干货 | 过程分析液相技术在药物质量研究中的应用

2022年11月，“ICH Q13 原料药和制剂的连续制造“的发布意味着连续流制药的方法被正式纳入国际药品监管指南之中，推动制药企业采用连续工艺，提高生产过程的灵活性和可控性，提高效率和质量。在ICH Q13中也明确提到了连续流制药过程中部署PAT技术的必要性。FDA提出的PAT技术包括3种类型：近线检测（at-line）、在线检测（on-line）、线内检测（in-line）。PAT研究的分析工具包括光谱技术、动态光散射技术、核磁共振、气相色谱、液相色谱、质谱等技术。目前在制药研究中应用最多的是近红外光谱、拉曼光谱技术。

液相色谱作为制药行业产品关键质量属性分析的重要技术，基于液相色谱的分析可以同时检测不同浓度的多个组分，且在定量分析的灵敏度、线性/动态范围和分离度方面均优于光谱技术。如果能有效地将液相色谱技术作为PAT手段整合进入制药工作流，对于提升效率和质量、降低成本具有非常重要的作用。但是由于液相色谱技术的特殊性，也提升了对系统整合的要求。

• on-line工作模式 — 自动取样，支持在线稀释，支持Load ahead模式

图6. on-line工作流程图

由于连续流反应工艺能够快速生成大量产物，基于HPLC的传统构成检测（IPT）/过程中控制（IPC）不适合这种快速生产工艺。本案例利用PATROL UPLC过程分析系统对生产160 kg药物中间体的连续流反应工艺进行过程监测分析。在线UPLC分析模式帮助工艺开发人员在更短的时间内获取有关最终产品和低浓度杂质的定量信息，于此同时还能快速改变工艺参数，帮助确定优化连续化学反应所需的关键参数。

由于在工艺放大实验室（LSL）中生产第一批产品，观察到反应颜色变化，该现象在少量反应时未发生，导致传统光谱型PAT工具不适用。改用PATROL UPLC后，迅速决定通过改变试剂流速来控制杂质形成量，最终成功将产品损失维持在最低水平。从反应器中采集淬灭后的连续反应样品，使用PSM自动稀释，从样品信息录入Empower到完成积分并生成报告，PATROL UPLC系统耗时3 min。

研究人员一直在持续探索使用在线液相分析技术用于连续流生物反应器的关键质量属性的监测。PATROL UPLC中过程分析进样器（PSM）采用与分析流路完全隔离的过程样品上样流路，更利于与生物反应器的连接，但是直接从反应器采集的过程样品无法直接进入PATROL UPLC进行分析，需要提前脱除反应液中的细胞组分，所以本研究中采用FISP Probe进行过程样品预处理后，再导入PSM进行上样。作为一种新的分析方法引入关键质量属性测定，需要与传统方法进行结果准确性比对，本研究也设计了off-line和at-line实验，用于验证on-line方法测定结果的可靠性。

图10. 生物反应器中on-line, at-line和off-line工作流采样和分析流程图。