如何克服传统内毒素检测中的挑战

2023-02-08 12:19:01, Sievers分析仪 Sievers分析仪(威立雅)


在质量控制实验室中,最细致的检测之一是细菌内毒素检测。由于关系到患者的生命安全,因此内毒素检测非常重要。一次失败会导致成本高昂的重新检测、以及对不合规(OOS)结果的调查,甚至是大量的召回。挑战的另一方面是传统的内毒素检测单调乏味。通常情况下,进行传统检测的方法中充满了耗时且费力的步骤——而所有这些步骤对于实现内毒素检测的安全性和合规性都至关重要。为了确保对每个产品进行正确分析并确定产品可以安全使用,研究人员进行了许多计算和特性研究,以防止出现代价高昂的检测失败。

以下是传统检测过程中遇到的一些挑战:

计算内毒素限值和最大有效稀释度(MVD)

方法适用性和产品验证

鲎试剂的确效

过去,内毒素检测并不像今天这样。多年来,它已经从家兔热原试验演变为今天最常用的动力学方法。现代实验室中最常用的动力学方法之一是动态显色分析法。在进行动态显色分析前,必须先完成几个步骤和检测,以确保产品可以用这种方法进行分析。这些步骤通常在开发和发布一种新产品、过渡到新的鲎试剂供应商或更改为新的药典方法时使用。

计算内毒素限值和MVD

必须先完成几次计算,才能确定如何分析产品并认为产品可以安全使用。计算内毒素限值、最大有效稀释度(MVD)和/或最小有效浓度(MVC)以确保产品不会对患者造成不良影响,并且可以按照法规要求进行适当的分析。美国药典USP <85>,USP <1085>,AAMI标准和其他法规准则提供了确定这些值的公式和进一步指南。这些计算可以手动完成,也可以借助某些具有这些计算能力的内毒素软件进行。

一旦确定,这些限值将成为产品生命周期中的一部分,只要不改变配方即可。要记住的一个重要注意事项是在这些计算过程中选择的检测的灵敏度。如果此灵敏度根据一个平台或标准曲线而变化,重新计算这些值以确保下一步使用正确的MVD十分重要。使用内置有计算内毒素限值和MVD软件的内毒素平台,将为实验室节省大量时间。

方法适用性和产品验证

研究发现大多数药品都会在一定程度上干扰(抑制或增强)细菌内毒素检测,但由于鲎试剂检测具有很高的灵敏度,通常可以通过在水中稀释内毒素来克服这些干扰。在计算出内毒素限值和MVD之后,必须完成一项研究以确定克服干扰(DROI)所需的稀释度。这项研究通常称为方法适用性或产品表征,它以高达MVD并可能包括MVD的多种稀释度分析产品。

在此过程中,将密切监控阳性产品对照(PPC)的回收率,以寻找可能发生的任何潜在抑制或增强作用。PPC回收率用于确定待分析产品的最佳稀释度。应当使用每种稀释液的几份重复样来完成这项研究,以证明其可重复性,并考虑到微孔板制备过程中可能发生的任何误差。如果已经证明很难通过仅用水稀释BET来克服产品中的重大干扰,则可以采取以下措施:使用可替代的鲎试剂、热失活(在蛋白质存在下),使用特异的Tris或内毒素特定缓冲液,或用1 mM螯合剂(EDTA)稀释。

一旦确定了DROI和潜在的样品预处理,就必须使用相同的鲎试剂供应商和方法对至少三个独特批次的产品进行检测,以确认其有效性。QC实验室通常会在软件外部跟踪对三个唯一批次的分析,但某些内毒素软件可以跟踪产品验证,查看每批经过验证的产品并签署产品验证。这些软件功能可以使结果井井有条且易于访问,从而加快验证过程。

鲎试剂确效

除了产品特性研究外,在建立并验证平台后,必须对所使用的鲎试剂进行确效。这至少要使用三种内毒素浓度,这些浓度要超过鲎试剂生产商所述的范围,每种浓度的至少使用三份重复样进行检测。必须对每批新的鲎试剂完成该检测,以确保其适合使用。

无论是完成方法适用性测试、鲎试剂批次确认,还是常规检测,最耗时的步骤是微孔板本身的设置。要确保96孔微孔板或凝胶检测设置没有任何污染或移液错误,对精确度和专注度的要求非常高。对于传统的96孔微孔板,即使是最熟练的分析员,整个板的设置时间也可能需要一个小时以上。即使方法适用性基于生化基础,这种冗长的设置过程也会导致效率低下。检测一个样品需要用另一个鲎试剂供应商的配方来重复其适用性,这很容易将过程延长到几天或几周才能完成,而QC实验室可能没有这个能力。目前很少有创新的解决方案可以帮助QC实验室简化这一过程,但近期开发的先进的自动化功能可以大大节省时间和简化程序。

一旦完成产品验证或鲎试剂确认,就可以建立常规检测方案,以简化每日和每周的检测需求。一些软件可以协助这一过程,使分析员能够创建检测模板,在登录后可快速访问,立即开始检测,从而减少设置时间并增加样品检测量。

细菌内毒素检测看上去令人望而却步,需要遵循许多步骤,完成许多批次的检测以确认检测方法可行,而以上也仅是内毒素检测所要面对的挑战中的一个部分!还需要对分析员进行全面的培训,实验室必须进行正确设置和维护,且所有过程都必须把合规性放在首位。使用自动化和软件来减少内毒素检测的压力和负担,以减轻QC实验室内分析员和管理人员的日常工作压力。

微流体自动化等创新技术通过减少移液步骤数量和培训分析人员所需的时间,大大提高了样品检测量。最终,通过提高样品检测量,可以在不浪费资源的情况下更快地验证产品。将微流体技术与简化的软件相结合,使QC实验室能够及时验证产品并进行鲎试剂确效,从而将实验室解放出来,满足其他关键检测需求。

本文作者:Sydney Jannetta(Sievers分析仪生命科学产品应用专家),原文英文版刊登于《American Pharmaceutical Review》2021年1-2月刊,本文有所修改。

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