carpenter J.F., Randolph T.W. In Vivo Analysis of the Potency of Silicone Oil Microdroplets as Immunological Adjuvants in Protein Formulations. J. Pharm. Sci. 2015;104:3681–3690. doi: 10.1002/jps.24573.

[2] Liu L., Ammar D.A., Ross L.A., Mandava N., Kahook M.Y., Carpenter J.F. Silicone oil microdroplets and protein aggregates in repackaged bevacizumab and ranibizumab: Effects of long-term storage and product mishandling. Investig. Ophthalmol. Vis. Sci. 2011;52:1023–1034. doi: 10.1167/iovs.10-6431. 

[3] Ripple D.C., Dimitrova M.N. Protein particles: What we know and what we do not know. J. Pharm. Sci. 2012;101:3568–3579. doi: 10.1002/jps.23242.

[4] Ripple D.C., Montgomery C.B., Hu Z. An interlaboratory comparison of sizing and counting of subvisible particles mimicking protein aggregates. J. Pharm. Sci. 2015;104:666–677. doi: 10.1002/jps.24287. 

[5] Karow A.R., Götzl J., Garidel P. Resolving power of dynamic light scattering for protein and polystyrene nanoparticles. Pharm. Dev. Technol. 2015;20:84–89. doi: 10.3109/10837450.2014.910808.