检测机构使用流动成像显微镜来表征蛋白质聚集体

2020-12-21 17:10:40, 大昌华嘉大昌华嘉科学仪器

Dan Berdovich（Micro Measurement Laboratories）了解他客户的注射剂样品中有蛋白质聚集体，但尽管有各种各样的高科技仪器可供他使用，但他仍然无法完全确信他能看到它们或获得精确计数。

对于颗粒分析的权威机构，他们获得了关于注射药物产品目视检查标准的同行评审论文奖。然而，虽然在工业市场中，使用颗粒成像技术的应用不到十年，但是Berdovich仍努力解决客户的问题以至他自己的业务获得成功。

他的公司位于伊利诺伊州惠灵的实验室Micro Measurement Laboratories，Inc。为世界各地的制药和生物技术公司以及其他公司进行颗粒物测试，颗粒识别，方法验证和视觉检测标准开发。

该公司在美国药典委员会USP制定的标准和建议方面提供了多项专业知识，包括USP <787>，其中包括治疗性蛋白质注射中亚可见颗粒物的测试; USP <788>，包括注射和肠胃外制剂中的亚可见颗粒物的测试和报告; 以及即将出版的USP <790>，其中包括检查注射药品中的可见微粒; 以及USP <1787>，<1788>和<1790>的修订版。

“我非常沮丧的是，当遇到像蛋白质这样的亚可见或半透明颗粒时，我们基本上处于黑暗中，”Berdovich说，“USP <788>是我们的面包和黄油。”

为什么会沮丧

Berdovich的团队使用光阻法仪检测蛋白质聚集体和其他颗粒，如USP <788>所述。他意识到，问题在于光线通常直接穿过透明颗粒而不会产生散射现象。蛋白质和蛋白质聚集体以及其他半透明和透明的颗粒，即使是最好的光阻法装置也经常无法检测，特别是在小于20微米的亚可见光范围内。另外，如果检测到更大的颗粒时，通常测量尺寸会小于实际尺寸。

使用手动目视检查表征蛋白质聚集体更具挑战性 - 在受控光照条件下观察单个样品瓶，并使用肉眼确定是否存在可见颗粒。该方法具有类似于使用光阻法的局限性，并且因为其本质上是主观的，它可以产生不可靠的结果，尤其是在一些生物制剂和冻干药物中。

目前，可见颗粒需要100％目视检查，USP接受两种方法，即光阻法和膜显微镜法来测试肠胃外制剂中亚可见颗粒的存在。

由于大多数制造商主要致力于合规性，因此几乎没有动力去了解合规配方中存在的颗粒的形成或引入。例如，在USP <788>中，亚可见颗粒测试通常在远离目视检测可见颗粒的实验室中进行。他们可以从任一测试中判定样品不合格，但是通常忽略使用正交方法一起评估样品以确定哪些颗粒触发不可接受条件。他们关注的重点往往是是如何有效地拒绝不合格的样品，而不是确定检测到的颗粒类型并理解其存在的原因。

面临的情况

根据Berdovich的说法，客户的这种心态正在发生变化。“我的大多数客户都希望了解他们的产品，而不仅是合规要求，例如颗粒形状 - 如果在配方中出现问题，这是非常宝贵的 - 但如果您使用激光散射法或光阻法，您就无法获得更多的颗粒信息“他说。

在另一个需要在过滤膜上测量所形成的液体或凝胶中的颗粒的检测方法中，又一个问题出现了。由于颗粒形状在可以在极短时间内产生变形，因此需要快速完成分析。手动微拷贝太慢了。此外，颗粒在过滤并在载玻片之间挤压时变形。“我们碰到了一堵墙，并认为没有办法做到这一点，” Berdovich说。

然后他在一本行业杂志上阅读了一种名为FlowCAM®的新仪器，这是一种颗粒成像分析系统，可自动检测样品中颗粒和微生物的存在，包括透明，半透明和亚可见颗粒。

该仪器的软件不仅对颗粒数据进行典型的电子表格分析，同时又以图像形式呈现结果 - 而不仅仅是表格。它结合了用于粒子颗粒表征的统计模式识别，这是对简单值过滤的重大改进。

不依赖于颗粒分布数据

FlowCAM的成像技术不是依赖光散射，而是捕获通过流动池前方的每个粒子的高分辨率数字图像。在几秒钟内成像数千个颗粒，它根据其实际图像测量每个颗粒，根据粒子形状，大小和透明度产生数据。

单击图像或触摸屏幕上的图像会显示测量数据，这些数据可能会以几种不同的方式表达，具体取决于数据需要如何显示以及所针对的颗粒类型。

通过测量了30多种不同的特性，包括长度，宽度，直径，体积和纵横比，以及先进的形态类型，如圆形拟合，伸长率，周长和粗糙度。每个图像都保存有相应的测量数据，以便在线或通过电子邮件进行查看，分析和共享。

FlowCam的出现

现在，他和他的分析人员在仪器上运行分析已有三年多的经验，他说，“带有颗粒问题地去使用FlowCAM是世界上最好的感觉，因为它可以将数据变成有用的信息，可以帮助客户解决问题。“

结果

相比之下，FlowCAM对每个单独的油滴成像，并且液滴或任何其他类型颗粒的总数可以被表征为相互独立的两组数据，或甚至从总颗粒计数中去除。再说一次，除了FlowCAM之外你不能做任何事情。数据说明了很多，“Berdovich补充道。

该实验室为几个客户提供了FlowCAM数据，用于FDA的子任务。Berdovich说：“当您向FDA提交数据时，您希望了解这些问题，而且您不希望对准确性产生任何疑问。” “我对FlowCAM非常有信心，因为它帮助我们在解决问题时能够看到每一个颗粒，它也为我们打开了很多大门。”

产品介绍

流式颗粒成像分析系统FlowCam®8000系列

Fluid Imaging Technologies(FlowCam)公司成立于1999年美国缅因州斯卡伯勒市，其研发并生产的FlowCam系列仪器是首家将流式细胞法组合到数字成像显微镜中，基于图像分析法的流式动态成像颗粒分析仪，它使颗粒分析变得更快，更简单。具有革新意义的FlowCam系列仪器被广泛应用于研发和质量控制，应用涉及全球多个领域。