泡沫“终结者” | 赛默飞特色消泡剂残留检测解决方案

2022-09-27 17:28:26, 飞飞赛默飞色谱与质谱分析

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沈国滨，冉良骥，金燕

背景介绍

在生物药生产过程中，经常会面临细胞培养液表面泡沫堆积的困扰，为避免液泛跑料，需中途暂停通气搅拌，这必然降低装罐系数，影响发酵的效率和产能。当前相对流行的做法是加入少量消泡剂，抑制泡沫生成，从而提高产能。

二甲基硅油是一种常见的消泡剂，为无色或浅黄色液体，无味，透明度高，具有生理惰性、良好的化学稳定性，疏水性好，并具有很高的抗剪切能力，用作消泡剂不仅消泡迅速，且抑泡持久，添加量低，成本较小。

二甲基硅油（Simethicone）结构

虽然二甲基硅油有上述优点，但消泡剂属于生产过程中引入的外来物质，随着药监部门对生物制剂监管的不断加强，作为生物制剂的生产企业对消泡剂残留检测进行深入研究实属必要。

检测难点

溶解性差：

二甲基硅油化学性质稳定，疏水性好，不溶于水，通常溶于氯仿、二氯甲烷等有机溶剂中。因此，使用液相色谱系统进行检测时，需要液相色谱系统能够兼容和耐受正相有机溶剂，对液相色谱系统具有很大挑战；

无紫外吸收：

二甲基硅油本身没有紫外吸收，无法使用紫外等需要待测物结构中含有发色团的检测器进行检测，需要寻求其他通用型检测手段；

残留量低：

目前对于二甲基硅油等消泡剂检测，主要为残留检测，对方法和检测器灵敏度要求很高。

赛默飞解决方案

Vanquish Core正相色谱系统：

赛默飞全新推出的Vanquish Core正相色谱系统，能够耐受正己烷、二氯甲烷和四氢呋喃等正相试剂，同时安装了适用于正相系统的脱气机和漏液报警装置，能够帮助客户从容应对棘手的正相色谱应用；

电雾式检测器：

赛默飞特色的通用型CAD检测器是分析无紫外和弱紫外吸收化合物的利器，具有良好的重现性和高灵敏度等特点，在制药与生物制药、食品、化工及环境等方面均有广泛应用。

实验方案

推荐仪器配置：Vanquish Core正相色谱系统

泵：Quaternary Pump CN VC-P20-A

自动进样器：Split Sampler CT VC-A12-A

柱温箱：Column Compartment C VC-C10-A

检测器： Vanquish Charged Aerosol Detector VH-D20-A

色谱软件：Chromeleon Chromatography Data System7.3

方案1：乙腈-二氯甲烷体系

色谱柱：Accucore C8 柱，150 × 4.6 mm，2.6 μm（P/N：17226-154630）

流动相： A：乙腈；C：二氯甲烷；梯度洗脱

CAD：采集频率：5 Hz，过滤常数：3.6 s，蒸发温度：50 ℃

方案亮点：

利用CAD检测器可以有效检测实际样品中二甲基硅油的残留情况，线性范围宽，灵敏度高。

方案2：水-乙腈-四氢呋喃体系

色谱柱：MAbPac RP 柱，2.1×100 mm，4 μm（P/N：08864730）

流动相： A：水；B：乙腈；C：四氢呋喃；梯度洗脱

CAD检测器：采样频率：5 Hz，过滤常数：3.6 s，蒸发温度50 ℃

方案亮点：

通过大孔径MAbPac RP 柱（1500 Å）结合CAD检测器，可满足大分子蛋白中残留的微量二甲基硅油的监测需求。

结论

Vanquish Core正相色谱系统强大的正相溶剂耐受能力，可以帮助客户更灵活的应对特殊的正相色谱应用。同时CAD检测器作为二甲基硅油测定的有效手段，具有灵敏度高，重复性好，线性范围宽等优点，可以帮助客户在原辅料和工艺控制过程中消泡剂二甲基硅油的残留提供可靠检测。另外，赛默飞应用团队也不断推出更新、更专业、更全面的应用方案，帮助客户从容应对分析工作中遇到的棘手问题。

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